UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL

I N F O R M E D E L L A B O R A T O R I O D E Q U I M I C A G E N E R A L

Laboratorio Nº 1 y 2:

1. EL MECHERO DE BUNSEN Y EL ESTUDIO DE LA LLAMA.

2. DETERMINACION DE LA DENSIDAD DE SOLIDOS Y LIQUIDOS. USO DE LA BALANZA.

Horario: 3 – 5 PM.

GRUPO N.: “1”.

INTEGRANTES: - EZPINOZA URBINA, JUAN JOSE

- MAMANI HANCCO, EISTEN JUNIOR.

- GUERRA ESTELA, JESUS MANUEL.

- CACERES ESPINOZA, JOSE ANTONIO

- VALDEZ SANCHES, GARY RAÚL.

- MENDOZA MEZA, SANDRO

Profesora : ANA M. MEDINA ESCUDERO

Fecha de Realización : 08/05/10

Fecha de entrega :16/05/10

Practica Nº 1 y 2

1.- Materia, energía y sus cambios El mechero de Bunsen y el estudio de la llama.

2.- determinación de la densidad de sólidos y líquidos. Uso de la balanza.

I.- OBJETIVOS:

Llama:

- Aprender el funcionamiento del mechero, los tipos de combustión y clase de llama.

- Observar la materia e identificar sus diferentes propiedades en los distintos y estados de formas para un mejor conocimiento y entendimiento de los mismos.

- Observar los cambios físicos y químicos de algunos compuestos; así como el cambio de energía espectral.

- Conocer y adquirir experiencia en el uso de diferentes tipos de balanza, estableciendo sus características, diferencias y posibilidades.

- Adquirir experiencia en la estimación de las dimensiones, volúmenes y pesos.

- Determinar experimentalmente la densidad de sólidos, líquidos

II PRINCIPIOS TEORICOS:

Materia: La materia es el material físico del universo, es cualquier cosa que tiene masa y ocupa espacio. Por ejemplo el agua, la sal, el azúcar, el acero, las estrellas e incluso los gases presentes en el aire, todo se compone de materia. De hecho la química es una ciencia que se ocupa de la materia y los cambios que esta sufre.

Energía: Se define como la capacidad para realizar trabajo o transferencia de calor.

Mechero de Bunsen: El mechero de Bunsen creado por R.Bunsen en 1866, es uno de los instrumentos clásicos, muy necesarios en el trabajo en el laboratorio; se usa siempre que se requiere contar con una fuente de calor ya sea que se requiere producir o acelerar una reacción química o para efectuar un cambio físico .El calor es originado por la combustión de un gas, que podía ser gas de hulla, gas natural, acetileno, butano, propano; según el diseño del mechero y de acuerdo alas necesidades.

El mechero de Bunsen se compone de las siguientes partes:

Tipos de combustión y clases de llamas:

Durante la combustión los compuestos que contienen carbono e hidrogeno y a veces oxigeno arden consumiendo oxigeno y produciendo dióxido de carbono, se pueden generar 2 tipos de combustión: completa e incompleta, las cuales se pueden describir mediante las siguientes reacciones químicas:

C3H8+5O2 3CO2+4H20+q Combustión completa

C3H8+3H2O 2CO2+C+4H20+q Combustión Incompleta

Llama: Se define como la combustión de gases y vapores a altas temperaturas cuyo volumen será el espacio ocupado por esos reactantes durante la reacción. En la combustión se aprecia el desprendimiento de luz y calor.

Clases de llama: De acuerdo al tipo de combustión se puede generar dos tipos de combustión la no luminosa y la luminosa.

Llama no luminosa: Se consigue aun adecuado contacto entre el aire y gas antes de efectuarse la combustión, de tal manera que casi no hay partículas solidas incandescentes porque la combustión es completa.

Llama luminosa: Emite luz porque contiene partículas solidas que se vuelven incandescentes debido a la temperatura alta que soportan. Se produce cuando el aire que entra en el quemador es insuficiente y la descomposición del gas produce pequeñas partículas de carbón (hollín), que se calientan a incandescencia, originando una llama luminosa. Esta clase de llama se genera en una combustión incompleta.

ZONAS DE LA LLAMA:

Zona fría: Es la zona de color oscuro formado por una mezcla de aire y gases sin quemar.Cono interno: Es donde se produce las reacciones iníciales necesarias para la combustión.Cono externo: Constituido por los productos de la combustión, donde se encuentra la mas alta temperatura de la llama.

Densidad:

El universo esta constituido por materia cuyas propiedades principales son la masa y la volumen que ocupa.

Para determinar la masa de una cierta cantidad de materia, lo comparamos con una masa conocida en un instrumento conocido como la balanza y la operación respectiva se conoce como “pesada”.

El peso de una misma masa de materia es variable porque depende de la atracción sujeta a la variación geográfica (altitud, latitud), mientras que la masa es una cantidad constante invariable en cualquier punto del universo.

Donde: w=peso de la sustancia

m=masa dela sustancia

g=aceleración de la gravedad

Como el peso de un cuerpo es directamente proporcional a la más y a la atracción gravitacional, al químico le interesa solo la determinación de la masa, que resulta al comprar con otra masa conocida en una balanza.

Se observara que la gravedad afecta exactamente a ambas masas del mismo modo, de allí que en un mismo lugar la masa y el peso, se usan como términos sinónimos. Considerando que la operación de pesar es una actividad constante en el laboratorio; es necesario conocer el uso adecuado de la balanza y los requisitos para una buena pesada.

2.1) Tipos de balanzas:

W=m xg

a) Balanzas que pesan con una aproximación de 0.1 g; pueden ser de triple brazos o balanzas de brazos iguales.

b) Balanzas eléctricas digitales con aproximadamente de 0.01 g

c) Balanzas analíticas digitales con un platillo, con una sensibilidad de asta 0.0001 g.

d) Balanzas electrónicas de un platillo de alta sensibilidad y con mayor rapidez en la pesada.

2.2) Requisitos para el uso de una balanza y realizar una buena pesada

Las balanzas deben estar protegidas de la humedad, polvo, o gases corrosivos y su buen uso implica lo siguiente:

a) Debe estar colocada sobre una superficie solida, completamente horizontal y lejos de una corriente de aire.

b) Deben estar equilibradas, esto significa que antes de pesar debemos nivelarlas a cero.

c) Colocar la muestra, directamente en el platillo si es solido y no corrosivo, pero con lo general, dependiendo del tipo de sustancia a manipular, se usa: luna de reloj, vaso de precipitado, papel.

d) Cada ves que se coloque o saque una muestra la balanza debe estar equilibrada.

e) Al final de la pesada, dejar la balanza apagada y en la posición correcta.

2.3) determinación del error:

a) Error absoluto.- Queda determinado al comparar, el valor teórico obtenido en la información bibliográfica, con el valor experimental obtenido en la experiencia.

Donde: Vt=Valor teórico

Ve=Valor experimental

b) Porcentaje de error.- Es la relación entre e valor absoluto y el valor verdadero todo multiplicado por 100.

Donde: % de error puede ser positivo por defecto

O negativo por exceso.

2.4) Determinación de la densidad.-

Densidad.- Es la relación entre la masa y el volumen de una muestra. El valor de esta propiedad puede identificar a una sustancia.

La densidad de sólidos y líquidos se expresan en g /mL o g/cm3, ib/pie3. Y la densidad de los gases en g/l la densidad del agua a 4º C es 1.00 g/cm3=1.00 g/mL =62.4 Lb / pie3.

Densidad relativa o peso específico: Es un número que se designa la relación de la masa de un cuerpo y la masa de un volumen igual de la sustancia que se toma como patrón (es adimensional).

Error abs=Vt - Ve

% de error= (Vt –Ve)/Vt X 100

La densidad de sólidos y líquidos generalmente se compara con la densidad del agua, y para gases el aire.

Densidad relativa=Masa de un solido o un liquido/Masa de un volumen igual de agua a 4ºC (igual 1).

Densidades de algunas sustancias escogidas

Sustancia escogida Densidad (g/mL)

Aire…………………….. 0.001

Madera……………….... 0.160

Agua……………………. 1.000

Sal de mesa…………… 2.160

Hierro……………………. 7.900

Oro………………………… 19.320

PARTE EXPERIMENTAL:

1- DETERMINAR CUAL ES LA LLAMA MAS CALIENTE.

EXPERIMENTOS: OBSERVACIONES:

1.- ENCENDER EL MECHERO CON LLAMA LUMINOSA, SOSTENER UN PEDAZO DE PORCELANA CON UN PINZA Y CALENTARLO UNOS 3 MIN.

SE OBSERVA QUE SE VUELVE NEGRO LA PORCELANA POR LA PRESENCIA DE HOLLIN, PRODUCTO DE LA COMBUSTION INCOMPLETA EN EL MECHERO BUNSEN.

2.- ENCENDER EL MECHERO CON LLAMA NO LUMINOSA, SOSTENER UN PEDAZO DE PORCELANA CON UN PINZA Y CALENTARLO UNOS 3 MIN

SE OBSERVA QUE AL PONERLO EN LA MITAD DE LA LLAMA Y ESPERAR LOS 3 MIN CAMBIA DE COLOR EN LA PORCELANA A AMARILLO.

3.- ENCENDER EL MECHERO CON LLAMA LUMINOSA, SOSTENER UN ALAMBRE DE NICRON O TIRA DE MADERA SOBRE LA LLAMA NO LUMINOSA CON UNA PINZA.

SE OBSERVA QUE CAMBIA DE COLOR RAPIDAMENTE EN LA PARTE MEDIO DE LA LLAMA Y LENTAMENTE EN LA PARTE SUPERIOR, PERO NO CAMBIA DE COLOR CUANDO SE PONE EN LA ZONA FRIA DE LA LLAMA.

4.- ENCENDER EL MECHERO CON LLAMA LUMINOSA, SOSTENER UN ALAMBRE DE NICRON O TIRA DE MADERA SOBRE LA LLAMA LUMINOSA.

SE OBSERVA Q CAMBIA DE COLOR EN POCOS MINUTOS.

LA ZONA REDUCTORA Y OXIDANTE EN LA LLAMA.

La zona reductora u oxidante de la llama se puede identificar con un experimento muy sencillo pero con mucho cuidado el cual consiste en sostener con una pinza un lamina de cobre sobre la llama no luminosa.

Observamos:

luego de poner la lamina de cobre en la llama del cono interno se observa q la lamina adquiere un brillo metalico el cual indica la zona reductora y la zona oxidante ocurre en la zona fria, en esta zona el oxigeno aun no ocurre la combustión, reacciona con el cobre produciendo oxido de cobre.

TEMPERATURA DE LA LLAMA

al colocar una pizca de sal (nacl) en un tubo de ensayo podemos notar que cuando se ponde serca a la zona mas caliente de la llama por 1 min. la sal se funde y esto nos indica q la temperatura en la llama es mas de 728 ºC la cual es la temperatura a la q se funde la sal.

DETERMINACION DE LA DENSIDAD

DETERMINACION DE LA DENSIDAD DEL AGUA:

TABLA DE DATOS PARA LA RELACION. M(g)/v(cm3) PARA SOLIDOS

MUESTRA

SOLIDA

VOL.(ml)

DE H2O

MASA(g)

DEL SOLIDO

VOL.(ml) DEL

SOL. + H2O

VOL.(ml)

DEL SOLIDO.

RELACION

g/mL

SOLIDO 1

AL (aluminio)

20 11.9 25 5 2.38

30 14.4 36 6 2.4

30 12.4 35 5 2.48

SOLIDO 2

Cu (Cobre)

20 22.9 22.9 2.9 7.896

20 26.9 23 3 8.966

30 32.9 34 4 8.225

TABLA DE DATOS PARA LA RELACION

M(g)/V(ml) PARA LIQUIDOS

MUESTRA VOL.(Ml) de liq.

Masa (g) de la proveta

Masa (g) de la proveta + liq.

Masa(g) del liq

Relacion

g/mL

H2O

10 19.5 29.4 9.9 0.99

20 19.5 39.2 19.7 0.985

30 19.5 49.2 29.7 0.99

40 19.5 59 39.5 0.988

Sol A. NaCl

10 19.6 29.6 10 1

20 19.6 39.65 20.05 1.0025

GRAFICA DE LAS TABLAS DE DATOS Y MARGENES DE ERROR

GRAFICA DE LA DENSIDAD EL AGUA

CALCULOS DE LA DENSIDAD DEL AGUA

ERROR ABSOLUTO = VT- VE VT: VALOR TEORICO

VE: VALOR EXPERIMENTAL

ERROR ABSOLUTO = 1 – 0.988 = 0.012

DEL AGUA

PORCENTAJE DE ERROR = VT – VE X 100%

VT

PORCENTAJE DE ERROR DEL AGUA= 1 – 0.988 X 100%=1.2%

1

GRAFICA DE LA DENSIDAD DEL COBRE

CALCULOS DE LA DENSIDAD DEL COBRE

ERROR ABSOLUTO = VT- VE VT: VALOR TEORICO

VE: VALOR EXPERIMENTAL

ERROR ABSOLUTO = 8.96 – 8.36 = 0.60

DEL COBRE

PORCENTAJE DE ERROR = VT – VE X 100%

VT

PORCENTAJE DE ERROR DEL COBRE= 8.96 – 8.36 X 100%=6.696%

8.96

GRAFICA DE LA DENSIDAD DEL ALUMINIO(Al)

CALCULOS DE LA DENSIDAD DEL ALUMINIO

ERROR ABSOLUTO = VT- VE VT: VALOR TEORICO

VE: VALOR EXPERIMENTAL

ERROR ABSOLUTO = 2.7 – 2.42 = 0.28

DEL ALUMINIO

PORCENTAJE DE ERROR = VT – VE X 100%

VT

PORCENTAJE DE ERROR DEL ALUMINIO= 2.7 – 2.42X 100%=10.37%

2.7

GRAFICA DE LA DENSIDAD DEL ALCOHOL

CALCULOS DE LA DENSIDAD DEL ALCOHOL

ERROR ABSOLUTO = VT- VE VT: VALOR TEORICO

VE: VALOR EXPERIMENTAL

ERROR ABSOLUTO = 2.7 – 2.42 = 0.28

DEL ALCOHOL

PORCENTAJE DE ERROR = VT – VE X 100%

VT

PORCENTAJE DE ERROR DEL ALCOHOL= 2.7 – 2.42X 100%=10.37%

2.7

RESPUESTAS AL CUESTIONARIO DE LABORATORIO

1.¿Cuál es la zona oxidante y cuál la reductora?.¿Por qué?

La zona oxidante es la zona fría porque existe la presencia del oxígeno y en el caso de un metal pierde el brillo metálico, se oxida. La zona reductora es el cono interno donde llega poco oxígeno y el metal recupera el brillo metálico.

2.¿Por qué existen partes más calientes y más frías en la llama?

Al quemarse el gas en el mechero, lo que hace es combinarse con el oxígeno, en forma total o parcial.En el cono interno de la llama, la mas caliente, la combustión es completa o casi completa, tiene un buen aporte de oxígeno. En la zona fría, la combustión es incompleta, falta oxígeno y libera poco calor.

3.Señale tres razones por las que se debe usar la llama no luminosa.

-Porque esta regula mejor el calor, ya que contiene la cantidad de oxigeno regulada para una combustión completa-Porque debido al buen contacto con el aire casi no hay partículas solidas incandescentes, las cuales son causantes del hollín.-4.¿Qué se demuestra al colocar una cartulina horizontalmente en medio de la llama?Se demuestra la parte mas caliente de la llama, el cono intermedio.

5.- ¿ Mediante un esquema de la balanza utilizada, indique las partes mas importantes y la sensibilidad?

6.- Elabore una lista de acciones incorrectas en el uso de la balanza de ocasionan casusas de error en la pesada.

1. Colocar sobre una superficie solida completamente horizontal.

2. Deben estar equilibradas, esto significa q antes deben nivelarlas a cero.

3. Colocar la muestra, directamente en el platillo si es solido y no corrosivo, pero con lo general, dependiendo del tipo de sustancia a manipular, se usa: luna de reloj, vaso de precipitado, papel.

7.- Establesca la diferencia que hay entre precisión y exactitud y sensibilidad dando un ejemplo en cada caso.

Precisión se refiere a la dispersión del conjunto de valores obtenidos de mediciones repetidas de una magnitud. Cuanto menor es la dispersión mayor la precisión. Una medida común de la variabilidad es la desviación estándar de las mediciones y la precisión se puede estimar como una función de ella.

Exactitud se refiere a que tan cerca del valor real se encuentra el valor medido. En términos estadísticos, la exactitud está relacionada con el sesgo de una estimación. Cuanto menor es el sesgo más exacta es una estimación.

Parte sensible, donde sugen los errores.

Todas las medidas deben estar en cero.

Regular la balanza para un peso mas exacto.

8.En las gráfica obtenidas para sólidos, y por interpolación encuentre el volumen de 10g de cada muestra, compare con el valor teórico y determine el % de error e cada caso.(las densidades por interpolacion son:Densidad del Al=2.42y la Densidad del Cu=10.18)

VOL(Al)=Masa(Al)/Densidad(Al) …entonces el volumen del Al es:

10g/2.42g/mL=4.13mL

Y el volumen del Cu es:

10g/10.18g/mL=0.98mL

9.Calcular la densidad experimental y el % de error de una pieza de oro cuya masa es 200g y sumergida en una probeta aumenta el nivel del H2O en 10.5mL.

Densidad experimental=19.047

Densidad teórica=19.32

%de Error=((19.32-19.047)/19.047)*100%=1.43%(Rpta)

6.¿Cuántos g de Pb hay en el mismo volumen que ocupan 50g de Au?(D1=Densidad del Au=19.3,D2=Densidad de Pb=11.3,V=volumen)

19.3=50g/V V=2.59mL

11.3=m/2.59 D2=29.24g(Rpta)

BIBLIOGRAFIA:

- CHANG, R. “Química”. México D.F. – México. Editorial McGraw – Hill. 7° Edición. 2002