PRIMER LABORATORIO DE QUÍMICA

Operaciones Fundamentales

1. Objetivos:

El objetivo de esta práctica es familiarizarse y conocer los aspectos teóricos de las operaciones más comunes y además de necesarias que se realizan en la mayoría de prácticas de laboratorio además de conocer las características del mechero de bunsen

2. Desarrollo:

A. Estudio de la llama (mechero de Bunsen):

Experimento de la cartulina

Se coloca verticalmente un pedazo de cartulina en medio de la llama luminosa por unos segundos hasta notar cambio en el papel pero sin dejar que se queme se retira y se observa la marca dejada por el fuego en el papel.

En otro pedazo de cartulina se realiza el mismo procedimiento con la llama no luminosa y se procede a anotar las diferencias y características en las marcas o manchas dejadas por la llama en las cartulinas.

Observamos que en los dos casos la cartulina se encontraba mas quemada en los bordes que en el centro y que la llama luminosa deja una marca o quemadura más larga (de mayor área) que la no luminosa.

Esto nos indica que la llama en cualquiera de sus dos casos no tiene la misma temperatura en todas sus regiones y que por la forma del quemado de la cartulina podemos decir q en la parte mas externa la temperatura es mayor y en parte interior en baja.

Experimento de la porcelana

Colocamos la porcelana con ayuda de la pinza sobre la llama (no luminosa y luminosa) por una buena cantidad de segundos luego e esto retiramos la porcelana en cada uno de los casos y observamos las diferencias (color, temperatura, etc.).

La porcelana colocada en la llama luminosa su superficie se ve cubierta por una sustancia de color negro, lo cual no ocurre al colocar la porcelana en la llama no luminosa.

Esto se debe a que la combustión en la llama luminosa es incompleta la cual produce C (hollín):

C3H8 + 302 → 2CO + C + 4H2O

La cual se adhiere a la porcelana dándole en color negro respectivo, en cambio en la llama no luminosa la combustión es completa.

Experimento del palito de fosforo y el alfiler

Con el mechero de bunsen apagado colocamos un fosforo atravesado por el alfiler de tal manera que se encuentre en la parte central del tubo de combustión y el alfiler lo sostenga en esa posición, acto seguido encendemos el mechero y observamos lo que ocurre con el fosforo.

Observamos q el fosforo no se prende al encender el mechero.

Esto por que la parte interna de la llama no tienes la temperatura ni la energía necesaria para prenderlo.

Experimento del tubito y el fosforo

En la llama no luminosa y sobre el tubo de combustión colocamos uno de los extremos de un tubito de vidrio doblado de tal manera que forme un ángulo aproximado de 45° con la horizontal y en el otro extremo colocamos un fosforo encendido y observamos lo que ocurre con el tubo de vidrio.

Al acercar el fosforo prendido al otro extremo del tubito, en tal extremo se comienza a producir fuego el cual al quitar el fosforo continuara, esto debería darse ya que dentro del tubito hay aire por ende oxigeno lo cual generara q se de la combustión.

B. Ebullición del agua:

En un tubo de ensayo colocamos aproximadamente 10 ml de agua, con ayuda del mechero procedemos a hervirla sin que se produzca salpicadura.

Realizamos los mismos pasos pero esta vez a los 10 ml de agua le agregamos piedras pequeñas, observamos y comparamos las dos experiencias.

En el tuvo de ensayo que contiene solo agua se observa que su ebullición es brusca y a su ves mas rápida, lo cual no ocurre al agregar las piedritas ya que están hacer que la ebullición sea leve.

C. Formación de precipitados:

1) En un tubo de ensayo con ayuda de la pipeta colocamos 4 ml de yoduro de potasio y luego le agregamos 2 ml de solución de nitrato de plomo 0.2 M dejamos reposar el tubo mientras se forma el precipitado y ocurre la siguiente reacción:

KI + Pb(NO3)2 → KNO3 ( a c ) + PbI2 ( s )

Observamos que en el fondo del tuvo de ensayo se va depositando una sustancia amarillenta, la cual es el yoduro de plomo.

A esta solución la filtramos, para hacer esto tomamos un trozo de papel de filtro la doblamos y la colocamos en el embudo y vaciamos la solución al embudo dejamos que filtre. Luego retiraos el papel de filtro y lo colocamos a secar en el radiador hasta

tener una sustancia solida y seca (PbI 2 ( s ) )

2) En otro tubo de ensayo agregamos 2 ml de solución de sulfato de cobre al 10% y lo hacemos reaccionar con 2 ml de nitrato de plomo y dejamos reposar la solución final en la cual se depositara una sustancia blanca solida que será el Sulfato de plomo. La reacción dada será:

CuSO4 + Pb(NO3)2 → Cu(NO3)2 + PbSO4 ( s )

3) Después de dejarlo reposar por un tiempo notamos un precipitado de color blanco que seria el sulfato de plomo (PbSO4 ( s ))

Echamos 2 ml de solución de alumbre al 5% (KAI(SO4)2 .12H2O en un tuvo de ensayo agregamos lentamente 2 ml de solución de carbonato se sodio con lo cual reaccionaran de la siguiente manera:

(KAI(SO4)2).12H2O + Na2CO3 → Al(OH)3 + CO2…..

Observamos que se va formando una sustancia gelatinosa la cual es el hidróxido de aluminio y también libera un

gas que es el CO 2 .

D. Densidad de un líquido:

Usando un densímetro calculamos experimentalmente la densidad de una solución de NaCl para disminuir el margen de error realizamos 2 lecturas y los promediamos:

Lectura 1: 1.150 y Lectura 2: 1.140 entonces la densidad experimental del líquido será:

(1.150 + 1.140)/2 = 1.145 g

ml

La cual en la tabla de densidades relativas y concentraciones de solución de cloruro de sodio se encontrara entre:

1.041g

ml < 1.045

gml

< 1.049g

ml

Entonces los porcentajes respectivos serian 24% y 28%, entonces si consideramos X% el porcentaje de volumen de NaCl en la solución aplicamos regla de 3 simple, entonces:

1.049−1.04128−24

= 1.049−1.04528−x

, entonces como X = 26% el porcentaje en

Volumen de NaCL de la solución será 26%.

E. Determinación de la densidad de un solido:

En una probeta graduada agregamos agua hasta tener 20 ml, acto seguido agregamos los trozos del metal lo cual en la probeta nos generara un volumen final de 21 ml además conocemos la masa inicial del metal que es 2.52 g, por lo tanto de la definición de densidad:

Ρ=mV

Entonces la densidad (Ρ) seria 2.52g/1ml = 2.52 g

ml

3. Conclusiones:

1) Las diferencias entre la llama luminosa y no luminosa son muchas, esto quiere decir que la cantidad de oxigeno suministrada a la combustión es importante y determina sus características por eso que al cerrar el paso de aire al ocurre un déficit de oxigeno por lo cual la combustión es incompleta generando llama luminosa.

2) La llama luminosa por ser C. incompleta no tiene suficiente oxigeno para consumir todo el gas por lo que genera CO y C (hollín) los cuales son aun mas contaminantes que el CO 2 , lo q hace q la llama luminosa sea peligrosa y dañina para la salud.

3) En lo observado del experimento con la cartulina en toda la región d ela llama su temperatura es diferente, pero particularmente en el centro es baja además de q en esta región hay aire sin quemar, por este motivo es que el fosforo incrustado por el alfiler no se prende.

4) En el experimento de ebullición del agua podemos concluir que al calentar en tuvo de ensayo con agua y piedras las piedras absorben mucha mas energía calorífica que el agua lo cual hace que su ebullición sea mas lenta retrasándola y disminuyendo su intensidad.

5) Las reacciones químicas hacen que las propiedades de las sustancias que reaccionan varíen, como hemos podido notar en los experimentos de formulación de precipitados.

6) De las densidades de las soluciones podemos concluir que depende bastante de los porcentajes de volumen de las sustancias que la componen y de sus densidades respectivas, además de que esta densidad de sustancia se calcula como el ponderado de %V y P.

7) La velocidad y el porcentaje de combinación en una reacción química también dependen del grado de agitación como ocurre en la reacción:

(KAI(SO4)2).12H2O + Na2CO3 → Al(OH)3 + CO2…..

La cual si al tapar la entrada del tubo de ensayo y seguidamente agitarlo se combinan mas reactantes aumentando el producto el cual uno de ellos será el CO2 que es un gas al aumentar, aumentara la presión y en gas empujara al dedo intentando escapar.

4. Cuestionario:

¿A que se debe que existe una zona reductora y una zona occidente en la llama?

La llama que se obtiene a través de un mechero podemos establecer que esta posee dos zonas claramente diferenciadas por un cono azulado y esto se debe a que son el resultado por un lado de la entrada de aire eficiente y por otro lado de una buena combustión, por tal motivo vas a tener que en el exterior del cono la combustión es completa, existe un exceso de oxígeno y se producen altas temperaturas (zona oxidante). En el interior del cono los gases todavía no han inflamado y en el cono mismo hay zonas donde la combustión no es completa y existen gases no oxidados a dióxido de carbono y agua lo que se tiene una reductora de la llama.  Las partes más calientes o frías de las llamas se debe a la combustión y para que se dé esta es indispensable la entrada de aire por tal motivo que la zona externa por ser la más expuesta será aquella en la que se posea la mayor temperatura en cambio la zona interna debido a su aislamiento y por tener una combustión no completa será de mucho menor temperatura.

Explique porque un soplete alcanza temperatura más elevada que un mechero ordinario:

Hay una diferencia fundamental entre el mechero y el soplete: el mechero usa como comburente aire (21% de oxígeno), mientras que el soplete, normalmente, usa oxígeno puro en botella. Lo cual hace que el grado y eficiencia de combustión se mayor. La temperatura puede fácilmente multiplicarse por tres, además depende del combustible usado, y de la forma de las boquillas.

¿Qué embudo ofrece mayores ventajas para la filtración, uno de vástago largo o uno de vástago corto? ¿Por qué?

Los embudos en química tienen que ser de material inerte o inactivo a los líquidos que se les agregan, uniforme en su superficie para que el papel de filtro se adhiera sin globos ni agujeros a las paredes del embudo. Esto anterior en cuanto a los embudos comunes, Hay embudos con superficies planas agujereadas para apoyar el fi ltro, estos son embudos a los que se les aplica vacío y la superficie en donde apoya el fi ltro es para evitar que se escape el material fi ltrante.

Normalmente los embudos son de cerámica o vidrio.

Finalmente deben tener un vástago largo para que se forme una buena columna de líquido y ésta ayude a filtrar al generar una leve succión , generada por gravedad, sobre el fi ltro y el l íquido que esta arriba de éste.

Tema de investigación:

Averigüe como se calcula la densidad de diversos materiales empleados comúnmente: arenas, piedra, madera, cerámicos, etc.

El cálculo de la densidad de materiales pulverulentos (cemento, arena) se puede realizar también con ayuda del picnómetro.

El Picnómetro es un recipiente de vidrio provisto de un tapón con un tubo capilar marcado con un enrase en su parte superior. Para el cálculo de la Densidad de cierta sustancia primero necesitaremos calcular ciertas masas :

• Peso del sólido: M1

• Peso del Picnómetro lleno de agua destilada: M2

• Peso del Picnómetro con agua destilada y el sólido: M3

Al realizar las pesadas con el Picnómetro se llena de agua destilada hasta la señal de enrase, si ésta es sobrepasada se introduce un palillo hecho con papel de filtro para absorber el l íquido sobrante. Hay que procurar secar el picnómetro por fuera, con un paño o papel de filtro.

D = m/V V = (M1 + M2 - M3)/D

Siendo d la densidad del agua = 1 g/cm:

D = M1/(M1 + M2 – M3)

También se puede realizar el cálculo de las densidades mediante la Balanza Hidrostática:

Se suspende el cuerpo de la balanza como se representa en la figura y se equilibra la balanza mediante pesas M1. Se sumerge el cuerpo en agua y se vuelve a equilibrar la balanza, M2. Por último se sumerge el cuerpo en el l íquido estudiado y equilibramos la balanza M3.

- Líquido desplazado por el volumen del cuerpo: M1 - M3

- Agua desplazada por el mismo volumen: M1 -M2

D = (M1 – M3)/(M1 – M2)