Guia TP Quimica General - 2014
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ESCUELAS DE BIOLOGIA E INGENIERIA CIVIL FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS,
FSICAS Y NATURALES UNC
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QUIMICA GENERAL
BIOLOGA, PROFESORADO EN CIENCIAS BIOLGICAS e
INGENIERIA AMBIENTAL
FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS, FSICAS Y NATURALES
2014
Prof. Titular: Dra. Mara Luisa Pignata
Prof. Adjuntas: Dra. Claudia M. Gonzlez
Dra. Hebe A. Carreras
Prof. Asistentes: Biol. Gustavo Gudio
Dr. Eduardo D. Wannaz
Dr. Carlos Harguinteguy
Dra. Judith H. Rodriguez
Biol. Ana Carolina Mateos
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INDICE
Programa Analtico 3 - 5
Bibliografa 6 - 8
Modalidad de cursado 9 -11
Cronograma 11 - 12
Gua de problemas:
Introduccin. Ramas de la Qumica. Generalidades del Mtodo Cientfico 13 15
Serie Complementaria: Repaso de Estequiometra 17 20
Clase 1 Seminario: Gases. 21 26
Clase 2 Seminario: Disoluciones. 27 34
Clase 3 Prctico 1: Disoluciones: Material de laboratorio. 35 - 48.
Clase 4 Seminario: Equilibrio Qumico I: 52 - 58
Clase 5 Prctico 2: Equilibrio Qumico I. Parte experimental. 59 - 63
Clase 6 Seminario: Equilibrio Qumico II. Equilibrio cido base. 64 - 69
Clase 7 Prctico 3: Equilibrio II. Parte experimental. 70 - 72
Clase 8 Seminario: Equilibrio Qumico III. Disoluciones reguladoras 73 - 76
Clase 9 Prctico 4 Equilibrio Qumico III. Parte experimental. 77 - 78
Clase 10 Seminario: Equilibrio qumico IV. Producto de Solubilidad 79 - 81
Clase 11 Prctico 5: Equilibrio Qumico IV y Titulacin. Parte experimental. 81 - 86
Problemas de aplicacin de tericos:
Teora Atmica 88
Estructura electrnica de los tomos 89 - 90
Tabla Peridica y Enlace Qumico 90 - 92
Estructura molecular 92 - 94
Fuerzas intermoleculares de atraccin lquidos 94 - 96
Oxido-reduccin 96 98
Termoqumica 98 100
Termodinmica 100 104
Cintica Qumica 104 107
Qumica Nuclear 107 108
Anexo
Tabla 1. Potenciales redox de reduccin en disoluciones cidas.
Tabla 2. Constantes de disociacin en soluciones acuosas de algunos cidos (Temperatura:
20-25 C).
Tabla 3. Constantes de disociacin en soluciones acuosas de algunas bases.
Tabla 4. Producto de solubilidad.
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QUIMICA GENERAL
BIOLOGA, PROFESORADO EN CIENCIAS BIOLGICAS e INGENIERIA AMBIENTAL
FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS, FSICAS Y NATURALES
Programa Analtico - Ao 2014
Objetivos:
Adquirir una clara comprensin de los conceptos bsicos de la qumica relacionando stos
con propiedades atmicas y moleculares.
Comprender reacciones de la qumica inorgnica que son esenciales en sistema biolgico
Comprender mediante la resolucin de problemas especficos las mltiples aplicaciones de
la Qumica en los diversos campos de la carrera.
Desarrollar pensamiento crtico.
Contenidos:
Tema 1: Estructura atmica. Partculas fundamentales. Nmero atmico y nmero msico.
Pesos atmicos y su escala. Estabilidad del ncleo: energa de unin. Naturaleza dual del
electrn. Radiacin electromagntica. tomo de Bohr. El tomo mecano cuntico. Nmeros
cunticos. Orbitales atmicos. Estructura electrnica de los tomos. Representacin de puntos
de Lewis de los tomos.
Tema 2: La tabla peridica. Propiedades peridicas. Radios atmicos. Energa de ionizacin.
Electronegatividad. Afinidad electrnica. Enlaces qumicos: enlaces inicos y covalentes.
Configuracin electrnica de los iones. Nmeros de oxidacin. Radios inicos. Momento
dipolar. Regla del octeto. Resonancia. Enlaces covalentes polares y no polares. Enlace
covalente y estructura molecular. Teoras del enlace covalente. Hibridizacin. Compuestos
con enlaces dobles. Compuestos con enlaces triples. Orbitales moleculares. Fuerzas
intermoleculares de atraccin.
Tema 3: Gases. Propiedades fsicas de los gases. Medidas en gases. La composicin de la
atmsfera. Unidades de presin. Ley de Boyle. Temperatura absoluta. Ley de Charles- Gay
Lussac. Temperatura y presin normales. Leyes combinadas de los gases. Gases ideales.
Volmenes de gases en reacciones qumicas. Mezclas de gases. Ley de Dalton. Gases
reales. Teora cintico molecular. Difusin de los gases. Ley de Graham.
Tema 4: Lquidos. Viscosidad. Tensin superficial. Capilaridad. Evaporacin. Presin de
vapor. Puntos de ebullicin. Solubilidad. Efecto de la temperatura sobre la solubilidad. Efecto
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de la presin sobre la solubilidad. Disoluciones. Tipos de disoluciones. Electrolitos.
Velocidades de disolucin. Concentracin de las disoluciones: al tanto por ciento en peso y en
volumen, molaridad y molalidad. Propiedades coligativas de las disoluciones. Coloides.
Tema 5: cidos y bases. Teora de Bronsted-Lowry. Propiedades de cidos y bases. Teora
de Lewis. Fuerza de cidos binarios. Neutralizacin. Sales. Oxido reduccin. Clculo de los
nmeros de oxidacin. Agentes oxidantes y reductores. Disoluciones de agentes oxidantes y
reductores. Reacciones de xido reduccin en sistemas biolgicos.
Tema 6: Equilibrio qumico. Constante de equilibrio. Factores que afectan a los equilibrios.
Presiones parciales y constante de equilibrio. Relacin entre Kp y Kc. Equilibrios qumicos en
disoluciones acuosas. Ionizacin del agua. La escala de pH. cidos y bases dbiles.
Constantes de disociacin Ka y Kb. Clculo del pH en disoluciones de cidos y bases dbiles.
Indicadores cido-base. Valoraciones cido-base. Propiedades cido base de las sales.
Hidrlisis. Efecto del in comn y disoluciones reguladoras. Equilibrios de solubilidad.
Producto de solubilidad.
Tema 7: Termodinmica y termoqumica. Energa y entalpa. Reacciones endotrmicas y
exotrmicas. Cambios de entalpa. Leyes de la termoqumica. Primer principio de la
termodinmica. Entropa. Segundo principio de la termodinmica. Variacin de la entropa.
Energa libre. Relacin entre G, H y S. Espontaneidad de reacciones qumicas. Relacin
entre G y la constante de equilibrio.
Tema 8: Cintica qumica. Velocidades de reaccin. Teora de las colisiones. Teora del
estado de transicin. Factores que afectan a las velocidades de reaccin. Orden de reaccin.
Energa de activacin. Catalizadores. Mecanismos de reaccin. Expresin de la ley de
velocidades. Vida media de un reactivo.
Tema 9: Qumica nuclear. Caractersticas de las reacciones nucleares. Desintegracin
radioactiva. Deteccin de radiaciones. Velocidades de desintegracin y vida media. Usos de
los radionclidos: determinacin de la edad y trazadores radioactivos. Fisin y fusin nuclear.
Tema 10: Metales y no metales. Metales alcalinos. Metales alcalino trreos. Los metales en
sistemas biolgicos. Antagonismo inico. Metales de transicin. Los metales de transicin
como catalizadores. Compuestos de coordinacin. Compuestos de coordinacin en molculas
biolgicas. No metales. Halgenos. Oxgeno. Compuestos de oxgeno e hidrgeno.
Combustin. Respiracin. Ozono. Azufre. Nitrgeno. Ciclo del nitrgeno. Fsforo. Carbono.
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Silicio. Boro. Disponibilidad de elementos inorgnicos en la naturaleza.
TRABAJOS PRCTICOS
Objetivos:
Aplicar de manera gradual los conceptos adquiridos para la resolucin de problemas.
Interpretar correctamente las consignas planteadas en los problemas.
Conocer el material de laboratorio y adquirir prctica en el manejo de metodologas
comunes en un laboratorio qumico.
Adquirir autonoma en el manejo de procedimientos y tcnicas relacionadas a la qumica
experimental.
Desarrollar experiencia en el anlisis y evaluacin de mtodos, as como en el tratamiento
de los resultados obtenidos a partir del trabajo de laboratorio.
Contenidos tericos
1 - Gases (seminario).
2 - Disoluciones. Unidades de concentracin. Preparacin de distintos tipos de disoluciones
acuosas (seminario y prctico).
3 - Material de laboratorio (prctico).
4 - Equilibrio qumico I: Factores que afectan el estado de equilibrio (seminario y prctico).
5 - Equilibrio qumico II: Equilibrio cido base. Determinacin de pH. Indicadores cido-
base. Hidrlisis (seminario y prctico)
6 - Equilibrio qumico III: Disoluciones reguladoras o buffer (seminario y prctico).
7 - Equilibrio qumico IV Equilibrios de solubilidad (prctico).
8 - Titulaciones cido base (prctico).
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BIBLIOGRAFA BSICA
Al final de cada cita, se encuentra en negrita el cdigo de cada libro para solicitarlo en la
Biblioteca de la Facultad (Biblioteca Dr. Ricardo Tutti - Centro).
Atkins, P.; Jones, L. Principios de Qumica. Los caminos del descubrimiento. 3.ed.
Buenos Aires: Medica Panamericana, 2006. 992p.
Brown, Theodore L. Qumica: la ciencia central. 5.ed. Mxico: Prentice-Hall
Hispanoamericana, 1993. 1.159 p.
Brown, Theodore L. Qumica: la ciencia central. 7.ed. Mxico: Prentice Hall ; Pearson,
1998 . 991 p.
Brown, Theodore L. Qumica: la ciencia central. 9. ed. Mxico: Pearson Educacin,
2004. 1046 p. + CD 25
Chang, Raymond. Qumica .6.ed. Mxico; Buenos Aires: McGraw-Hill, 1999. 995 p.
Chang, Raymond. Qumica. 7.ed. Mxico: McGraw-Hill, 2002. 1001 p.
Chang, Raymond. Qumica. 9..ed. Mxico: McGraw-Hill, 2007. 1062 p.
Reboiras, M.D. Qumica. La ciencia bsica. Thompson. 2006. 1233 pp.
Whitten, Kenneth W. Qumica general. Mxico: Interamericana, 1986. 893 p.
Whitten, Kenneth W. Qumica general. 3.ed. Mxico; Buenos Aires: 1992. 884 p.
Whitten, Kenneth W. Qumica general. 5.ed. Madrid: McGraw-Hill, 1998. 1.121 p.
American Chemical Society. QuimCom: qumica en la comunidad. 2.ed. Mxico:
Addison Wesley Longman , 1998 . 571 p.
Atkins, Peter. Qumica: molculas, materia, camb . 3. ed. Barcelon: Omega, 1998 .910 p.
Barcel, Jos R. Diccionario terminolgico de qumica. 2.ed. Madrid : Alhambra, 1976 .
774 p.
Ceretti, Helena M. Experimentos en contextos. Qumica, manual de laboratorio Buenos
Aires: Pearson Educacin, 2000. 267 p.
Cotton, F. Albert. Qumica inorgnica bsica Mxico: Limusa-Noriega, 1996. 656 p.
Cotton, F. Albert. Qumica inorgnica avanzada 4.ed. Mxico: Limusa, 1995. 1.670 p.
Ebbing, Darrell D. Qumica general. 5. ed. Mxico: McGraw-Hill, 1997. 1987 p.
Ganuza Fernndez, Jos Luis. Qumica: estequiometra, estructuras, termoqumica,
equilibrios, qumica orgnica. Madrid: Mc Graw-Hill, 1995. 407 p.
Leithe, Wolfgang. Qumica y la proteccin del medio ambiente. Madrid: Paraninfo, 1981.
159 p.
Masterton, William L. Qumica general superior. 6.ed. Madrid: Interamericana, 1992 .
746 p.
Mortimer, Charles E. Qumica. Mxico: Grupo Editorial Iberoamericano, 1983-90. 768 p.
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Muhana, Julio. Moderna qumica bsica universitaria. Crdoba: Universidad Nacional,
1984.
Petrucci, Ralph H. Qumica general: principios y aplicaciones modernas. 7.ed. Madrid:
Prentrice Hall, 1999. 1.088 p.
Quio, Emilio. Nomenclatura y formulacin de los compuestos inorgnicos: una gua de
estudio y autoevaluacin Madrid: McGraw-Hill, 1996. 133 p.
Rayner-Canham, Geoff. Qumica inorgnica descriptiva. 2.ed. Mxico: Pearson
Educacin, 2000 . 595 p.
Rodgers, Glen E. Qumica inorgnica Madrid: McGraw-Hill, 1995. 663 p.
Rosenberg, Jerome L. Qumica general. 7.ed. Mxico: McGraw-Hill, 1996. 422 p.
Valenzuela Calahorro, Cristbal. Introduccin a la qumica inorgnica.Madrid: McGraw-
Hill, 1999. 706 p.
Umland, Jean B.. Qumica general. 3. ed. Mxico: International Thomson, 2000. 1016 p.
BIBLIOGRAFA CON EJERCICIOS PRCTICOS
Douglas, Bodie Problemas de qumica inorgnica. Madrid: Paraninfo, 1991. 354 p.
Rosenberg, Jerome L. Teora y problemas de qumica general. 2.ed. Mxico: McGraw-
Hill, 1982 . 317 p.
Schaum, Daniel. Teora y problemas de qumica general. Mxico: McGraw-Hill, 1976.
246 p.
Sienko, Michel J. Problemas de qumica. Barcelona: Revert Venezolana, 1976. 380 p.
Teijn, J. M. Qumica en problemas. 2.ed. Mxico: Alfaomega, 2000. 479 p.
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MODALIDAD DE CURSADO
Las actividades propuestas para la parte prctica de Qumica General contemplan el cursado
de Seminarios y Trabajos Prcticos. Durante los Seminarios se realizar una presentacin
del tema terico, se plantearn y discutirn las dudas. Posteriormente se resolvern algunos
problemas de aplicacin y se discutirn los resultados en una puesta en comn. Es necesario
conocer en profundidad el tema terico y resolver por lo menos los problemas sealados
como esenciales en cada uno de los seminarios.
Durante los Trabajos Prcticos se realizar una presentacin terica del tema, discutiendo
las bases conceptuales. Posteriormente se desarrollar el trabajo prctico segn lo indicado
en la gua y finalmente se evaluar en forma oral o escrita alguno de los aspectos vistos en el
mismo. Antes de cada trabajo prctico, deber leerse cuidadosamente el procedimiento,
analizando cada paso a seguir, sus fundamentos y el material a emplear, cuyas caractersticas
y manejo figuran en la bibliografa citada. Todos los clculos, resolucin de problemas,
material bibliogrfico consultado y deducciones que se realicen durante las experiencias,
debern anotarse en un cuaderno o carpeta de laboratorio, junto con las observaciones y
datos que surjan en el trabajo prctico.
Requisitos para realizar los Seminarios y Trabajos Prcticos
Para asistir a los Seminarios y Trabajos Prcticos se debern traer resueltos los ejercicios y
problemas correspondientes a cada uno de ellos.
NO SE PERMITIRN CAMBIOS DE ALUMNOS DE UNA COMISIN A OTRA, salvo por
razones justificadas.
Los Seminarios y/o Trabajos Prcticos que coincidan con un da feriado, debern
recuperarse en las otras comisiones de esa misma semana.
Para Trabajos Prcticos es obligatorio el uso de guardapolvo y de anteojos de proteccin.
Durante los Trabajos Prcticos debern cumplirse todas las normas de seguridad que se
indiquen, sobre todo en lo referente al manejo de sustancias qumicas (ver hojas de
seguridad al final de esta gua). Adems se deber controlar el buen funcionamiento y
limpieza del material a utilizar.
Una vez concluido el Seminario o Trabajo Prctico, debern dejarse las mesadas y el
material limpio y ordenado.
Regularizacin de la Asignatura
Deber asistir al 80% de seminarios y prcticos, slo se pueden tener 2 faltas
injustificadas. Se podrn recuperar clases por razones de salud, presentando certificado
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mdico otorgado por BIENESTAR ESTUDIANTIL exclusivamente.
Parcial de regularidad. Se tomar un parcial de regularidad en los que se evaluar
contenidos conceptuales y procedimentales desarrollados en los seminarios y las clases
prcticas de laboratorio. El alumno deber obtener un mnimo de 6 puntos para alcanzar la
regularidad. En caso de no alcanzar el mnimo (o tener una inasistencia justificada), se
podr recuperar el parcial. PARA LOS PARCIALES Y/O EXMENES LOS ALUMNOS
DEBERN PRESENTARSE CON LIBRETA ESTUDIANTIL.
El alumno que asisti al 80% de las clases prcticas (seminarios y prcticos de laboratorio) y
obtuvo 6 o ms puntos en el parcial de regularidad alcanza la REGULARIDAD de la
asignatura. Aquellos que no cumplan con alguno de estos requisitos quedan bajo la condicin
de alumnos LIBRES.
La condicin de alumno REGULAR debe constar en la libreta estudiantil. Para ello, se fijarn
dos das (a convenir) entre la finalizacin de los Trabajos Prcticos y el primer turno de
examen para la firma de la regularidad en la libreta.
Rgimen de Examen Opcional
Los requisitos para optar por el rgimen de examen opcional (sin examen final) al concluir el
perodo de cursado de la materia comprenden:
Regularizacin de los Seminarios y Trabajos Prcticos con un mnimo de 7 puntos segn lo
anteriormente expuesto.
Realizar el examen opcional y obtener una nota de 7 puntos o mayor. En este examen se
evaluarn todos los aspectos de la materia.
Aquellos que obtuvieron 7 puntos o ms en el examen opcional, debern anotarse en
alguno de los turnos de examen que estipula la Facultad (Febrero-Marzo, Julio, Septiembre
y Diciembre) para que la nota sea pasada a las ACTAS DE EXAMEN.
Examen Final de la Asignatura
Los alumnos en condicin de REGULAR y de LIBRES pueden rendir el Examen Final en
cualquiera de los turnos de examen (previa inscripcin en Despacho de Alumnos), para lo
que debern presentarse con Libreta Estudiantil.
Aquellos que se presenten al Examen en condicin de alumnos LIBRES debern rendir en
una primera instancia una EVALUACIN PRCTICA relacionada con los contenidos
conceptuales y procedimentales trabajados durante los seminarios y trabajos prcticos de
laboratorio. Una vez aprobada esta instancia con un mnimo de seis puntos, accedern a
rendir el Examen Final de la materia.
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El Examen Final de la materia se aprueba con un mnimo de 4 (cuatro) puntos. La
calificacin constar en las actas de examen para todos los alumnos que rindieron
(aprobados y no aprobados), mientras que en la libreta estudiantil slo se colocar para
aquellos que lo aprobaron.
Los alumnos LIBRES que habiendo pasado la Evaluacin Prctica no aprobaran el
Examen Final de la materia siguen bajo la condicin de LIBRES. Esto implica que
debern rendir de nuevo la Evaluacin Prctica en otro turno de examen previamente al
Examen Final.
HORARIOS DE ACTIVIDADES
Tericos:
Das Martes y Jueves en dos turnos
Horario Turno I: de 12:00 a 14:00 hs
Horario Turno II: de 15:00 a 17:00 hs
Lugar: ANF III. Edificio Centro.
Seminarios y Trabajos Prcticos:
GRUPOS 1 y 6: Lunes de 10 a 13:30 hs
GRUPOS 2 y 7: Lunes de 14 a 17:30 hs
GRUPOS 4 y 9: Mircoles de 10 a 13.30 hs
GRUPOS 3 y 8: Mircoles de 16:45 a 20:15 hs
GRUPO 11: Jueves de 17:30 a 21 hs
GRUPOS 5 y 10: Viernes de 10 a 13:30 hs
Lugar: Laboratorio 13. Edificio Ciudad Universitaria.
AULA VIRTUAL
En el sitio correspondiente al Laboratorio de Educacin Virtual (LEV) de la Facultad de
Ciencias Exactas, Fsicas y Naturales se encuentra alojada nuestra Aula Virtual Qumica
General (Ciencias Biolgicas). All se encuentra toda la informacin necesaria para el
cursado de la asignatura, tales como el programa, la gua de Trabajos Prcticos,
presentaciones de algunos temas, etc. Adems, all podrn informarse de las novedades,
horarios de clases, parciales, notas, etc.
Para acceder a este sitio deben registrarse ingresando aqu: http://lev.efn.uncor.edu/
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NORMAS GENERALES DE SEGURIDAD
La actividad el laboratorio implica un cierto riesgo, se requiere un cierto orden y precisin en
la realizacin de cualquier trabajo experimental. Es necesario por tanto cumplir ciertas
normas de funcionamiento en el laboratorio.
1. Usa el delantal en todo momento para proteger la piel del cuerpo y su propia ropa. Si el
delantal es salpicado por productos qumicos, sacarlo inmediatamente y lavarlo antes
de usarlo de nuevo.
2. Es obligatorio el uso de anteojos de proteccin transparentes y calzado de seguridad.
3. Familiarzate con los elementos de seguridad del laboratorio (extintores, lavaojos,
duchas, salidas, etc.).
4. Lee el prctico que vas a realizar, previamente. Una vez en el laboratorio, antes de
comenzar comprueba que tienes todo lo que te hace falta, no toques nada que no
corresponda a esa experiencia. Cuando comprendas lo que hay que hacer empieza a
trabajar, no antes.
5. Lee las hojas de seguridad (MSDS) de cada una de las sustancias a emplear. No olvides
leer las etiquetas de seguridad de reactivos y aparatos.
6. Las prendas personales, las mochilas y los libros no deben dejarse sobre las mesadas de
laboratorio. Ellos pueden estropearse con los reactivos y quitan espacio para trabajar.
7. Solicita el material que te falte al profesor. No lo busques por tu cuenta. Ten muy
presente los smbolos y advertencias que aparecen en los frascos de reactivos
qumicos.
8. Cuidado con los aparatos elctricos. Ten las manos limpias y secas. No manipules
aparatos elctricos con las manos mojadas.
9. Cuidado con los lquidos, no los derrames. Los cidos y bases deben manejarse con
especial precaucin y mucho cuidado.
10. Cuando calientes un tubo de ensayo hazlo por la parte superior del lquido, nunca por el
fondo para evitar proyecciones y no orientes la boca del tubo hacia ninguna persona.
11. Evita respirar gases desconocidos (el profesor te indicar como se huelen las
sustancias) y no pruebes ninguna sustancia.
12. Los reactivos no utilizados no los devuelvas al frasco, contaminaras todo el contenido.
Usa solo lo que te haga falta.
13. Los materiales slidos inservibles: papel de filtro, vidrios rotos, reactivos insolubles... no
los arrojes a la pileta, depostalos en el recipiente que a tal fin exista en el laboratorio. Si
arrojas lquidos en la pileta deja correr el agua. No eches cidos concentrados ni
lquidos corrosivos.
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14. Los materiales de vidrio que contienen soluciones que se han calentado se deben
manipular con pinzas. Cuidado con las sustancias inflamables (lo indica en el frasco).
15. Al finalizar el prctico comprueba que todo el material ha quedado limpio y en orden, los
aparatos desconectados. Cierra las llaves del agua y de gas si has usado mecheros.
16. Lava tus manos antes de salir del laboratorio.
Proteccin de los ojos
Utiliza las gafas de seguridad.
No uses lentes de contacto.
Vestimenta
Lleva guantes, guardapolvo, calzado de seguridad y gafas de proteccin.
Manipulacin del vidrio
Protege tus manos al introducir los tubos de vidrio en los tapones.
Atencin: el vidrio caliente no se distingue del fro.
No uses vidrio agrietado.
Productos qumicos
No utilices ningn frasco de reactivos al que le falte la etiqueta.
No huelas, inhales, pruebes o toques los productos qumicos.
No pipetees nunca con la boca.
Utiliza las campanas extractoras para manipular productos voltiles.
Ponte guantes y lvate las manos a menudo, si usas productos txicos o corrosivos.
No acerques envases de reactivos a una llama.
No calientes en el mechero lquidos inflamables.
Eliminacin de residuos
Deposita en contenedores especiales y debidamente sealizados: el vidrio roto y los
reactivos txicos, nocivos o dainos para el medio ambiente. En ningn caso se
arrojarn residuos slidos a las piletas.
En caso de accidente, avisa inmediatamente al profesor.
PICTOGRAMAS DE PELIGROSIDAD
En las etiquetas de algunos reactivos pueden encontrarse 1 2 de los pictogramas mostrados
a continuacin. Estos smbolos muestran, grficamente, el nivel de peligrosidad de la
sustancia etiquetada
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E Explosivo
Las sustancias que incluso en ausencia de oxgeno del aire, puedan reaccionar de forma exotrmica con rpida formacin de gases y que, en condiciones de ensayo determinadas, detonan, deflagran rpidamente o, bajo el efecto del calor, en caso de confinamiento parcial, explotan.
F Fcilmente
inflamable
Identifica a aquellas sustancias que se inflaman por un contacto breve con una fuente de ignicin y despus de haberse separado de dicha fuente de ignicin continan quemndose.
F+ Extremadamente
inflamable
Identifica a aquellas sustancias que a temperatura ambiente y en contacto con el aire arden espontneamente.
L Las sustancias y preparados que, en contacto con tejidos vivos, puedan ejercer una accin destructiva de los mismo
T Txico
La sustancias y preparados que, por inhalacin, ingestin o penetracin cutnea en pequeas cantidades puedan provocar efectos agudos o crnicos, o incluso la muerte.
T+ Muy Txico
Las sustancias y preparados que, por inhalacin, ingestin o penetracin cutnea en muy pequea cantidad puedan provocar efectos agudos o crnicos o incluso la muerte.
O Comburente
Las sustancias y preparados que, en contacto con otras sustancias, en especial con sustancias inflamables, produzcan una reaccin fuertemente exotrmica.
Xn Nocivo
Las sustancias y preparados que, por inhalacin, ingestin o penetracin cutnea puedan provocar efectos agudos o crnicos, o incluso la muerte.
Xi Irritante
Las sustancias y preparados no corrosivos que, por contacto breve, prolongado o repetido con la piel o las mucosas puedan provocar una reaccin inflamatoria.
N Peligro para el
medio ambiente
Las sustancias o preparados que, en caso de contacto con el medio ambiente, presenten o puedan presentar un peligro inmediato o futuro para uno o ms componentes del medio ambiente.
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Ficha personal
(Entregar el primer da de clases)
Nombre:..
DNI:..
Edad:
Domicilio:.
TE:.
Grupo sanguneo:..
Toma alguna medicacin?.................................................Cual?..................................................
Padece alguna enfermedad?........................................................................................................
Alergias?........................................................................................................................................
En caso de emergencia avisar a:TE
Declaro haber ledo la presente normativa de seguridad en el laboratorio y me comprometo a
seguir las indicaciones que en ella se detallan acerca del comportamiento y trabajo durante los
Trabajos Prcticos de laboratorio de Qumica General.
Fecha:
Firma
Aclaracin
DNI
Foto carnet
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PROBLEMAS DE TP
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GUA DE PROBLEMAS
QUIMICA GENERAL (CIENCIAS BIOLGICAS)
La resolucin de problemas es un aspecto necesario para el aprendizaje de la Qumica por
dos razones: orienta su estudio en la direccin adecuada y luego de estudiar un tema
determinado indica si el mismo se ha comprendido o no.
Se debe tratar de resolver todos los problemas y en caso de no lograrlo, solicitar ayuda al
docente. En la Serie Complementaria se presentan problemas sencillos que sirven como
entrenamiento para escribir frmulas, nombres de compuestos y reacciones. En las dems
Series, los problemas se presentan en orden creciente de complejidad. Los ltimos de cada
Serie requieren el conocimiento profundo del tema y pondrn a prueba su capacidad para
aplicar lo aprendido. Adems, en cada serie estn indicados con negrita aquellos problemas
que el alumno debe ser capaz de resolver si tiene una base conceptual clara del tema.
Es importante que cada ejercicio sea ledo con detenimiento y que se haya estudiado
previamente la parte terica sobre la cual se va a trabajar, solo as se cumplirn los objetivos
previstos para el presente curso.
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PROBLEMAS DE TP
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CLASE N 1
SEMINARIO: GASES
OBJETIVOS
Comprender el papel que cumplen las funciones de estado en el comportamiento de los
gases.
Interpretar conceptual, procedimental y grficamente los diferentes cambios que
experimenta un sistema gaseoso de acuerdo con las funciones de estado.
CONCEPTOS BASICOS
Unidades derivadas del Sistema SI
rea metro cuadrado m2
Volumen metro cbico m3
Densidad kilogramo por metro cbico kg/m3
Fuerza newton N= Kg . m/s2
Presin pascal Pa= N/m2
Energa joule J= Kg . m2/s2
Unidades comunes de volumen
1 litro (l) = 1 decmetro cbico (dm3) = 1000 centmetros cbicos (cm3)
= 0.001 metro cbico (m3)
1 mililitro (ml) = 1 centmetro cbico = 0.001 litro
Unidades comunes de fuerza* y presin
1 atmsfera (atm) = 760 milmetros de mercurio (mm Hg) = 760 torr
= 1.013 x 105 pascales (Pa)
= 1 bar
1 torricelli (tor) = 1 mm Hg 1 bar = 105 Pa 1 Pa = 1kg/m. s2 1 N/ m2
*Fuerza: 1 newton (N) =1kg/m. s
2
Unidades comunes de masa y peso
1 gramo (g) = 10 decigramos = 100 centigramos = 1000 miligramos (mg)
Unidades comunes de energa
1 J = 1 kg m2/ s2 = 1 N m = 4.18 cal
1kJ = 1000 J
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PROBLEMAS DE TP
17
Unidades comunes de temperatura
Cero absoluto = - 273.15C
K (kelvin) = C + 273.15
Gases
Relacin entre presin y volumen a temperatura constante. (Ley de Boyle):
A Temperatura y n constates: P1 x V1 = P2 x V2
Relacin entre volumen y temperatura a presin constante. (Ley de Guy-Lussac):
A Presin y n constantes: V1 / T1 = V2 / T2
Relacin entre presin, volumen y temperatura (n constante).
(P1 x V1) / T1 = (P2 x V2) / T2
Constante de los gases: R = 0.08205 atm x l / mol x K
Ecuacin del gas ideal: PV=nRT
Para calcular la densidad o la masa molar: = P M / RT
Ecuacin de van der Waals:
Ecuacin para calcular la velocidad de difusin de un gas:
Velocidad de difusin del gas A / velocidad de difusin del gas B = Raz cuadrada del PM del
gas B / el PM del gas A
CSPT: (Condiciones estndares de presin y temperatura).
Temperatura: 273 K = 0 C
Presin: 1 atm = 760 mmHg = 101.325 Pa (Pascales)
CNPT: (Condiciones normales de presin y temperatura).
Temperatura: 298 K = 25 C
Presin: 1 atm = 760 mmHg = 101.325 Pa (Pascales)
Resumen de las relaciones entre variables que definen el estado gaseoso (tomado de Ebbing,
Darrell D. Qumica General)
P + an
2
V2
(V nb) = nRT ( )
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PROBLEMAS DE TP
18
1. A 25C y 1 atm, varios elementos y compuestos moleculares existen en forma de gases.
Los compuestos inicos son slidos en estas condiciones.
2. Los gases ocupan el volumen del recipiente que los contiene, ejercen presin porque
sus molculas se mueven libremente y chocan contra la superficie con la que hacen
contacto. Las unidades de presin de los gases incluyen milmetros de mercurio
(mmHg), torr, pascales (Pa) y atmsferas. Una atmsfera es igual a 760 mmHg, 760
torr.
3. Las relaciones entre presin y volumen de los gases ideales estn gobernadas por la ley
de Boyle: el volumen es inversamente proporcional a la presin (a T y n constantes).
4. Las relaciones de temperatura-volumen de los gases ideales se describen por la ley de
Charles y Gay-Lussac: el volumen es directamente proporcional a la temperatura (a P y
n constantes).
5. El cero absoluto (-273.15C) es la menor temperatura tericamente obtenible. La escala
de temperatura Kelvin toma como 0 K (-273.15C) el cero absoluto. En todos los clculos
de las leyes de los gases, la temperatura se debe expresar en kelvin.
6. Las relaciones de cantidad y volumen de los gases ideales se describen por la ley de
Avogadro: volmenes iguales de gases contienen el mismo nmero de molculas (a la
misma T y P).
7. La ecuacin del gas ideal, PV = nRT, combina las leyes de Boyle, Charles y Avogadro.
Esta ecuacin describe el comportamiento del gas ideal.
8. La ley de Dalton de las presiones parciales establece que, en una mezcla de gases,
cada gas ejerce igual presin que la que ejerciera si estuviese solo y ocupase el mismo
volumen.
9. La teora cintico molecular, describe el comportamiento de las molculas de los gases,
se basa en las siguientes suposiciones: las molculas de los gases estn separadas por
distancias ms grandes que las de sus propias dimensiones, poseen masa pero su
volumen es despreciable, estn en constante movimiento y con frecuencia chocan entre
s. Las molculas no se atraen ni se repelen entre s.
10. La difusin de los gases demuestra el movimiento molecular aleatorio.
11. La ecuacin de van der Waals es una modificacin de la ecuacin del gas ideal que
toma en cuenta el comportamiento no ideal de los gases reales. Hace correcciones (con
factores que corrigen P y T) considerando que las molculas de un gas real s ejercen
fuerzas entre ellas y que adems tienen volumen. Las constantes de van der Waals se
determinan experimentalmente para cada gas.
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PROBLEMAS DE TP
19
EJERCICIOS
Mediante la resolucin correcta de los problemas 1, 2, 5, 7, 9, 12 y 13 se adquirirn los
contenidos mnimos para la comprensin del tema, lo cual permitir resolver el/los problema(s)
que se vern en el seminario.
1) a) Calcule el volumen que ocupa una masa de gas a 900 torr sabiendo que a 520 torr
ocupa un volumen de 357,5 cm3, manteniendo la temperatura constante.
b) Realice un grfico en eje de coordenadas.
R: 206,56 cm3
2) Calcule el volumen que ocupara a 50C una masa de gas que a 0C tiene un volumen de
168.10 cm3, si la presin se mantiene constante. Realice un grfico en ejes de coordenadas
cartesianos.
R: 199 cm3
3) Indique qu relacin guarda el volumen final con respecto del inicial de una dada masa de
gas, si:
a) Se aumenta la presin de 1 atm a 2 atm, a 25C.
b) Se disminuye su temperatura de 300 K a 100 K, a 1 atm de presin.
c) Se aumenta su T de 200 K a 300 K, aumentando simultneamente su presin de 2 atm a 3
atm.
4) La respiracin es la funcin fisiolgica por la cual la clula oxida sustancias con la
consiguiente liberacin de energa, la cual es utilizada para efectuar distintos trabajos
metablicos segn el tipo de organismo. La oxidacin puede ser completa, para lo cual
necesita oxgeno libre (respiracin aerbica) o bien incompleta en ausencia de oxgeno libre
(respiracin anaerbica). De acuerdo a las reacciones que la representan:
1- C6H12O6 (s) + 6O2 (g) ======== 6CO2 (g) + 6H2O (l)
2- C6H12O6 (s) ======== 2CO2 (g) + 2C2H5OH (l)
a) En cul de los casos el barmetro no muestra cambios?
b) Por cada 180 g de glucosa oxidada, qu volumen de dixido de carbono se obtiene en
condiciones normales en cada uno de los casos?
R: a) 1; b) 134,4 l y 44,8 l
5) Calcule la densidad en condiciones estndares, de un gas cuya densidad a 463,5 torr y
99,5C es de 0,00306 g.cm-3.
R: 6,83 g.dm-3
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PROBLEMAS DE TP
20
6) Calcule el peso molecular de un gas cuyo volumen es de 100 ml a 25 C y 1,5 atm de
presin, siendo su masa de 0,392 g.
R: 63,93
7) Se vaporiza una masa de 1,225 g de un lquido voltil, dando 400 ml de vapor cuando se
mide sobre agua a 30C y 770 mm Hg. La presin de vapor de agua a 30C es 32 mm Hg.
Cul es el P.M. de la sustancia?
R: 78,44
8) El neumtico de una bicicleta contiene un volumen de aire de 11 litros, medidos a 3 atm y
27C. Despus de una carrera, la temperatura es de 50C. Suponiendo el volumen invariable,
a) Qu presin habr en el interior? b) Qu presin habr si la carrera se realiza sobre la
nieve (0 C)? c) Cuntos moles de gases contiene el neumtico de la bicicleta?
R: a) 3,23 atm; b) 2,73 atm; c) 1,34 mol
9) Calcule la presin parcial de cada gas y la presin total cuando se mezclan dentro de un
recipiente de 10,0 dm3; 2,0 dm3 de hidrgeno y 3,0 dm3 de nitrgeno, medidos en condiciones
estndares de presin y temperatura.
R: H2 0,20 atm; N2 0,30 atm; PT 0,50 atm
10) Un baln de dos litros de capacidad que contiene N2 a 2 atm de presin y 25C es
conectado mediante una llave a otro baln de 5 l de capacidad que contiene CO2 a 5 atm de
presin y 25C. Una vez mezclados los gases, calcule: a) la presin total del sistema; b) las
presiones parciales de cada uno de los gases; c) las fracciones molares de cada gas
R: a) 4,12 atm; b) N2 0,56 atm y CO2 3,56 atm; c) N2: 0,14 y CO2: 0,86.
11) Una muestra de nitrgeno se difunde a travs de una membrana a la velocidad de 2,65 ml
min-1. A qu velocidad se difundir el NF3 a travs de la misma membrana y en las mismas
condiciones?
R: 1,67 ml.min-1
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PROBLEMAS DE TP
21
12) Dos moles de un gas ideal realizan las transformaciones indicadas en el siguiente grfico.
A- Complete la siguiente tabla.
B- Represente las transformaciones en un grfico P-V y V-T.
Estados
1 2 3 4 5
P (atm) 10 20
V (l) 6 1,5
T (K) 137
13) Calcule la presin que ejercen 79,2 kg de dixido de carbono a 80C, contenidos dentro de
un tanque de 0,400 m3, sabiendo que tiene comportamiento real.
a= 3,592 atm(dm3)2 mol-2; b= 0,04267 dm3 mol-1
R: 88,47 atm.
14) Dadas las siguientes transformaciones, represntelas en un diagrama de coordenadas
V=f(T) y T=f(P).
T (K)
P (atm)
|
5
4 3
1
2
V(l)
1
P(atm)
4
3
2
5
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PROBLEMAS DE TP
22
DESARROLLO EXPERIMENTAL
Experiencia N1
Objetivo: Comprobar experimentalmente la ley de Boyle
La Ley de Boyle-Mariotte (o Ley de Boyle): PV = k
donde k es constante si la temperatura y la masa del gas permanecen constantes.
Cuando aumenta la presin, el volumen disminuye, mientras que si la presin disminuye el
volumen aumenta. No es necesario conocer el valor exacto de la constante para poder
hacer uso de la ley: si consideramos las dos condiciones diferentes debido a variaciones en
la P o el V siendo constante la cantidad de gas y la temperatura, deber cumplirse la
relacin: P1V1 = P2 V2
Procedimiento
Colocar en un recipiente un globo conteniendo un volumen de aire o un recipiente de
material expandible para permitir la variacin del volumen cuando el mismo sea sometido a
una disminucin de presin por la accin del vaco a temperatura constante.
Prediga el resultado de la experiencia:
Con la disminucin de la presin el volumen del gas.
Experiencia N 2:
Objetivo: Comprobar experimentalmente la ley de Charles
La Ley de Charles y Gay-Lussac (o Ley de Charles) V / T = k
donde k es constante si la presin y la masa del gas permanecen constantes.
Cuando aumenta la temperatura, el volumen de una gas aumenta y viceversa, siendo la
presin y la cuando la presin se mantiene constante al disminuir la temperatura el volumen
del gas disminuye. No es necesario conocer el valor exacto de la constante k para su
aplicacin si: dos condiciones son diferentes debido a variacin en la T o el V siendo
constante la cantidad de gas y la P, deber cumplirse la relacin V1 / T1 = V2 / T2
Procedimiento
Colocar un globo en la boca de un erlenmeyer para observar la variacin de volumen por
efecto del aumento de temperatura (bao de agua caliente) o disminucin de la misma
(bao de hielo) a presin constante (atmosfrica).
Prediga el resultado de la experiencia:
Cuando aumente la temperatura del sistema el volumen del gas ..
Cuando disminuya la temperatura del sistema el volumen del gas.
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PROBLEMAS DE TP
23
CLASE N 2
SEMINARIO: DISOLUCIONES
OBJETIVOS:
Comprender el concepto de disolucin y las unidades de expresin.
Relacionar las distintas propiedades de una solucin (densidad, molaridad, pureza, % P/P,
% P/V, % V/V) y sus cambios en procesos de dilucin.
CONCEPTOS BASICOS
Disolucin: Es una mezcla homognea de sustancias puras. Las disoluciones verdaderas
constan de un disolvente y uno o varios solutos. Disolvente es el medio en el que estn
disueltos los solutos, siendo arbitrariamente denominado como tal el componente que se
encuentra en mayor proporcin. Soluto es la/s sustancia pura disuelta en el disolvente. Las
disoluciones pueden presentar diferentes combinaciones entre slidos, lquidos o gases como
soluto o disolvente.
Concentracin: Es la cantidad de soluto disuelto en una cantidad especfica de disolucin, es
decir la relacin existente entre soluto y solvente. Existen diferentes unidades para expresar la
concentracin de una disolucin. En los trabajos prcticos utilizaremos tanto por ciento o
porcentuales (%) y molaridad (M).
Tanto por ciento: La concentracin de la disolucin se expresa en peso o volumen de soluto
por 100 unidades de peso o volumen de disolucin (soluto/s ms disolvente), por lo cual
pueden expresarse como % P/P; P/V; V/V; etc.
Molaridad: La concentracin de la disolucin se expresa en nmero de moles (soluto) por litro
de disolucin (soluto/s ms disolvente), debe tenerse muy en cuenta que la unidad de
volumen es 1 L (1000 ml) de disolucin y se expresa como M.
1 M (molar) = 1000 mM (milimolar) = 1 x 103 mM
1 M (molar) = 1000000 M (micromolar) = 1 x 106 M
1 M (molar) = 1000000000 nM (nanomolar) = 1 x 109 nM
1 M (molar ) = 1000000000000 picoM (picomolar) = 1 x 1012
1 M (molar ) = 1000000000000 femtoM (femtomolar) = 1 x 1015
Dilucin: Procedimiento que permite disminuir la concentracin de una solucin (disminuye la
cantidad de soluto en la disolucin) mediante el agregado de disolvente al volumen de
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PROBLEMAS DE TP
24
disolucin existente o bien tomando una alcuota (porcin exacta) de una disolucin y
llevndola a un volumen mayor por el agregado de disolvente. Por ejemplo para diluir 10
veces la concentracin de una solucin 0,5 M, se podra agregar 9 volmenes iguales al que
tiene la solucin inicial, o bien, tomar una alcuota de la solucin inicial y llevarla a un volumen
final 10 veces mayor que el de dicha alcuota por agregado de 9 partes iguales a la misma. En
ambos casos los moles presentes en el volumen de partida inicial (total de la disolucin o
alcuota) finalmente estarn en un volumen 10 veces mayor que el inicial y la molaridad habr
disminuido, siendo ahora 0,05 M.
Valoracin o titulacin: Es el procedimiento mediante el cual es posible conocer con exactitud
la concentracin de una disolucin. Uno de los mtodos ms comunes para valorar
disoluciones se basa en reacciones de neutralizacin. Es posible determinar el ttulo
(concentracin exacta) de una disolucin mediante la reaccin (neutralizacin) de sta con
una disolucin de concentracin conocida (patrn secundario) o de una cantidad exacta de
sustancia (patrn primario). Es importante destacar que si se trata de una reaccin es
indispensable considerar la estequiometra de la misma para realizar los clculos
correctamente.
EJERCICIOS
Mediante la resolucin correcta de los problemas presentes en esta gua se adquirirn los
contenidos mnimos para la comprensin del tema, lo cual permitir resolver el/los problemas
que se vern en el seminario correspondiente.
1) Cuntos gramos y miligramos de cada sustancia hay en?
a) 0,5 mol de Ba(OH)2.
b) 3 moles de NaOH.
c) n moles de H2SO4.
Es importante recordar que:
Los cidos inorgnicos existen como tales en disoluciones acuosas con diferentes
grados de pureza, por lo cual para preparar soluciones es necesario tomar volmenes
de soluciones concentradas de los mismos, denominadas generalmente comerciales.
Volumen molar en condiciones normales de presin y temperatura (CNPyT), es
inherente slo a las sustancias gaseosas, pero no es posible aplicarlo a disoluciones
slidas o lquidas.
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PROBLEMAS DE TP
25
R: a) 85,66 g; 85665 mg b) 120 g; 120000 mg c) n x 98 g; n x 98000 mg.
2) Se tiene un mol de NaOH en un litro de disolucin. Qu molaridad tiene dicha solucin?
Cuntos moles en 1,0 l de dicha solucin, cuntos en medio litro y cuntos en cuarto litro?
R: 1 l = 1 mol; 0,5 l = 0,5 mol; 0,250 l = 0,25 mol
3) Cmo se pueden preparar 500 ml de una solucin de NaCl 1 M, partiendo de NaCl puro,
agua destilada y un matraz aforado de 500 ml? Indique justificando su respuesta, cul de
estas afirmaciones es correcta:
a) Pesar 29,25 g de NaCl y completar hasta 500 ml con agua destilada.
b) Pesar 29,25 g de NaCl y agregar 500 ml de agua destilada.
R: a) correcta
4) a) Calcular los gramos de soluto requeridos para preparar un litro de Mg(OH)2 0,2M. b)
Cmo puede prepararse con esta solucin 0,5 l de solucin de Mg(OH)2 0,1M? c) Cmo
podra preparar 100 ml de una solucin 10 veces ms diluida que la primera?
R: a) 11,6 g; b) 250 ml de la primer sol. c) 10 ml de la disol. a se llevan a 100 ml finales.
5) a) Determinar el volumen de solucin 0,01 M de Ba(NO3)2 que puede prepararse con 5 g de
soluto. b) Si diluye esta solucin cinco veces, qu molaridad tendr la misma?
R: a) 1913,22 ml; b) 0,002 M
6) Se tiene una solucin de H2SO4 cuya densidad es de 1,445 g/ml y posee una concentracin
de 35% P/P. Calcule Molaridad (M) y mmolaridad (mM). Equivalencia:1 mol = 1000 mmoles)
R: 5,16 M; 5.160 mM; 5.160.000 M.
7) Una solucin de CaBr2 contiene 66,7 g de soluto en 100 g de agua (densidad de la
solucin: 1,42 g/ml). Calcule Molaridad de la solucin.
R: 2,84 M
8) a) Cmo (se pide el procedimiento adems de los clculos) preparara 100 ml de solucin
de cloruro de calcio al 5% P/V a partir de una solucin 2 M de la misma sal? b) Cuntos
moles de calcio y de cloruro hay en dicho volumen de solucin?
R: a) 22,52 ml de sol. 2 M; 0,045 moles de Ca+2 y 0,09 moles de Cl-1
9) a) Cuntos ml de H3PO4 de concentracin 40% P/P y densidad 1,25 g/ml son necesarios
para preparar 500 ml de solucin 0,3 M?
b) Qu volumen de agua debe agregar a 5 ml de la solucin anterior (suponiendo volmenes
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PROBLEMAS DE TP
26
aditivos) para preparar una solucin 0,001 M? Cuntas diluciones realiz?
R: a) 29,40 ml; b) 1495 ml; 300 dil.
10) El yodo es un elemento fisiolgicamente importante en vegetales, pero no se sabe si es
esencial. Se ha demostrado un efecto benfico adicionando de 0,025 a 0,2 ppm (partes por
milln: mg / l) de yodo a los mismos, pero es muy txico a concentraciones de 1 ppm.
a) Cules son las concentraciones molares de esas soluciones?
b) Cuntos mg de droga slida se necesitan para preparar 10 l de solucin de concentracin
igual a 0,2 ppm?
R: a) 9,8 x 10-8; 7,8 x 10-7; b) 2 mg
11) Cmo preparara 250 ml de solucin 5 M de cido sulfrico partiendo de 50 ml de una
solucin del mismo cido de densidad d = 1,71 g/ml y 79% P/P de concentracin, agregando
la cantidad necesaria de cido sulfrico de densidad 1,84 g/ml y concentracin 98% P/P y
enrasando a volumen con agua destilada?
R: la primer sol. aporta 0,68 moles en los 50 ml a la que debe agregarse 30,97 ml (0,57
moles) de la segunda sol.
12) A partir de 50,00 ml de una solucin de cido sulfrico se prepararon 0,300 g de sulfato de
bario, cul es la molaridad del cido?
R: 0,025 M
13) 50 ml de una disolucin de NaOH requieren 27,8 ml de cido H2SO4 0,10 M para su
valoracin. Cul es su molaridad? Cuntos mg de NaOH hay en cada ml?
R: 0,1112 M; 4,48 x 10-3 g (4,448 mg)
14) Se neutralizan 50 ml de una solucin de KOH y en la titulacin se gastaron 100 ml de una
solucin de cido HCl 0,1 M. Cul es la concentracin de la solucin de KOH?
R: 0,2 M
15) Una muestra de 75 ml de jugo gstrico tiene una concentracin de 0,17 M de ac.
clorhdrico (representado por H+). Calcular el peso de bicarbonato de sodio (NaHCO3:
representado por HCO3-) necesario para neutralizar exactamente esta cantidad de cido,
segn la siguiente reaccin:
H+ + HCO3- ======= H2O + CO2
R: 1,067 g
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PROBLEMAS DE TP
27
16) Una muestra de 40,8 ml de H2SO4 se neutraliza con 50 ml de una disolucin de Na2CO3 de
la cual se conoce que 25 ml reaccionan completamente con 23,8 ml de HCl 0,102 M. Cul es
la molaridad del cido sulfrico?
R: 0,0595 M
17) Calcule cuntos g de NaOH se necesitan para preparar 100 ml de solucin O,7 M y
cuntos ml de esta solucin se requieren para preparar 5O ml de solucin O,1 M.
R: 2,8 g; 5 x 10-3; 7,142 ml de disol. inicial se llevan a 50 ml
18) La concentracin del in calcio en el suero sanguneo humano es de aproximadamente de
10 mg por 100 ml. Cul es la molaridad de in calcio (Ca+2) en esta solucin?
R: 2,5 x 10-3
19) Calcular el nmero de moles de Al+3 y Cl-1 (moles de iones) presentes en 200 ml de una
solucin de AlCl3 0,4 M (suponga que este compuesto est totalmente disociado).
R: 0,08 moles de Al+3; 0,24 moles de Cl-1
20) Hallar la molaridad de una solucin de KI preparada con 20 g de esa droga y 100 g de
agua, sabiendo que su densidad es de 1,63 g/ml.
R: 1,636 M
21) Se tiene una solucin que contiene 4,41g de H2SO4 en 0,200 l de solucin:
a) Cul es la molaridad? Expresar en mol y nmol.
b) Cuando se agregan 0,30 l de agua a los 0,2 l iniciales, cul ser molaridad, cuntas
veces diluy la solucin?
c) La solucin final (500 ml) se hace reaccionar con NaOH, cuntos moles de NaOH se
necesitan para neutralizar totalmente la solucin y a cuntos g de NaOH corresponden?
d) Cuntos ml de NaOH 0,01 M necesitara?
R: a) 225000 M y 225 x 106 nM; b) 2,5 veces, 0,09 M; c) 0,09 moles y 3,6 g de NaOH;
d) 9.000,0 ml
22) Una concentracin de alcohol (C2H5OH) de 0,0065 M en la sangre humana produce
evidentes sntomas de intoxicacin en la mayora de los seres vivos. Una concentracin de
0,17 M es prcticamente mortal. Si una persona tiene un volumen total sanguneo de 7 l.
Cul es el peso en g de alcohol que corresponde a la diferencia entre la dosis de intoxicacin
y dosis letal?
R: 52,64 g de etanol
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PROBLEMAS DE TP
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23) La glucosa, azcar de la sangre fisiolgicamente importante en los vertebrados, slo es
por lo general un constituyente de poca importancia en la hemolinfa de los insectos, y no hay
pruebas de ningn mecanismo regulador que controle su concentracin. Sin embargo, este
azcar se ha encontrado en cantidades apreciables en la hemolinfa de algunas moscas y
alcanza concentraciones muy elevadas (30 g/l) en la sangre de las abejas obreras encargadas
de producir la miel. Cuntos milimoles de glucosa hay por ml de linfa en estas abejas? (PM
de la glucosa = 180 g).
R: 0,166 mmoles/ml
24) Se sabe que el (NH4)2SO4 a concentracin de 1x 10-4 M estimula el desarrollo de las
yemas foliares. Para preparar 5 l. de solucin nutritiva, qu cantidad de droga slida se
necesita?
R: 0,066 g
25) Cuntos ml de solucin de Ca(OH)2 de concentracin 0,236 M se requieren para
neutralizar 60 ml de solucin de ac. H2SO4 0,1 M?
R: 25,423 ml (sol. 0,236 M)
26) Calcular la molaridad de cada uno de los iones en la solucin obtenida a partir 100 ml de
Fe2(SO4)3 0,3 M a los que se le agregaron 300 ml de CuSO4 0,1 M.
R: 0,15 Fe +3; 0,3 SO4-2; 0,075 Cu+2
27) Una solucin de HCl se neutraliza con Na2CO3 puro:
a) Escriba e iguale la reaccin.
b) 0,200 g de Na2CO3 requirieron 30 ml del cido, cul ser la molaridad del cido HCl?
R: 0,126 M
28) Cmo preparara 100 ml de cido fosfrico 0,15 M partiendo de H3PO4 de densidad d =
1,22 g/ml (concentracin 35% P/P)?. Qu molaridad tiene esta ltima solucin?
R: 3,443 ml llevar a 100 ml; 4,357 M.
29) a) Cmo preparara 100 ml de una solucin 2 M de hidrxido de sodio partiendo de
hidrxido de sodio puro?
b) Cul ser la molaridad de la misma?
c) Cuntos moles de sodio hay en el volumen de solucin preparada?
R: 0,2 moles
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PROBLEMAS DE TP
29
30) a) Cmo preparara 250 ml de solucin de cido ntrico 0,3 M partiendo de HNO3 de
densidad d=1,52 g/ml y concentracin 99,67 % P/P?
b) Cuntos moles de iones de H+ contiene esta solucin?
R: 3,118 ml llevar a 250 ml; 0,075 moles de iones
31) Cuntos litros de solucin 0,1 M de H2SO4 se necesitan para reaccionar con?
a) 1,71 g de Ba(OH)2
b) 10 ml de NaOH 0,1 M
c) 10 ml de Al(OH)3 0,1 M
R: a) 100 ml (0,1 l); b) 5 ml (0,005 l); c) 15 ml (0,015 l)
32) El cido butrico es el responsable del olor rancio de la manteca alterada. En anlisis de
calidad de alimentos el contenido de cido butrico en una muestra de manteca se determina
por extraccin del cido a partir de una muestra pesada de manteca, titulndolo con NaOH,
segn la siguiente reaccin:
C3H7CO2H + NaOH ======= H2O + Na(C3H7CO2)
En un anlisis 25 ml de ac. butrico fueron neutralizados con 17,6 ml de solucin 0,118 M de
NaOH. Cul ser la molaridad del cido butrico?
R: 0,083 M
33) El carbonato cido de sodio es un remedio casero para la acidez de estmago. La
ecuacin calmante es:
HCO3- (ac) + H+ (ac) ---------- CO2 (g) + H2O (l)
a) Cuntas cucharadas de t (1 cda= 7,8 g) de NaHCO3 debe tomar para eliminar 0,200 l de
exceso de cido estomacal (HCl 0,12 M)?
b) Qu volumen de CO2 se producir a la temperatura corporal de 37C y 1 atm?
R: 0,258 cucharadas (1/4)
34) Calcular la concentracin M de cada uno de los iones presentes en una disolucin
preparada a partir de 100 ml 0,2 M de NaOH + 200 ml 0,1 M de HCl + 100 ml 0,3 M de
Na2SO4 + 100 ml de agua.
R: 0,16 M Na+1; 0,04 M Cl-1; 0,06 M SO4-2
-
PROBLEMAS DE TP
30
35) La mayor parte de los iones del suelo slo se encuentran a concentraciones de mmol/l.
Incluso un suelo enriquecido en fosfatos puede contener slo 0,05 mmol/l de iones PO4H2-
libres en disolucin. Para preparar 10 l de solucin nutritiva con una concentracin de PO4H2-
de 0,045 mmol/l, qu cantidad de fosfato dicido de sodio se deber pesar?
R: 0.0540 g
36) Cuntos g de Cu(NO3)2 se deben pesar para preparar 75O ml de una solucin O,25M y
cuntos para 28O ml de una solucin O,4M? Cuntas veces deber diluir la primer solucin
para obtener una solucin 0,025 mM?
R: 35,06 g (sol. 0,25 M); 21 g (sol. 0,4 M); deber diluir 10000 veces.
37) El agua regia es una solucin que se utiliza en joyera para detectar la presencia
de oro en aleaciones y se obtiene mezclando soluciones acuosas concentradas de cido
clorhdrico (HCl) y cido ntrico (HNO3) en una relacin molar 3 a 1 respectivamente.
Hallar el volumen de solucin acuosa de cido ntrico al 66,97% P/P (.= 1,4 g/cm3) que
deber aadirse a 1 dm3 de solucin acuosa de cido clorhdrico al 40% P/P (= 1,2 g/cm3)
para obtener agua regia.
Rta.: 294,55 cm3.
38) Las estalactitas y las estalagmitas se producen por evaporacin del agua de soluciones
acuosas de carbonato cido de calcio (Ca(HCO3)2). Calcular el tiempo en que se formar
una estalactita cnica de 2 cm de radio y 50 cm de altura sabiendo que la concentracin de
la solucin es de 2 g/l de solucin.
Volumen del cono: 1/3. .r2 . h
Densidad de la estalactita = 2,71 g/cm3
Velocidad de evaporacin del agua: 5 cm3 de agua por da. Rta: 155,5 aos.
-
PROBLEMAS DE TP
31
CLASE N 3
TRABAJO PRCTICO: MATERIAL DE LABORATORIO Y DISOLUCIONES
OBJETIVOS:
Identificar el material de laboratorio, conocer sus usos, ventajas y desventajas.
Realizar procedimientos de uso frecuente: pipetear, enrasar, disolver, trasvasar, etc.
Aplicar los conocimientos tericos en los procedimientos prcticos.
PARA ASISTIR AL TP DEBERA USAR GUARDAPOLVO Y ANTEOJOS DE PROTECCION
LIMPIEZA DEL MATERIAL DE VIDRIO
El cuidado del material en cuanto a su limpieza y conservacin tiene gran importancia en
cualquier laboratorio. Es necesario extremar la limpieza del material y de los aparatos para
tenerlos en perfectas condiciones de uso, pues un material defectuoso puede echar a perder
cualquier anlisis.
- Limpiar perfectamente todo el material inmediatamente despus de su uso es una regla
de oro en todo laboratorio. De no hacerlo as, los restos de las sustancias manipuladas
pueden dejar manchas que luego son casi imposibles de eliminar.
- Para la limpieza del material de vidrio suele ser suficiente el empleo de un detergente
suave, teniendo la precaucin de enjuagar luego perfectamente con agua. Se recomienda
utilizar escobillas para remover las adherencias. Cuando se trata de manchas ms
resistentes, la mezcla crmica es el sistema ms empleado (100 g de dicromato potsico
en 1 litro de cido sulfrico diluido en proporcin 1:4). Esta mezcla NO debe descartarse
en los desages.
- Uno de los materiales que ms rpidamente se debe limpiar despus de su uso son las
pipetas. Se desaconseja el empleo de hidrxido sdico si la solucin va a estar en
contacto durante mucho tiempo con el material (ataca el vidrio).
- Los cidos concentrados y calientes pueden ser muy tiles para determinadas manchas,
pero su manejo es siempre peligroso.
- El ltimo paso aconsejable en la limpieza es enjuagar el material con agua destilada
desionizada dos o tres veces.
- Determinados materiales que utilizan juntas de vidrio o llaves pueden ser objeto de un
cuidado especial para evitar que se seque el lubricante que asegura el buen
funcionamiento del cierre hermtico, por ejemplo las buretas a emplear en el prctico de
titulacin.
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PROBLEMAS DE TP
32
MEDICIONES Y NOTACIN: CONCEPTOS BSICOS
Exactitud: La exactitud indica cun cerca est una medicin (cantidad medida) del valor
real. Por lo tanto,
exactitud = valor medio medido - valor real
La exactitud se expresa mejor en trminos porcentuales sobre el valor real, o mejor an,
como el % de error de exactitud. Por lo tanto, mientras mayor sea el error de exactitud,
menos exacta ser la medida. Una medicin bien exacta ser aquella cuyo % de error de
exactitud sea 0 (cero).
Precisin: La precisin se refiere a cunto concuerdan dos o ms medidas de una misma
cantidad, es decir a la concordancia que tienen entre s un grupo de resultados
experimentales; no tiene relacin con el valor real ya que pueden realizarse mediciones
precisas sin exactitud. Los valores precisos pueden ser inexactos, ya que un error que
causa desviacin del valor real puede afectar todas las mediciones en igual forma y por
consiguiente no perjudicar su precisin. La precisin se expresa por lo general en trminos
de la desviacin estndar; mientras mayor sea la desviacin, menos precisa ser la
medicin.
La precisin de una medicin tiene la dimensin de la unidad medida y se expresa como
precisin, significando este smbolo que cada medida puede tener un valor entre el valor
medio ms la precisin y el valor medio menos la precisin. Por lo tanto, a modo de ejemplo,
si la balanza, que tiene una precisin de 0,01 g, se usa para medir una masa varias
veces, y el valor medio de esas medidas es de 6,35 g, las varias medidas tendrn valores
entre 6,34 g y 6,36 g. Si la balanza es maltratada, produciendo desgaste prematuro, o si ella
no es usada correctamente, el valor del error de la precisin de las medidas ser mayor que
0,01 g. Esto mismo puede ocurrir con cualquier aparato o instrumento de medicin.
Incertezas de las Mediciones
Toda medicin tiene un cierto grado de incerteza o error. La incerteza de una medicin
puede ser detectada y cuantificada realizando la medicin varias veces de la misma manera.
Los valores individuales resultantes se usan para calcular el valor medio o promedio.
La incerteza tiene dos componentes:
Imprecisin (error de precisin): es la media de todas las diferencias entre los valores
individuales y valor medio de las mediciones. Tambin se define como el grado de
concordancia entre dos o ms mediciones de una misma cantidad. La imprecisin de una
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PROBLEMAS DE TP
33
medicin es indicada por el nmero de cifras significativas del resultado de la medicin o
valor medido. Ejemplo: Se indica que la precisin de una balanza es de 0,001 g. Esto
quiere decir que la imprecisin de la balanza es del orden de 0,001 g.
Inexactitud es la diferencia entre el valor medio de las mediciones y el valor verdadero de
la magnitud medida, o tambin, la indicacin de cun cerca est una medicin del valor real
de la cantidad medida. La inexactitud se minimiza por calibracin del instrumento y por
capacitacin del operador. La imprecisin se reduce por rediseo del instrumento o por
medicin de la magnitud con otro instrumento.
Nmero de cifras significativas
Es el nmero de dgitos representativo de una cantidad medida o calculada.
Ejemplo: Longitud de 3,48 m; las cifras significativas son 3, 4 y 8, por lo que el nmero de
cifras significativas es 3.
El ltimo dgito de las cifras significativas es incierto.
Ejemplo: Si una balanza tiene una precisin de 0,001 g, el resultado de una determinacin
de masa de 2,483 g tiene 4 cifras significativas y la ltima cifra, que es 3, es incierta. Esto
quiere decir que el valor verdadero debe encontrarse con certeza entre 2,482 y 2,484.
Muchas mediciones son el resultado de varias mediciones directas con varios instrumentos
y el valor final es el resultado de una operacin aritmtica.
Gua para el uso de cifras significativas
1.- Cualquier cifra diferente de 0 es significativo.
842 tiene 3 c.s. 1,258 tiene 4 c.s.
2.- Los ceros ubicados entre dgitos distintos de 0 son significativos.
105 tiene 3 c.s. 20108 tiene 5 c.s.
3.- Los ceros a la izquierda del primer dgito diferente de 0 no son significativos.
0,000243 tiene 3 c.s. 0,8 tiene 1 c.s.
4.- Si un nmero es mayor que 1, todos los ceros escritos a la derecha de la coma cuentan
como cifras significativas y si es menor que 1, solamente los ceros que estn al final del
nmero o entre dgitos diferentes de cero son significativos.
2,0 tiene 2 c.s. 40,062 tiene 5 c.s. 0,090 tiene 2 c.s.
5.- Para nmeros sin coma (nmeros enteros), los ceros que estn despus del ltimo dgito
diferente de cero pueden ser o no significativos.
400 puede tener 1, 2 o 3 c.s.
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PROBLEMAS DE TP
34
Para evitar esta ambigedad se usa la notacin cientfica.
4 x 102 tiene 1 c.s., 4,0 x 102 tiene 2 c.s. y 4,00 x 102 tiene 3 c.s.
6.- En la adicin y la sustraccin el nmero de cifras significativas a la derecha de la coma
en la cantidad resultante est determinado por el nmero mnimo de cifras significativas a la
derecha de la coma en cualesquiera de los nmeros originales.
41,842 + 0,1
_______________
41,942 una c.s. despus de la coma; se redondea a 41,9.
2,094 - 0,12
_______________ 1,9742 c.s. despus de la coma; se redondea a 1,97.
7.- Para redondear se usa el siguiente procedimiento:
Si el nmero que sigue al ltimo dgito es
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PROBLEMAS DE TP
35
temperatura a la cual fueron calibrados. Es aquel que permite la medicin de volmenes
exactos y est diseado de tal forma que un pequeo incremento del volumen del lquido que
contiene, da lugar a una variacin grande en el nivel de dicho lquido. Todo material
volumtrico est calibrado a una temperatura de 20 C, de manera que en ningn caso podr
calentarse dicho material.
1. Pipetas: Ellas son destinadas a transferir volmenes conocidos de lquidos de un
recipiente a otro. Existen dos tipos: pipetas aforadas, que poseen una sola marca de
calibracin que corresponde al volumen indicado y pipetas graduadas, cuyo volumen
est subdividido con marcas en fracciones del volumen total. Sus capacidades son de 1
ml hasta 50 ml. Existen pipetas de simple enrase (se enrasa una vez: cuando se carga la
pipeta) y de doble enrase (se enrasa dos veces: cuando se carga y descarga la pipeta).
2. Buretas: Permiten transferir volmenes variables hasta 25 o 50 ml, con fracciones de 0,1
ml (precisin de 0,1 ml), siendo que la velocidad de salida del lquido puede ser regulado
por medio de una llave o robinete.
3. Probetas: Son cilindros de vidrio con pie graduados en fracciones del volumen total,
pero que son de menor precisin que los materiales anteriormente descritos. Sus
capacidades varan de l0 ml a 2 l.
4. Matraces con aforo: Son balones de fondo plano y cuello largo con una marca de aforo.
Su funcin especfica es contener volmenes exactos de disoluciones, usadas en la
preparacin de stas. Sus capacidades varan de 10 ml a 5 l.
B. Material de vidrio no calibrado
Estos no estn destinados directamente para mediciones de volmenes exactos sino
aproximados y son necesarios para las distintas operaciones que hacen parte de las
experiencias de laboratorio.
1. Vasos de precipitado: Son vasos cilndricos. Se usan para contener lquidos, para
calentar lquidos, para efectuar reacciones y para mezclar sustancias. Son generalmente
de vidrio de boro-silicato y son generalmente graduados en volumen, pero no sirven para
medir volmenes. Sus capacidades varan de 20 ml a 2 l.
2. Frascos Erlenmeyer: Son vasos cnicos de cuello estrecho. Se usan para realizar
reacciones de titulacin y reacciones que envuelve la precipitacin de un producto y para
calentar lquidos.
3. Vidrios de reloj: Como indica su nombre el nombre, son platillos de vidrio cncavos que
tienen la forma de un vidrio de reloj. Se usan para contener sustancias durante las
determinaciones de masa en las balanzas, sustancias que puedan corroer el plato de las
balanzas. Adems se usan para cubrir la boca de vasos (principalmente durante el
calentamiento) y para evaporar lquidos por secado.
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PROBLEMAS DE TP
36
Recordar que GRADUADO no es lo mismo que CALIBRADO
Otros materiales de laboratorio
1. Propipetas: Son unas pequeas bombas manuales destinadas a succionar lquidos
dentro de las pipetas para evitar el contacto de la boca para aspirar. Se colocan en la
parte superior de la pipeta y permitiendo o impidiendo el ingreso de aire en la misma se
produce el ascenso o descenso del lquido de la pipeta.
2. Soporte universal: Es una vara de metal rgida vertical sobre una plancha o placa de
metal pesado, destinada a soportar otros aparatos fijados a la vara mediante pinzas.
3. Pinzas: Son garras de metal o de madera destinadas a fijar tubos, buretas y otros
equipos a los soportes universales, y pinzas para sostener vasos, cpsulas, crisoles y
tubos de ensayo calientes.
4. Esptulas: Son destinadas a transferir reactivos slidos durante la determinacin de
masa. Tienen la forma de cuchillo o cuchara y tienen diversos tamaos, siendo
metlicos o de vidrio. Las esptulas de vidrio son preferidas para transferir reactivos
slidos corrosivos para los metales.
5. Desecador: Es una caja de plstico o vidrio de tapa hermtica que contiene una
sustancia absorbente de humedad, destinada a contener sustancias en un ambiente
libre de humedad.
6. Matraz de filtracin y embudo de filtracin: Estos dos aparatos son destinados a ser
usados en conjunto para filtrar lquidos que tienen sustancias slidas en suspensin con
la ayuda de succin por vaco hecho en el matraz. El lquido se recibe en el matraz y el
slido queda en el papel filtro colocado en el embudo.
7. Crisol de porcelana: Es un vaso pequeo de porcelana que se usa para calentar
sustancias a altas temperaturas (hasta 900 C) en estufas especiales o en el mechero
Bunsen para secarlas o descomponerlas. Estn provistas de tapa de porcelana que
retiene la sustancia que pueda saltar durante el calentamiento.
-
PROBLEMAS DE TP
37
MATERIAL DE LABORATORIO
Material de vidrio volumtrico
Material de vidrio no volumtrico
Material de porcelana, metal, plstico, etc.
Pipeta
graduada
Probeta
Pipeta aforada
Bureta
Matraz Aforado
Vaso de precipitados
Matraz de Erlenmeyer
Baln de base esfrica
Kitasato
Cristalizador
Vidrio de reloj
Desecador
Embudo
Crisol
Cpsula
Mortero
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PROBLEMAS DE TP
38
Material de sostn
Otro material auxiliar.
8. Mechero Bunsen: Este aparato es un quemador que quema gas en presencia de aire
(ver figura en anexo al final del captulo). El gas llega a la base del mechero donde se
mezcla con el aire necesario para la combustin, y la mezcla arde en el extremo
superior del can. La entrada de aire se puede regular en la base del mechero y la
altura de la llama de puede ajustar abriendo o cerrando la vlvula de gas en la base. El
mechero se enciende cerrando totalmente el paso de aire y abriendo el paso del gas
con la llama de un fsforo o encendedor colocado en el extremo superior del mechero.
Despus se puede abrir el paso de aire. Cuando no se est usando el mechero, se
Broche para tubos
Pinza para buretas
Pinzas con nuez
Aro con nuez
Soporte universal de
Bunsen
Piseta
Pinza para crisoles
Rejilla
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PROBLEMAS DE TP
39
debe mantener el paso del aire cerrado, porque as la llama es bien luminosa y visible,
minimizando el peligro de quemarse inadvertidamente.
CUESTIONARIO GUIA SOBRE MATERIAL DE LABORATORIO
1) Nombre el material de laboratorio necesario para preparar soluciones a partir de droga
lquida.
2) Nombre el material de laboratorio necesario para preparar soluciones a partir de droga
slida.
3) Indique qu material de laboratorio se puede calentar y por qu.
4) Qu material de laboratorio utiliza si es necesario calentar para disolver completamente
una droga slida?
5) Qu significa trasvasar cuantitativamente?
6) En qu ocasiones no podra utilizar un material de vidrio calibrado como un matraz
aforado si este se encontrara mojado con agua destilada?
7) En el caso de que al enrasar un determinado volumen en un matraz aforado cometiera un
error con el solvente de modo que la solucin resultante tuviera un volumen superior a lo que
indica el aforo, qu solucin propone?
8) En el caso de diluir cidos concentrados qu precauciones siempre deben tenerse en
cuenta en relacin con el orden en que se colocan solvente y soluto?
9) En el caso de realizar una dilucin de un cido concentrado, lo que normalmente libera
calor, qu precauciones deben tenerse al momento de efectuar el enrase?
10) Cuntos g de K2Cr2O7 son necesarios para preparar 100 ml de solucin 0,005 M?
Explique brevemente cmo preparara dicha solucin.
11) Qu cantidad de Na2CO3 es necesaria para preparar 100 ml de solucin 0,05 M?
12) Con 0,5402 g de Na2CO3 se preparan 100 ml de solucin disolvindolos en agua
destilada. Qu concentracin M tiene dicha solucin?
13) Cuntos ml de H2SO4 al 65% P/P y densidad igual a 1,50 g/ml son necesarios para
preparar 100,00 ml de solucin 0,1 M?
DESARROLLO EXPERIMENTAL
Para realizar cada una de las experiencias detalladas a continuacin, cada alumno deber
buscar en las mesadas (en el sitio asignado para el material de laboratorio) todo el material
necesario para poder llevar a cabo la parte experimental respetando las consignas
establecidas. Cada alumno deber trabajar individualmente de modo de relacionarse con todo
el material disponible.
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PROBLEMAS DE TP
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Materiales a utilizar en este trabajo prctico:
Se har uso del siguiente material:
a) Material de vidrio calibrado volumtrico: En ningn caso podr calentarse:
Pipetas graduadas
Ballpipetas de doble enrase
Buretas
Matraces aforados
Probetas.
b) Material de vidrio no calibrado: Puede calentarse:
Matraces de erlenmeyer Varillas de vidrio
Vasos de precipitacin o Beacker. Tubos de ensayo
Vidrios de reloj Embudos
c) Material de sostn y calentamiento:
Soporte de Bunsen Aros metlicos
Agarraderas metlicas Pinzas
Gradillas Telas metlicas con amianto
Trpodes Mecheros de Bunsen
Experiencia N1
Objetivos:
Identificar el calibre indicado y realizar los procedimientos correctos de pipeteo y
enrasado de soluciones.
Realizar pipeteos de simple y doble enrase con pipetas de simple y doble enrase.
Procedimientos:
a) Llenar con agua destilada una probeta de 50 ml de capacidad, mediante el uso de pipetas
graduadas de 10 ml, 5 ml, 2 ml, 1 ml, 0,25 ml, 0,2 ml, 0,1 ml, y ballpipetas, hasta conseguir un
enrase correcto y un escurrimiento lento y uniforme.
b) Repetir lo indicado en el punto a, pero usando una solucin de permanganato de potasio
(coloreada).
c) Tomar una alcuota de la solucin de permanganato de potasio y colocarla en un matraz
aforado y enrasar con agua destilada para preparar una nueva solucin. Repetir tantas veces
como sea necesario hasta lograr un enrase correcto.
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PROBLEMAS DE TP
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Experiencia N2
Objetivos:
Identificar los materiales necesarios para la preparacin de una solucin a partir de
una droga slida.
Comprender la importancia del trasvasado cuantitativo.
Procedimientos:
a) Colocar en un vidrio de reloj (usando una esptula) 3,5 gr de KOH (tener en cuenta que es
higroscpico) y trasvasar cuantitativamente a un vaso de precipitacin.
b) Disolver con una varilla de vidrio, agregando un pequeo volumen de agua destilada.
c) Una vez disuelta, trasvasar cuantitativamente a un matraz aforado (el que tenga
disponible).
d) Calcule la molaridad (M) de la solucin resultante.
Experiencia N3
Objetivos:
Identificar los materiales necesarios para la preparacin de una solucin a partir de
una droga slida.
Ejercitar el trasvasado cuantitativo.
Procedimientos:
a) Colocar en un beacker de 200 o 250 ml de capacidad 4,5 gr de CuSO4.5H2O.
b) Agregar 45 ml de agua destilada, medidos en probeta y disolver con ayuda de una varilla
de vidrio calentando suavemente.
c) Trasvasar cuantitativamente a un matraz aforado (el que tenga disponible) y enrasar.
d) Calcule la M de la solucin resultante.
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PROBLEMAS DE TP
42
Experiencia N 4:
Objetivos:
Preparar una solucin a partir de una droga lquida
Ejercitar el trasvasado cuantitativo.
Procedimientos:
a) Preparar segn el volumen del matraz disponible una solucin 0,1 M de H2SO4 a partir de
un cido sulfrico comercial, d= 1,84 gr/ml y al 98 % P/P (Prestar especial atencin a las
indicaciones del Jefe de Trabajos Prcticos).
b) Calcular el volumen de solucin concentrada que se requiere.
c) Medir con una pipeta el volumen requerido y trasvasarlo cuantitativamente.
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PROBLEMAS DE TP
43
CLASE N 4
SEMINARIO: EQUILIBRIO QUMICO I
OBJETIVOS:
Comprender la reversibilidad y el estado de equilibrio dinmico de las reacciones qumicas.
Predecir la influencia de la temperatura, la concentracin y la presin en una reaccin en
equilibrio.
Interpretar la posicin del equilibrio de una reaccin a travs del valor de su constante de
equilibrio (K).
Relacionar el cociente de accin de masas (Q) con la constante de equilibrio (K).
Relacionar el equilibrio qumico con los prcticos de disolucin y gases.
CONCEPTOS BSICOS
Pocas reacciones qumicas proceden en una sola direccin; la mayora son reversibles. Al
inicio la reaccin procede hacia la formacin de productos (reaccin directa) y cuando se
forman molculas de productos, estas reaccionan entre s y forman molculas de reactivo
(reaccin inversa).
A temperatura constante:
31 20
( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( )
TT TT
g g g g
REACTIVOS R PRODUCTOS P
aA bB cC dD
(1)
Luego de un tiempo (T), la reaccin directa y la reaccin inversa ocurren a la misma
velocidad ( ), las concentraciones de los reactivos R y los productos P permanecen
constantes y el sistema alcanz el equilibrio dinmico (dos cambios justamente opuestos
100 % R 0 % P
80 % R 20 % P
60 % R 40 % P
60 % R 40 % P
T0 T1 T2 T3
-
PROBLEMAS DE TP
44
ocurren con la misma rapidez) cuando la temperatura t permanece constante. La relacin
(cociente) entre los compuestos producidos y los que reaccionan en el tiempo T2 y T3 son
iguales.
La expresin que define el equilibrio qumico K se basa en la ley de accin de masas
establece que para una reaccin reversible en equilibrio y a una temperatura constante,
existe una relacin determinada (proporcin) entre las concentraciones de los reactivos y los
productos. Se define como:
c d
a b
C DK
A B
As esta expresin resulta del producto de las concentraciones de los productos elevados a
una potencia dada por el coeficiente estequiomtrico de la ecuacin balanceada
(numerador) en relacin al producto de las concentraciones de los reactivos elevados a una
potencia dada por el coeficiente estequiomtrico de la ecuacin balanceada (denominador).
El valor numrico de esta relacin se conoce como constante de equilibrio de la reaccin y
se determina experimentalmente. El valor de la constante slo depende de la reaccin
especfica y de la temperatura. Los valores tabulados generalmente son determinados a
25 C. Cabe destacar que los lquidos y slidos puros presentes en un sistema de reaccin
heterogneo no intervienen en la expresin de la constante.
La constante de equilibrio K es adimensional, sin embargo debemos saber que si se trata de
la relacin entre las concentraciones molares (M) de los productos y reactivos la constante
de equilibrio se representa como Kc y si por el contrario se trata de la relacin de las
presiones parciales (atm), la constante de equilibrio se representa como Kp. En la mayora
de los casos Kc es distinto de Kp.
n
Kp Kc RT
( ) ( ). . . .n n moles g P n moles g R
Qu indica la magnitud de la constante de equilibrio K? La reaccin es favorable a la
formacin de los productos o reactivos? Nos informa sobre la proporcin entre reactivos y
productos en el equilibrio qumico, entonces:
S K >>> 1, entonces K
por lo tanto en el equilibrio resultante la mayora
-
PROBLEMAS DE TP
45
de los reactivos se han convertido en productos. Por otro lado,
S K
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PROBLEMAS DE TP
46
minimizar el efecto causado por la perturbacin.
Factores que afectan el estado de equilibrio (desplazan la posicin de equilibrio)
Cambio en la concentracin de alguno de los reactivos o productos.
Cambio en la presin
Cambio en el volumen
Presencia de catalizadores
Cambio en la temperatura. El sistema alcanza un nuevo estado de equilibrio,
ya que ste es dependiente de la temperatura.
CUESTIONARIO GUA
Objetivo:
Indagar el grado de comprensin del concepto de equilibrio qumico.
Consignas:
A. Analiza si son verdaderas o falsas las respuestas a cada una de las siguientes preguntas
(dadas por alumnos en aos anteriores) y justifica tu respuesta. Adems, en el caso de
que sean incorrectas, reescrbelas.
I. Qu es el equilibrio qumico?
a. Toda sustancia que no posee ni excedente ni faltante en su frmula qumica.
b. Es el momento en que los reactivos son iguales a los productos.
c. El equilibrio qumico es cuando una reaccin est balanceada.
d. El equilibrio qumico significa un equilibrio entre los productos y los reactivos,
donde la constante de equilibrio es igual a 1.
e. Cuando la velocidad de formacin de productos y reactivos se hace constante.
f. El equilibrio qumico significa que a medida que reactivos reaccionan para formar
productos, dichos productos sufren la reaccin inversa y obtienen reactivos.
g.
.
II. Para qu me sirve conocer el valor de la constante de equilibrio (K)?
a. Conocer el valor de la constante de equilibrio sirve para predecir si una reaccin
tiene probabilidad de producirse en forma reversible.
b. K sirve para averiguar la velocidad de una reaccin qumica.
c. Conocer el valor de K sirve para saber en qu momento la reaccin va a estar
-
PROBLEMAS DE TP
47
equilibrada.
d. K sirve para saber cules son las concentraciones de los reactivos que tengo que
poner para empezar la reaccin.
e. Porque refleja la eficiencia de la reaccin para formar productos en esas
condiciones.
f. Sirve para saber la relacin de concentracin entre productos y reactivos, y para
saber hacia dnde tiende la misma (si favorece a los productos o a los reactivos).
g.
III. Otras expresiones sobre K:
a. Si K es mayor a uno se consume todo el reactivo.
b. Cuanto mayor sean las concentraciones de los reactivos, mayor ser el valor de
K.
c. Si una reaccin se encuentra en equilibrio el valor de K = 1.
d. Los lquidos y slidos puros no participan de K porque no se consumen.
e. Para que una reaccin est en equilibrio los reactivos y los productos tienen que
estar en la misma fase.
f.
IV. Qu sucede al efectuar cambios a un sistema que est en equilibrio?
a. Cuando aumento la concentracin de un producto, la posicin del equilibrio se
desplaza hacia los reactivos debido a que la velocidad de la reaccin izquierda es
mayor que la derecha. Luego se alcanza un nuevo equilibrio.
b. Una reaccin con un K=20 se realiza mucho ms rpido que otra con K=2.
c. Si aumento la concentracin de un reactivo se formar ms producto, y por ende,
la K aumenta.
d. Con un aumento de temperatura, K no debera aumentar en una reaccin
endotrmica porque el producto formado vuelve a generar ms reactivo, con lo que la
relacin producto/reactivo es constante.
e. Si agrego ms reactivo (lquido puro) el equilibrio no se desplaza ni cambia K.
f.
-
PROBLEMAS DE TP
48
B. Completa la siguiente tabla acerca del efecto de las perturbaciones sobre el equilibrio.
Perturbacin
Cambio para que la
mezcla vuelva al
equilibrio
Efecto sobre el
equilibrio Efecto sobre K
Adicin de reactivo
Se consume parte
del reactivo
adicionado.
Desplazamiento
hacia la derecha Ninguno
Adicin de producto . . .
Aumento de V
. la presin
n gas < 0 . .
. Ninguno .
n gas > 0 . .
Aumento de P
Disminucin de V
n gas < 0 . .
n gas = 0 . .
Desplazamiento
hacia la izquierda .
Aumento de P
por la adicin de un
gas inerte
Sin cambio de V
Aumento de T Energa en forma de
calor
H reac < 0 . .
H reac > 0 . .
-
PROBLEMAS DE TP
49
C. Analice los cambios del siguiente sistema y compare la constante de equilibrio K y
coeficiente de reaccin Q. Prediga cmo evoluciona el sistema a temperatura contaste.
2( ) 2( ) ( )2inicialT
g g gI H HI
2
1 1
2 2
inicial
inicialT
inicial inicial
HIQ
I H
2( ) 2( ) ( )2equilibrioT
g g gI H HI
2
1 1
2 2
equilibrio
equilibrio
T
equilibrio equilibrio
HIK
I H
-
PROBLEMAS DE TP
50
EJERCICIOS
1) Defina e ilustre los siguientes trminos: a) reaccin reversible, b) equilibrio qumico, c)
constante de equilibrio, K.
2) Por qu los equilibrios qumicos se consideran equilibrios dinmicos?
3) Explique el significado de: a) un valor muy grande de K, b) un valor muy pequeo de K,
c) un valor de K aproximadamente igual a 1.0.
4) Qu indica el valor de K acerca del tiempo que se requiere para que la reaccin
alcance el equilibrio?
5) Escriba la expresin de Kc para cada una de las siguientes reacciones:
CO2 (g) + H2 (g) ===== CO (g) + H2O (g)
2NO2 (g) ====2NO (g) + O2 (g)
SrCO3 (s) ==== SrO (s) + CO2 (g)
2HBr (g) ==== H2 (g) + Br2 (l)
P4(g) + 3O2 (g) ==== P4O6 (s)
2CO (g) + O2 (g) ==== 2CO2 (g)
2H2O (g) + 2SO3 (g) === 2H2S (g) + 4O2 (g)
NH3 (g) + HCl (g) ====== NH4 Cl (s)
6) Por qu se omiten las concentraciones de los slidos puros y de los lquidos puros en
las expresiones de las constantes de equilibrio?
7) Ordene de modo creciente las siguientes reacciones segn su tendencia formar
productos (producirse hacia la derecha):
a) H2O (g) ==== H2O (l) Kc= 782
b) F2 (g) ==== 2F (g) Kc= 4.9 x 1021
c) H2 (g) + C2H4 (g) ==== C2H6 (g) Kc=9.8 x 1018
d) N2O4(g) ===== 2NO2 (g) Kc= 4.6 x 10-3
8) La constante de equilibrio K en concentraciones para la reaccin en fase gaseosa
HCHO ===== H2 + CO
Tiene el valor numrico de 0.50 a determinada temperatura. Se introduce una mezcla de
HCHO, H2 y CO a un matraz a esta temperatura. Transcurrido cierto tiempo el anlisis de
una pequea mue
