Guia_componente_practico_Quimica_General_2015.pdf laboratorioss.pdf

1

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 201102 QUIMICA GENERAL

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA

GUA COMPONENTE PRCTICO

201102 QUIMICA GENERAL

FRANCISCO JAVIER GIRALDO ROJAS Director Nacional

BOGOTA

2015

2


2. ASPECTOS DE PROPIEDAD INTELECTUAL Y

VERSIONAMIENTO

La presente Gua fue diseado por el Msc. Danilo Lusbn Ariza Rua, docente de la UNAD, y ubicado en el CEAD de Barranquilla, actualmente se desempea como tutor de la UNAD.

La primera actualizacin del mdulo fue realizada por la Qumica Stella Daz Neira, quien ha sido tutora en el CEAD JAG, de la ciudad de Bogot.

Para la presente actualizacin se recibieron observaciones, sugerencias y aportes del Licenciado en Qumica Johny Roberto Rodrguez.

Este mismo ao La Ingeniera. Milena Raquel Alcocer, tutora del CEAD Ibagu, apoy el proceso de revisin de estilo y dio aportes disciplinares, didcticos y pedaggicos en el proceso de acreditacin de material didctico.

3


3. INDICE DE CONTENIDO

5. CARACTERSTICAS GENERALES ............................................................................... 5

PRACTICA No. 1 RECONOCIMIENTO DE MATERIALES DE LABORATORIO Y NORMAS DE SEGURIDAD DE TRABAJO EN EL LABORATORIO ....................................................................... 8

PRACTICA No. 2 MEDICIN DE PROPIEDADES FSICAS DE LOS ESTADOS SLIDO Y LQUIDO ............................................................................................................................ 15

PARTE I LQUIDOS ....................................................................................................................... 18

PARTE II - SLIDOS ......................................................................................................................... 19

PRACTICA No. 3 LEY DE CHARLES .............................................................................. 23

PRACTICA No. 4 SOLUCIONES ........................................................................................ 29

PRACTICA No. 5 PROPIEDADES COLIGATIVAS ................................................................... 36

PRACTICA No. 6 CARACTERIZACIN DE CIDOS Y BASES. MEDICIONES DE pH ................... 45

PRACTICA No. 7. REACCIONES Y ECUACIONES QUMICAS ................................................. 53

PRACTICA No. 8. ESTEQUIOMETRIA - REACTIVO LMITE ..................................................... 60

PRACTICA No. 9. ESTEQUIOMETRIA DE REACCIONES QUE INVOLUCRAN GASES Y SOLUCIONES ........................................................................................................................................ 67

7. FUENTES DOCUMENTALES ..................................................................................... 73

ANEXO 1 REQUISITOS PARA REALIZACIN DE LABORATORIO DE QUMICA GENERAL ........ 74

ANEXO 2 GUA PARA LA PRESENTACIN DE PREINFORME E INFORME DE LABORATORIO 76

4


4. LISTADO DE TABLAS

Tabla 1. Resultados experimentales para la prctica 1 Tabla 2. Resultados obtenidos experimentalmente para lquidos Tabla 3 . Resultados obtenidos experimentalmente para slidos Tabla 4. Resultados experimentales obtenidos en la prctica 3 Tabla 5. Resultados experimentales prctica 5 Tabla 6. Valor de pH de cambio de color de algunos indicadores. Tabla 7. Reacciones con soluciones estndar Tabla 8. Reacciones con soluciones caseras. Tabla 9. Cantidades de reactivo por tubo Tabla 10. Resultados experimentales prctica

12 18 20 27 42 48 49 49 61 61

4.1. LISTADO DE GRFICOS Y FIGURAS

Figura 1. Posicin de los ojos para medir volmenes Figura 2. Procedimiento para la determinacin de la densidad de un slido irregular Figura 3. Montaje prctica 3 Figura 4. Montaje necesario para la prctica 5 Figura 5. Montaje necesario para la prctica 9

17

19 26 39 65

5


5. CARACTERSTICAS GENERALES

Introduccin

Actualmente vivimos maravillosos das de nuevos descubrimientos y avances en todos los campos del saber. La qumica no es la excepcin. El rpido desarrollo de los conocimientos sobre la estructura atmica y molecular de la materia, la qumica nuclear, qumica inorgnica y orgnica, bioqumica y otras reas de gran impacto, han dado una inmensurable importancia a las ciencias qumicas. La qumica como una ciencia con un alto componente experimental requiere del desarrollo de competencias orientadas al adecuado y eficaz reconocimiento y manejo de instrumental, sustancias y tcnicas propias de un laboratorio. En tal sentido, el presente protocolo esta diseado para servir como referencia a los eventos prcticos del curso Qumica General de la Universidad Nacional Abierta y a Distancia, Escuela de ciencias bsicas, tecnologa e ingeniera, Unidad de ciencias bsicas. El documento presenta nueve prcticas de laboratorio, especialmente propuestas para complementar el avance terico del curso. El contenido de cada una de ellas fue seleccionado, teniendo en cuenta el tiempo y las competencias metodolgicas mnimas que se esperara debe alcanzar un estudiante de la Universidad en el campo de la Qumica General. Las prcticas de laboratorio pretenden servir como complemento de aprendizaje autnomo a los aspectos revisados en la parte terica. Sin embargo requieren de una preparacin y compromiso particular para garantizar el cumplimiento de los objetivos, en tal sentido es recomendable revisar antes de cada evento prctico, el presente documento y a partir de l elaborar un preinforme de laboratorio. Cada prctica debe conducir a un producto que se ver plasmado en un informe de laboratorio, el cual servir como referencia para determinar hasta que punto se logro avanzar en el desarrollo de los objetivos. Finalmente, se propone el uso de lecturas y libros especializados en Qumica , adems de ayudas audiovisuales y visitas a sitios web, que sirvan como complemento a las prcticas y como herramientas para la construccin de los informes de laboratorio.

,

6


Justificacin Es requisito para los estudiantes de Ingenieras de Alimentos,

Industrial, Regencia de Farmacia, Agronoma y afines y Zootecnia y afines que estn cursando el curso de Qumica General.

Intencionalidades formativas

PROPSITOS:

Desarrollar el pensamiento cientfico en los estudiantes

Que el estudiante se apropie de habilidades de anlisis y observacin a travs del desarrollo de actividades y experiencias sobre los diferentes conceptos de la qumica.

Que el estudiante pueda relacionar y demostrar algunos de los conceptos tericos en la parte experimental

OBJETIVOS :

Conocer el uso de diversos materiales de laboratorio

Desarrollar en los estudiantes destrezas para manejar datos experimentales y aplicar conceptos tericos para explicar situaciones y problemas concretos en el laboratorio.

Que el estudiante presente de manera clara, rigurosa y concisa informes de laboratorio y reportes de trabajo sobre el tema o los temas de la prctica

METAS:

Desarrollar habilidades relacionadas con las prcticas en un laboratorio y el montaje y puesta en marcha de actividades experimentales.

COMPETENCIAS:

Los estudiantes analizan, simulan, comprueban y dan solucin adecuada a

problemas de inters disciplinar para el desarrollo de habilidades de

pensamiento y destrezas instrumentales que puedan ser aplicadas en el

ejercicio de su profesin, su campo de inters y la vida diaria.

El estudiante reconoce la experimentacin y el mtodo cientfico

7


como herramientas vlidas dentro del proceso de construccin de nuevo conocimiento.

Denominacin de practicas

Prctica 1: Reconocimiento de materiales de laboratorio y normas de seguridad de trabajo en el laboratorio Practica 2: Medicin de densidad de los estados slido y lquido Practica 3: Gases Ley de Charles Practica 4: Soluciones Practica 5: Propiedades Coligativas Practica 6: Caracterizacin de cidos y bases. Medicin de pH Practica 7. Reacciones y ecuaciones qumicas PRACTICA 8. Estequiometria - Reactivo Lmite PRACTICA 9. Clculos estequiomtricos que involucran gases y soluciones

Nmero de horas 18

Porcentaje 21% del curso equivalente a 105 puntos de 500

Curso Evaluado por proyecto SI_X__ NO__

Seguridad industrial

Blusa blanca de laboratorio Gafas translucidas Guantes de Vinilo

8


6. DESCRIPCIN DE PRCTICAS

PRACTICA No. 1 R ECONOCIMIENTO DE MATERIALES DE LABORATORIO Y NORMAS DE SEGURIDAD DE TRABAJO EN EL LABORATORIO

Tipo de practica Presencial X Autodirigida Remota Otra Cul

Porcentaje de evaluacin 2.333% Horas de la practica dos Temticas de la prctica Conocimiento de los materiales ms utilizados y las

normas de seguridad bsicas para trabajar en un laboratorio qumico.

Intencionalidades formativas

PROPSITO

El trabajo en el laboratorio es un componente importante del curso acadmico de qumica. Es por eso que se hace necesario no solo conocer los diversos equipos y materiales que se utilizan en un laboratorio de qumica, sino tambin las normas de seguridad y de manejo de los mismos. OBJETIVOS

Familiarizar al estudiante con los diversos materiales, implementos y equipos usados en el Laboratorio de Qumica

Instruir al estudiante en las reglas bsicas de

comportamiento y seguridad dentro de un laboratorio de Qumica.

9


META Identificar y aplicar las normas de seguridad de trabajo en el laboratorio de qumica, reconociendo a su vez los smbolos de peligrosidad usados para determinar las caractersticas de sustancias peligrosas. COMPETENCIA

Adquirir el hbito de trabajar de forma segura, limpia y ordenada. para proteger su integridad personal, grupal y el espacio fsico.

Fundamentacin Terica PARTE I RECONOCIMIENTO DE MATERIALES DE LABORATORIO En el laboratorio se emplean una variedad de implementos para la realizacin de las experiencias, algunos de ellos son denominados volumtricos, ya que se usan para medir volmenes de fluidos, ya sean lquidos o gases, Algunos se emplean para calentar, por lo que se emplean materiales refractarios para su elaboracin. Otros materiales se emplean para soporte, que son elaborados de metal, plstico o madera. PARTE II NORMAS DE SEGURIDAD DE TRABAJO EN EL LABORATORIO

Nunca trabaje solo en el laboratorio.

Experiencias no autorizadas no deben realizarse.

No consuma ni beba ningn tipo de alimento mientras est en el laboratorio.

Siempre utilice los implementos de proteccin como gafas, guantes, batas entre otros.

10


Lea cuidadosamente las instrucciones de los reactivos antes de trabajar con ellos. Conozca los smbolos de peligrosidad de las etiquetas.

Cuando trabaje con fuego tenga la precaucin de recogerse el pelo (si es

largo).

No fume en el laboratorio.

Nunca apunte la boca de los tubos de ensayo haca usted o hacia un compaero.

No exponga al fuego los reactivos inflamables.

Trabaje lejos de fuentes de agua cuando trabaje con reactivos que

reaccionan violentamente con ella, por ejemplo con los metales alcalinos.

Prepare siempre un mapa de proceso para estar seguro de lo que est haciendo.

Cuando termine de trabajar asegrese que las fuentes de gas, luz y agua

queden cerradas.

Cuando mezcle cidos concentrados y agua, vierta el cido sobre el agua. Primeros auxilios en el laboratorio

En caso de accidente siga las siguientes reglas bsicas de atencin inmediata.

Informe cualquier accidente, por pequeo que sea.

Si cae cido en sus ojos, lvelos con suficiente agua corriente durante unos

15 minutos. Inmediatamente enjuague con solucin diluida de bicarbonato de sodio, seguido nuevamente con agua.

Si cae lcali en sus ojos, lvelos con suficiente agua corriente durante unos

15 minutos. Inmediatamente enjuague con solucin diluida de cido brico y finalice nuevamente con agua.

Si cae otra sustancia qumica en sus ojos, lvelos con suficiente agua

corriente durante unos 15 minutos. Se recomienda la asistencia de un mdico.

Si se derrama algn tipo de cido (excepto cido sulfrico concentrado )

en su piel, lave el rea afectada con suficiente agua y aplique una pasta de bicarbonato de sodio durante unos minutos. Enjuague finalmente con agua.

11


En caso de que el cid o derramado haya sido el sulfrico, seque la parte de piel afectada lo ms posible con una toall a o algn otro tipo de textil, antes de lavar con agua y luego siga el procedimiento ya indicado.

Si se derrama algn tipo de base en su piel, lave el rea afectada con

suficiente agua y aplique una solucin de cido brico durante unos minutos. Enjuague finalmente con agua.

Utilice las instrucciones de un botiqun en caso de quemaduras y

cortaduras.

Descri pcin de la prctica.

Esta prctica se dividir en dos partes:

La primera se dedicara para que el estudiante reconozca los diferentes materiales y equipos y sus usos.

En la segunda, debe conocer las diferentes normas de seguridad, primeros auxilios, tabla de seguridad de los reactivos qumicos, Reglamento de Laboratorio y los sitios de disposicin final de residuos de laboratorio.

Recursos a utilizar en la prctica (Equipos / instrumentos )

Los materiales y equipos utilizados en el laboratorio de Qumica General y las normas, procedimientos y tablas de seguridad.

Software a utilizar en la prctica u otro tipo de requerimiento para el desarrollo de la prctica

Un aula diferente https://www.serina.es/empresas/cede_muestra/312/TEMA%20MUESTRA.pdf

Leer los primeros auxilios en pg. 10 del siguiente enlace : http://ciencias.unizar.es/aux/seguridadSalud/SegLabQuimicoPanreac.pdf

Seguridad Industrial

Utilizar los implementos de seguridad y leer en carta de seguridad los riesgos y seguridad de los reactivos utilizados en el laboratorio.

RECOMENDACIN

Es importante conocer las reglas de disposicin de materiales y reactivos qumicos

12


usados, con el propsito de no causar contaminacin. Lo ms recomendable es desechar los diferentes reactivos en por lo menos tres recipientes separados que el ayudante o encargado del laboratorio debe mantener: Uno para cidos, uno para bases y otro para solventes.

Metodologa

CONOCIMIENTOS PREVIOS PARA EL DESARROLLO DE LA PRCT ICA. Leer la gua de la prctica y teora sobre el tema; preparar un pre informe sobre los mismos (ver anexo2).

FORMA DE TRABAJO . En grupos colaborativos de mximo cuatro estudiantes. PROCEDIMIENTO.

PARTE I. MATERIAL DE LABORATORIO

1. Investigue previamente sobre el material de laboratorio empleado en los laboratorios de qumica, haga particular hincapi en sus especificaciones y uso. (Busque imgenes o fotografas que muestren sus formas).

2. Examine cuidadosamente el material de laboratorio suministrado.

3. Complete la siguiente matriz de acuerdo a sus observaciones:

Tabla 1. Resultados experimentales para la prctica 1

Instrumento Uso Especificaciones Observaciones Imagen

1

2

n

4. Clasifique el material observado de acuerdo a las siguientes categoras: Material volumtrico (utilizados para medir volmenes exactos) Material de calentamiento (que puede calentarse) Material de sostenimiento Otros usos (para medir temperatura, para medir variables fsicas, otros)

13


5. Qu puede concluir a partir de los resultados de los puntos 3 y 4?

PARTE II. NORMAS DE SEGURIDAD

1. Determine las principales normas de trabajo en el laboratorio de qumica, presntelas en un diagrama.

2. Consulte los pictogramas usados para identificar la peligrosidad de las sustancias

qumicas. Presntelos y explquelos.

3. Indague sobre las frases R y frases S, qu son? Escriba las frases S y R de tres reactivos que encuentre en el laboratorio.

4. En un diccionario de reactivos y productos qumicos (o en la web) busque una

sustancia peligrosa usada en el laboratorio, identifique sus smbolos de peligrosidad, caractersticas de manejo, primeros auxilios en caso de accidente y otro tipo de informacin que considere relevante.

5. Investigue como debe realizarse la disposicin final de sustancias qumicas

peligrosas, con el fin de mitigar la contaminacin medio ambiental. CONCLUSIONES Qu conclusiones se derivan de esta prctica.

Sistema de Evaluacin

Se evaluar por lo menos

Desempeo durante la prctica.

Preinforme (antes de comenzar la prctica): los conceptos tericos y procedimiento de las prcticas a desarrollar. Revisar anexo 2

Informe. Revisar (segn rbrica)

Se deja a discrecin del tutor hacer una evaluacin escrita sobre la temtica de la prctica.

Informe o productos a entrega r

Preinforme (entregarlo antes de comenzar la prctica): los conceptos tericos y procedimiento de las prcticas a desarrollar. Revisar anexo 2

Informe (entregarlo despus de las prcticas, cuando lo determine el tutor de laboratorio). Revisar anexo 2

14


Rbrica de evaluacin

tem Valoracin baja Valoracin media Valoracin al ta Puntaje Mximo

1. Objetivos No presenta

objetivos (0)

Presenta algunos objetivos

(0,8)

Presenta todos los objetivos

(1,5) (1,5)

2. Teora (Resumen, o mapa conceptual)

No presenta teora

(0)

Presenta parte de los conceptos

(1,0)

Presenta los suficientes

conceptos para realizar el informe

(2,0)

(2,0)

3. Procedimiento (diagrama de

flujo)

No presenta el procedimiento

para cada una de las partes de la

prctica (0)

Presenta el procedimiento para

algunas de las partes (0.8)


cada una de las partes. (1,5)

(1,5)

4. Diagramas o Grficos

No presenta grficos

(0)

Solo presenta grficos incompletos o

sin ceirse a las instrucciones

(0.7)

Presenta los grficos, de

acuerdo a las instrucciones

(1,5)

(1,5)

5. Cuestionarios o respuestas a las

experiencias

No responde (0)

Resolvi parcialmente o de forma incorrecta

(1,0)

Resolvi en su totalidad y

correctamente (2,0)

(2,0)

6. Conclusiones.

No presenta conclusiones o

estn mal elaboradas

(0)

Presenta solamente algunas conclusiones

(0.8)

Presenta las conclusiones

correspondientes a los objetivos (1,6)

(1,6)

7. Referencias No presenta referencias

(0)

Presenta solamente una o dos referencias

(0.8)

Presenta las referencias

suficientes para un buen informe (1,6)

(1,6)

8. Presentacin Desorden,

Mala ortografa y redaccin (0)

Buena presentacin (0.3) (3.0)

TOTAL 11.7

Retroalimentacin .

Dada por el tutor de laboratorio a los ocho das de entregado el informe y cuestionarios.

15


PRACTICA No. 2 M EDICIN DE PROPIEDADES FSICAS DE LOS ESTADOS SLIDO Y LQUIDO

Tipo de practica

Presencial X Autodirigida Remota

Porcentaje de evaluacin 2.333% Horas de la practica dos Temticas de la prctica Medir alguna propiedades fsicas de materiales

lquidos y slidos Intencionalidades formativas

PROPSITOS

Diferenciar propiedades fsicas generales y especficas

Adquirir destreza en medir volmenes y hacer pesadas de diferentes lquidos y slidos y a partir de ellos determinar densidades.

Aprender a realizar grficos y a interpretarlos.

OBJETIVO GENERAL

Medir el volumen, la masa y calcular la densidad de algunos lquidos y slidos.

METAS

Que los estudiantes, se familiaricen con la medicin de volmenes y pesadas

COMPETENCIAS

Adquirir destreza en mediciones de volmenes y de pesos.

16


Fundamentacin Terica

Las propiedades fsicas de la materia son aquellas que pueden medirse y observarse sin que se afecten la naturaleza o composicin originales de las sustancias, porque sus estructuras moleculares no cambian durante la medicin. Toda propiedad que se puede medir es una magnitud. Las magnitudes que se miden directamente con un patrn de referencia se denominan fundamentales, y las que se miden a partir de las fundamentales se llaman derivadas. El volumen y la masa son propiedades fsicas generales, que no son caractersticas de un material porque varan con la cantidad de materia. Estas propiedades no nos permiten diferenciar un material de otro. La densidad e una propiedad fsica especfica que es propia de cada sustancia En algunos aparatos el lquido se mide adicionndolo en el interior de este, mientras que en otros como en el caso de las pipetas el liquido se mide llenndolo mediante succin (o vaco) con peras de caucho. Al medir un lquido con el uso de pipetas se debe tener la precaucin de que la punta inferior quede muy por debajo de la superficie del lquido, ya que de lo contrario absorber aire, el cual impulsara el liquido hasta hacer contacto con la boca o con la pera de caucho. Cuando se mide un lquido, la superficie de este generalmente adopta una curvatura denominada menisco, para efectos de una buena medicin la parte inferior del menisco debe quedar tangente a la seal de referencia, Fig. 1.

Fig. 1. Posicin de los ojos para medir volmenes

Tomado de http://www.angelfire.com/hi/odeon/Laboratorio_1.PDF

Descri pcin de la practic a

Medicin de masa y volumen para determinar densidad en lquidos y slidos,

17


Recursos a utilizar en la prctica (Equipos / instrumento s)

MATERIALES , EQUIPOS Y REACTIVOS

2 Probetas (25 y 100mL) 2 Pipetas (1 y 5mL) Vaso de precipitados 100mL Balanza Agua Etanol Glicerina ( u otro lquido ms denso que el agua) Hierro Zinc Plomo Metales conocidos en piezas pequeas

Software a utilizar en la practica

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/fluidos/estatica/aerometro/aerometro.htm#Medida%20de%20la%20densidad%20de%20un%20slido



RECOMENDACIN

Utilice una balanza digital si est disponible y revise la forma correcta de medir volmenes en las probetas.

Metodologa

CONOCIMIENTOS PREVIOS PARA EL DESARROLLO DE LA PRCT ICA. El estudiante debe conocer: el manejo del material bsico del laboratorio. las normas de seguridad y el reglamento de trabajo en el laboratorio. Ajustar una grfica por mnimos cuadrados y determinar la pendientes de una recta. Principio de Arqumedes (determinacin de densidades de slidos irregulares)

18


FORMA DE TRABAJO . En grupos colaborativos de mximo cuatro estudiantes. PROCEDIMIENTO.

PARTE I LQUIDOS

1. Pese una probeta limpia y seca en una balanza de precisin con aproximacin a 0.01g Registre la masa pesada.

2. Aada 5mL de agua usando una de las pipetas y vuelva a pesar la probeta (teniendo cuidado de no derramar el liquido por la parte exterior de las paredes). PRECAUCIN: Use siempre la misma pipeta para cada lquido con el fin de no contaminarlos entre s.

3. Repita el procedimiento incrementando el volumen en fracciones de 5mL cada vez hasta completar 25mL. Es necesario que a cada fraccin de volumen aadido, el conjunto sea pesado. El ltimo peso ser para el volumen de 25mL.

4. Vaci y limpie la probeta. Repita el procedimiento anterior con el etanol y la glicerina.

No olvide registrar cada uno de los pesos obtenidos.

5. Registre sus datos en una tabla como la siguiente para cada uno de los lquidos ensayados.

Tabla 2. Resultados obtenidos experimentalmente para lquido s

Lquido

Masa de la

Probeta vaca

(g)

Masa de la probeta +

liquido

(g)

Masa del lquido

(g)

Volumen del

lquido

(mL)

Relacin masa / volumen

(g/mL)

(Densidad )

Densidad promedio

6. Para cada lquido elabore en papel milimetrado una grfica: volumen (mL) vs. masa

19


(g) con el volumen en el eje de las X. Puede utilizar una sola grfica para los tres lquidos, indicando una codificacin (Ej. Color) para cada uno de ellos.

7. Tome para cada lquido los valores de masa hallados a partir de las grficas para

varios volmenes y halle sus densidades dividiendo la masa por el volumen correspondiente. Finalmente, para cada lquido halle su densidad promedio sumando las densidades () halladas y dividiendo por el nmero de densidades.

8. El tutor le entregar a cada grupo un lquido desconocido (uno de los utilizados en el

experimento). Tome 5 mL del lquido en una probeta graduada. Determine la densidad y comprela con la obtenida para los lquidos que se trabajaron. Grafique la relacin 5mL vs. Masa, para ver a cual de los lquidos corresponde.

PARTE II - SLIDOS

Se medir el volumen de varios slidos irregulares por desplazamiento de un volumen de agua tomado previamente.

1. Coloque 40mL de agua en una probeta graduada de 100mL. Registre el volumen de agua con precisin de 0,1mL

2. Pese la probeta con agua. Registre el peso. Deje la probeta en la balanza.

3. Con la probeta en la balanza agregue muestras del metal (de cada uno por separado) de tal forma que el volumen incremente en ms de 2 mL. Repita el procedimiento hasta completar cuatro pesadas y sus respectivos cuatro volmenes. Registre las masas y volmenes en la tabla 3, (figura 1).

4. Repita el procedimiento anterior para cada uno de los dems metales.

Diseo: LQ. Rodrguez, Johny 2009

Figura 2. Procedimiento para la determinacin de la densidad de un slido irregular

20


5. Registre sus datos en una tabla como la siguiente para cada uno de los slidos ensayados:

Tabla 3. Resultados obtenidos experimentalmente para slidos

Slido

Volumen del agua

(cm 3)

Masa probeta + agua

(g)

Volumen agua + metal

(cm 3)

Volumen del

metal

(cm 3)

Masa probeta + agua + metal

(g)

Masa del

metal

(g)

Masa/

Volumen

(g/ cm 3)

Densidad

Metal

Densidad promedio

Pendiente del grfico = (Y/X)

6. Grafique los resultados: volumen vs. masa, de la misma manera como hizo para los

lquidos. Haga un grfico para cada slido.

7. Determine la pendiente de cada una de las grficas de los slidos. Compare la pendiente del grfico de cada metal con la densidad promedio hallada por la relacin masa / volumen.

8. El tutor le entregar a cada grupo un metal desconocido (uno de los utilizados en el

experimento). Repita el procedimiento. Determine la densidad y comprela con la obtenida para algunos de los metales trabajados.

9. Grafique los resultados: volumen vs. masa, de la misma manera como hizo para los

lquidos. Haga un grfico para cada slido. 10. Determine la pendiente de cada una de las grficas de los slidos. Compare la

pendiente del grfico de cada metal con la densidad promedio hallada por la relacin masa / volumen.

21


11. El tutor le entregar a cada grupo un metal desconocido (uno de los utilizados en el

experimento). Repita el procedimiento. Determine la densidad y comprela con la obtenida para algunos de los metales trabajados.

CLCULOS

1. Busque las densidades tericas de las sustancias trabajadas, comprelas con la densidad promedio obtenida en la tabla y con la densidad experimental obtenida en la grfica (pendiente del grfico), para cada una de las sustancias ensayadas (lquidos y slidos). Aplique las formulas para hallar error absoluto y relativo.

2. Qu puede concluir de lo anterior, si se presenta una variacin muy amplia entre

los datos experimentales y los tericos?

LABORATORIO VIRTUAL (OPCIONAL)

Entre al siguiente link y realice la actividad para los metales, hierro y plomo.

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/fluidos/estatica/aerometro/aerometro.htm#Medida%20de%20la%20densidad%20de%20un%20slido.

Compare los resultados, con los obtenidos en el laboratorio

ANLISIS DE RESULTADOS :

Analizar los resultados obtenidos, haciendo observaciones de los diferentes pasos realizados, de los clculos y de comparaciones con los datos tericos.

PREGUNTAS

1. Qu representa la pendiente para cada lnea de las grficas? 2. Qu valor ser mejor para 10mL de cada lquido: la relacin masa / volumen o el

valor obtenido del grfico?

3. Cmo determinara la relacin masa / volumen de un slido que flote en el agua? 4. Investigue sobre otras propiedades fsicas especficas de la materia, nmbrelas.

CONCLUSIONES Qu conclusiones se derivan de esta prctica. RECOMENDACIN Utilice una balanza digital si est disponible y revise la forma correcta de medir volmenes en las probetas.

22








Informe o productos a entregar


Informe. Revisar anexo 2

respuestas a las preguntas (cuestionarios)

Rbrica de evaluacin del Infor me



objetivos (0)


(0,8)


(1,5) (1,5)


No presenta teora

(0)


(1,0)



(2,0)

(2,0)


flujo)



prctica (0)





(1,5)


No presenta grficos

(0)



(0.7)



(1,5)

(1,5)

5. No responde las Resolvi parcialmente Resolvi en su (2,0)

23


Cuestionarios

preguntas de los cuestionarios

(0)

los cuestionarios, o los resolvi de forma

incorrecta (1,0)

totalidad y correctamente los

cuestionarios (2,0)

6. Conclusiones.


estn mal elaboradas

(0)


(0.8)



(1,6)


(0)


(0.8)



(1,6)




TOTAL 11.7

Retroalimentacin

Dada por el tutor de laboratorio a los ocho das de entregado el informe.

PRACTICA No. 3 L EY DE CHARLES


Porcentaje de evaluacin 2.333% Horas de la practica dos Temticas de la prctica Comprobar la ley de Charles Intencionalidades formativas

PROPSITO

24


Comprobar experimentalmente la ley de Charles

OBJETIVO GENERAL

Observar el efecto del aumento de la temperatura sobre el volumen de un gas confinado en un recipiente, deduciendo la relacin grfica temperatura absoluta volumen a partir de los datos obtenidos.

METAS

Que el estudiante compruebe experimentalmente la relacin de proporcionalidad directa entre el Volumen y la Temperatura absoluta

COMPETENCIAS

Qu el estudiante adquiera habilidad de observacin, anlisis y deduccin.


En el ao 1987, Jacques Charles observ la relacin entre el volumen de un gas y su temperatura, en condiciones de presin constante. Encontr que cuando una muestra de gas se calienta, su volumen aumenta.

En trminos de la teora cintica esto significa que al aumentar la temperatura, la velocidad de las molculas aumenta y el volumen ocupado por el gas es mayor. La Ley de Charles se cumple si la temperatura se expresa en una escala absoluta. En resumen, la Ley de Charles enuncia la relacin de proporcionalidad directa entre el volumen de una muestra de gas y su temperatura absoluta, si la presin permanece constante.

Descri pcin de la practica

Se realiza el montaje mostrado en la figura 2. Para observar la relacin entre la temperatura y el volumen de un gas a presin y cantidad de moles contantes.



Soporte universal Aro Malla de asbesto

25


Vaso de precipitados de 250mL Vaso de precipitados de 500mL Termmetro de laboratorio. Mechero 2 Pinzas 2 Nueces Tubo con desprendimiento lateral Tapn de caucho para tubo de ensayo Manguera de caucho Probeta de 100mL Pipeta de 5mL


Gases Ideales

http://www.educaplus.org/gases/gasideal.html



Metodologa

CONOCIMIENTOS PREVIOS PARA EL DESARROLLO DE LA PRCT ICA. Teora sobre gases ideales y las leyes de los gases FORMA DE TRABAJO . En grupos colaborativos de mximo tres estudiantes. PROCEDIMIENTO.

1. Realice el siguiente montaje de la figura 2.

2. Llene en partes con agua el vaso de precipitados de 250 y a la mitad el de 500mL 3. Tape hermticamente el tubo de ensayo, verifique que no queden escapes en la

manguera de lo contrario el experimento no tendr resultados positivos

4. Llene una probeta de 100mL con agua casi hasta su totalidad, invirtala sobre el vaso de precipitados de 500mL, registre la cantidad de aire atrapado

26


5. Inicie el calentamiento, controle las variables: temperatura y volumen de aire en la

probeta.

6. Complete la tabla 5, con los datos que recoja.

7. Finalice la experiencia cuando llegue a temperatura constante (punto de ebullicin del agua).

Diseo: LQ. Rodrguez, Johny 2008

Figura 3. Montaje prctica 3

Tabla 4. Resultados experimentales obtenidos en la prctica 3

Lectura Temperatura Volumen de

aire en la probeta C K

1 2 n

PRECAUCIN El termmetro solo debe tocar el liquido (agua), de lo contrario la lectura de la temperatura ser errnea.

CLCULOS

1. Construya en un grfico que presente la relacin temperatura absoluta (K) vs. Volumen (cm3), con los datos de temperatura en el eje de las X.

27


2. Calcule por extrapolacin el volumen del gas a una temperatura de cero absoluto.

LABORATORIO VIRTUAL Realice la prctica virtual y compare con lo realizado en el laboratorio Procedimiento: 1. Abra la pgina

http://www.educaplus.org/play-118-Ley-de-Charles.html

2. Coloque el cursor en el extremo ms izquierdo (73,15K), deslice el cursor hacia la izquierda, aumentando de 40 en 40 K, hasta aproximadamente 380 K.

3. Haga clic en tabla de datos. Anote los datos de volumen. Realice un grfico con los

datos de T (K) vs V (cm3). Extrapole hasta 0 Kelvin. 4. Qu volumen se obtiene a 0 Kelvin? ANLISIS DE RESULTADOS :


PREGUNTAS

1. Por qu no se cumple la ley de Charles si la temperatura se expresa en (C)?

2. Existe el estado gaseoso en cero absoluto? Explique su respuesta 3. Cul es la temperatura de ebullicin del agua en su laboratorio (a nivel del mar es 100C) ? Si le da diferente a 100C, a qu se debe?

CONCLUSIONES Qu conclusiones se derivan de esta prctica.




Preinforme (antes de comenzar la prctica): los conceptos tericos y

28


procedimiento de las prcticas a desarrollar. Revisar anexo 2







Rbrica de evaluacin del Informe



objetivos (0)


(0,8)


(1,5) (1,5)


No presenta teora

(0)


(1,0)



(2,0)

(2,0)


flujo)



prctica (0)





(1,5)


No presenta grficos

(0)



(0.7)



(1,5)

(1,5)

5. Cuestionarios

No responde las preguntas de los

cuestionarios (0)

Resolvi parcialmente los cuestionarios, o

los resolvi de forma incorrecta

(1,0)


correctamente los cuestionarios

(2,0)

(2,0)

6. Conclusiones.


estn mal



correspondientes a (1,6)

29


elaboradas (0)

(0.8)

los objetivos (1,6)


(0)


(0.8)



(1,6)




TOTAL 11.7

Retroalimentacin


PRACTICA No. 4 S OLUCIONES


Porcentaje de evaluacin

2.333%

Horas de la practica dos Temticas de la prctica

Preparar soluciones de diferentes concentraciones

PROPSITO

Familiarizarse con la preparacin de soluciones de diferentes concentraciones

OBJETIVO GENERAL

Aprender a calcular y preparar soluciones y diluciones de diferentes concentraciones

30


METAS Que el estudiante comprenda las diferentes formas de expresar las concentraciones y cmo calcularlas.

COMPETENCIAS

Adquirir destreza en el manejo de materiales volumetricos del laboratorio para la preparacin de diferentes soluciones.

Adquirir habilidad de deduccin para comprender la diferncia entre las formas de expresar las concentraciones.


Las soluciones son mezclas homogneas de dos o ms componentes. El ser homogneas significa que las propiedades fsicas y qumicas son iguales en cualquier parte de la solucin. Adems, cuando se observa una solucin a simple vista solo se distingue una fase, sea lquida, slida o gaseosa.

Los componentes de la solucin se denominan soluto y solvente. Soluto es el componente que se disuelve. Solvente es el componente en el cual el soluto se disuelve. Distinguir en una solucin, cual es el soluto y el solvente, a veces se dificulta. Por regla general, el solvente es el componente cuyo estado de la materia es igual al de la solucin final. Por ejemplo, si mezclamos slidos y lquidos y la solucin resultante es slida, entonces el solvente es el slido. Cuando los componentes se encuentran en el mismo estado de la materia, el solvente ser el que se encuentra en mayor proporcin.

Las unidades de concentracin expresan la relacin de las cantidades de soluto y solvente que se tomaron para preparar la solucin. Las principales unidades de concentracin son: porcentaje en peso (o porcentaje en masa) % w/w; porcentaje en volumen, % v/v; porcentaje peso volumen; % p/v; concentracin molar o molaridad (M); concentracin molal o molalidad (m) y concentracin normal o normalidad (N).


En Esta prctica se preparan soluciones de diferente concentracin utilizando unidades de concentracin fsicas y qumicas.

Recursos a utilizar en la prct ica (Equipos / instrumentos )


Baln aforado de 50mL

31


Baln aforado de 100mL Baln aforado de 250mL Vaso de precipitados de 200mL Vaso de precipitados de 100mL Embudo Frasco lavador Pipeta 5mL Pipeta 10mL Pipeteador Esptula Agitador de vidrio Balanza NaCl (slido)


Video sobre preparacin de soluciones http://www.youtube.com/watch?v=ev3wTXmL-l8 (Enlace suministrado por la tutora Nira Daz del CEAD de Acacas).



Metodologa

CONOCIMIENTOS PREVIOS PARA EL DESARROLLO DE LA PRCT ICA.

Clculos para determinar concentracin de una solucin utilizando diferentes unidades.

Clculos para diluir una solucin.

FORMA DE TRABAJO . En grupos colaborativos de mximo tres estudiantes. PROCEDIMIENTO.

1. Preparacin de una solucin de NaCl en %p/p (peso/p eso)

El tutor indica el peso y la concentracin de la solucin que debe prepara cada

32


grupo.

Ejemplo. Preparar 100 g de una solucin al 10% p/p

En un vaso de precipitados seco tome 10g de NaCl. Retrelo de la balanza y agregue 90 g de agua (90 Ml). Homogenice con un agitador de vidrio. Registre sus observaciones. Por qu 90 g de agua son igual a 90 Ml de agua?

2. Preparacin de una solucin de NaCl en %p/v (peso- volumen)

El tutor indicael volumen y la concentracin de la solucin que debe prepara cada grupo.

Ejemplo. Preparar 100 mL de una solucin al 5% p/v

En un vaso de precipitados seco de 100mL pese 5g de NaCl. Retrelo de la balanza y agregue una cantidad de agua inferior a 50mL para disolver la sal. Traslade el contenido del vaso de precipitados a un baln aforado de 100mL ayudndose con un embudo y enjuagando con agua destilada y la ayuda de un frasco lavador. Complete con agua el volumen del baln aforado. Agite y tape la solucin. Registre sus observaciones.

3. Preparacin de una solucin Molar de NaCl

El tutor indica el volumen y la concentracin en Molaridad de la solucin que debe prepara cada grupo.

Ejemplo. Preparar 250 mL de una solucin al 2M

Calcular la masa de NaCl que se debe pesar. Pese en un vaso de precipitados la masa de NaCl necesaria para preparar 250 mL de una solucin 2M de NaCl. Agregue agua de tal forma que se disuelva preliminarmente la sal. Traslade el contenido del vaso de precipitados a un baln aforado de 250 mLy complete a volumen con agua destilada, en la misma forma que lo hizo en el apartado 2. Agite, tape el baln aforado y guarde la solucin para las dos prximas experiencias. Guarde la solucin preparada. Realice los clculos y registre sus observaciones.

4. Diluciones

33


Calcule el volumen que se debe tomar de la solucin anterior (punto 3) para preparar las siguientes soluciones y prepare alguna de las tres.: 50mL - 0.5M 100mL - 0.2M 250mL 0.1M Procedimiento: Tome el volumen calculado de la solucin del punto tres con una pipeta y trasldelo al baln aforado correspondiente al volumen a preparar (indicado por su tutor). Complete con agua el volumen del baln, tape, agite y conserve la solucin. Realice los clculos y registre sus observaciones.

5. Determinar concentracin de una solucin salina Tome una cpsula de porcelana limpia y seca, psela con precisin de 0,01g. Tome una alcuota (volumen) de 10mL de la solucin del punto 3, virtala en una cpsula de porcelana. Pese la cpsula con la solucin y evapore en bao de Mara hasta sequedad. Deje enfriar y vuelva a pesar. Registre sus observaciones. Nota: para la realizacin de los clculos, debe determinar Peso de la cpsula vacia: _______ g Peso de la cpsula + 10 mL de la solucin 2M : ________ g Peso de la solucin (Los 10 mL): _______ g Peso de la cpsula + el soluto (el residuo despus de la evaporacin): ______ g Peso del soluto: ______ g CLCULOS 1. Determine la cantidad terica de soluto que debe obtener en el punto 5, realice los

clculos de error absoluto y relativo, al comparar con el valor experimental.

2. Calcule la concentracin de la solucin del numeral cinco y exprsela en %p/v, %p/p, ppm, g/L, molaridad (mol/L), molalidad (mol/Kg), normalidad (equi/L), y XSoluto, XSolvente.

3. Calcule la masa de NaCl necesaria para preparar 200mL de una solucin 2.5M 4. Calcule el volumen que se debe tomar de una solucin 2.5M para preparar 100ml de

una solucin 1M

34


ANLISIS DE RESULTADOS :


PREGUNTAS

1. Cuando se prepara una solucin, en donde el solvente y el soluto son lquidos, se puede considerar el volumen total de la solucin como la suma de los volmenes del soluto y solvente?

2. Se pueden expresar las concentraciones de soluciones de gases en concentraciones

molares? Explique su respuesta 3. Qu puede inferir de la experiencia realizada?


PRECAUCIN:

Cuando se preparan soluciones lquidas deben conservarse bien tapadas para prevenir la evaporacin del solvente y as evitar el cambio de concentracin.

Sistema de Evaluaci n








35





Retroalimentaci n



objetivos (0)


(0,8)


(1,5) (1,5)


No presenta teora

(0)


(1,0)



(2,0)

(2,0)


flujo)



prctica (0)





(1,5)


No presenta grficos

(0)



(0.7)



(1,5)

(1,5)

5. Cuestionarios


cuestionarios (0)



(1,0)



(2,0)

(2,0)

6. Conclusiones.


estn mal elaboradas

(0)


(0.8)



(1,6)


(0)


(0.8)



(1,6)




TOTAL 11.7

36



PRACTICA No. 5 P ROPIEDADES COLIGATIVAS

Diseado por: M.A. Carlos A Lpez, con adaptaciones de Quim. Stella Daz Neira


Porcentaje de evaluacin 2.333% Horas de la practica 2 Temticas de la prctica Propiedades coligativas de las soluciones.

Intencionalidades formativas PROPSITO (s)

Medir la temperatura de ebullicin de un solvente y la temperatura de ebullicin de soluciones con diferente concentracin molar de soluto; verificando que al adicionar un soluto a un solvente, su temperatura de ebullicin aumenta.

OBJETIVO(s)

Los estudiantes verificarn experimentalmente una de las propiedades coligativas de las soluciones, el aumento en la temperatura de ebullicin ( aumento ebulloscpico) y determinarn la masa molar del soluto a partir de los datos recolectados durante la prctica.

META Comprobar la propiedad coligativa conocida como

37


aumento en la temperatura de ebullicin; al adicionar un soluto no voltil y molecular a un solvente, aumenta la temperatura de ebullicin Te, con respecto a la temperatura de ebullicin del solvente puro.

COMPETENCIA (s)

El estudiante desarrollar habilidades de anlisis, registro y procesamiento de datos experimentales.


Las sustancias empleadas como solvente experimentan un cambio en sus propiedades coligativas cuando son empleadas en la preparacin de una solucin; lo anterior debido a la presencia de molculas, iones tomos de soluto disueltos. As pues, el valor de estos cambios se encuentra directamente relacionado con la concentracin final de la solucin, no de su naturaleza.

Las propiedades coligativas (del latn colligare = unir, ligar) de una disolucin son aqullas que dependen de la concentracin de soluto y no de la naturaleza del mismo, y estn relacionadas con las fuerzas de interaccin o cohesin entre molculas dependiendo de la cantidad de soluto presente, y en concreto con la presin de vapor que ejerce la fase de vapor sobre la fase lquida en un recipiente cerrado (lnea de equilibrio de fases). Experimentalmente se constata que a medida que se aade soluto a un disolvente, se alteran algunas propiedades fsicas de la disolucin. La disolucin es capaz de ejercer una presin osmtica, disminuye la presin de vapor en solutos no voltiles, el punto de ebullicin es mayor (aumento ebulloscpico) y el de congelacin, en disoluciones diluidas, disminuye respecto a la del disolvente puro. (tomado de http://mural.uv.es/ferhue/2o/labter/Crioscopia_FHG.pdf) En resumen, los cuatro propiedades coligativas son:

Disminucin de la presin de vapor Disminucin del punto de congelacin, o descenso crioscpico (del griego kryos =

fro; skopein= examinar). Aumento del punto de ebullicin, o aumento ebulloscpico. Presin osmtica

38


Figura 1 - Comparacin del diagrama de fases de la sustancia pura (lnea azul) y su disolucin (lnea roja). tomada de mediateca.cl/500/540/apuntes1/soluc3.ppt Nota: Tf es el descenso crioscpico, o descenso del punto de fusin. Tb, o Te es el aumento ebulloscpico, o aumento de la temperatura de ebullicin (en ingls boilling, en espaol ebullicin) Tb = T de la solucin - T del solvente puro fp0 = punto de fusin del agua pura

fp = punto de fusin de la solucin

bp0 = punto de ebullicin del agua pura

bp = punto de ebullicin de la solucin

En la grfica se observa que el punto de ebullicin de la solucin es mayor que el punto de ebullicin del agua pura.

Te = Ke m

Donde, Te = aumento del punto de ebullicin

Ke = Constante ebulloscpica Te = T de la solucin - T del solvente puro

39


M = molalidad ( moles de soluto/ kilogramos de solvente) A continuacin se realiza una relacin de las propiedades coligativas de las soluciones: disminucin en la presin de vapor del solvente, aumento en la temperatura de ebullicin, disminucin en la temperatura de congelacin y disminucin de la presin osmtica.

Descripcin de la practica

Se determinar la temperatura de ebullicin de un solvente y de soluciones de concentracin conocida.

Recursos a utilizar en la prctica (Equipos / instr umentos)

MATERIALES, EQUIPOS Y REACTIVOS

- Baln de fondo plano de 100 ml

- Pipeta volumtrica de 1 ml

- Matraz aforado de 100 ml

- Balanza digital

- Termmetro electrnico

- Plancha de calentamiento.

- Esptula.

- Beaker de 100 ml

- Agitador.

- Cronmetro.



Utilizar los implementos de seguridad y leer en car ta de seguridad los riesgos y seguridad de los reactivos utilizados en el laborat orio.

Metodologa

CONOCIMIENTOS PREVIOS PARA EL DESARROLLO DE LA PRCTICA.

40


Definicin de solucin y componentes de una solucin Propiedades coligativas de las soluciones FORMA DE TRABAJO. En grupos colaborativos de mximo cuatro estudiantes. PROCEDIMIENTO.

Conocimiento previo para el desarrollo de la prctica.

- Definicin de solucin y componentes de una solucin - Propiedades coligativas de las soluciones

Forma de trabajo:

En grupos colaborativos de mximo cuatro estudiantes.

Procedimiento:

Realice los respectivos clculos para la preparacin de 5 soluciones acuosas de sacarosa con las siguientes concentraciones y volumen:

Solucin 1: 0,2 M y 100ml Solucin 2: 0,4 M y 100ml Solucin 3: 0,6 M y 100ml Solucin 4: 0,8 M y 100ml Solucin 5: 1,0 M y 100ml

1. Segn la orientacin del tutor cada grupo colaborativo preparar una de las soluciones para las cuales realiz los anteriores clculos. Siga el protocolo establecido en la prctica 4 Soluciones para su preparacin.

2. Uno de los grupos de laboratorio rotular, con la palabra control, un baln de fondo plano y dispondr en l 100ml de agua del grifo.

3. Los dems grupos rotularn el baln de fondo plano y dispondrn en l la solucin que han preparado.

4. Conecte la plancha de calentamiento y ajstela a una temperatura cercana a los 150 oC.

5. Prepare su cronmetro y pngalo a correr al dar inicio al calentamiento de la solucin a cargo de su grupo.

6. Registre el tiempo en minutos que la solucin a su cargo necesito para alcanzar la ebullicin.

7. Determine la temperatura de ebullicin de la solucin. 8. El grupo al cual se le encarg la muestra control realizar igual procedimiento

determinando tiempo en minutos que la muestra a su cargo necesito para alcanzar la ebullicin.

9. Determine la temperatura de ebullicin de la muestra control.

41


Registre los datos generados en la experiencia en tablas como las siguientes:

Tabla 5. Resultados experimentales prctica 5

A Tiempo

(s) Temperatura

Agua (C)

Temperatura solucin Agua - Sacarosa

(C)

:

B Concentracin

Molar W (g)

Sacarosa Tiempo total en

llegar a Ebullicin (s)

Temperatura Ebullicin (oC)

0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

CLCULOS I. Determinar la masa molar de la Sacarosa. 1. En primera instancia se mide el punto de ebullicin del solvente (Agua) puro. Luego, se disuelve una determinada masa de Sacarosa en una determinada cantidad de Agua. 2. Experimentalmente se mide el punto de ebullicin de la solucin formada. 3. Sabiendo que la constante ebulloscpica del agua Ke es 0.52C/m, a partir del valor experimental hallado para Te se calcular m (molalidad). Por definicin, molalidad es: m = moles de soluto / Kg de solvente, Si. g2 = masa de soluto (sacarosa). g1 = masa de solvente (agua). M2 = masa molar del soluto (sacarosa).

42


La anterior igualdad se puede expresar como sigue: m = 1000 x g2 g1 x M2 despejando M2, queda:

M2 = (1000 x g2) / (m x g1) Dado que g2, g1 y m se conocen, se puede calcular M2 (masa molar del soluto) Masa de agua (g1) ____________ Masa de sacarosa (g2) _______________ Temperatura de ebullicin del agua (T0e) ______________ Temperatura de ebullicin de la solucin (Te) ____________________ Aumento del punto de ebullicin Te = (T

0e Te) __________________

Molalidad de la solucin m = (Te / Ke) ______________________ Masa molar de la sacarosa = 1000 x g2 / m x g1 = ________________ Error absoluto = _______________________ Error relativo porcentual = (Error absoluto) x 100 = ______________ II. Grficas 1. Grafique las curvas de calentamiento del Agua y de la solucin (temperatura vs.

tiempo). T (eje Y), t (eje X) Las dos curvas en la misma grfica utilizando diferente color.

2. Grafique Temperatura de ebullicin en oC vs Concentracin de la solucin en M. 3. Grafique Temperatura de ebullicin en oC vs Concentracin de la solucin en M. 4. Tiempo en segundos vs Concentracin de la solucin en M.

NOTA: Las grficas deben acompaarse con su correspondiente tabla de resultados

ANLISIS DE RESULTADOS:

Analizar los resultados obtenidos, haciendo observaciones de los diferentes pasos realizados, de los clculos, de las grficas y de comparacin con los datos tericos.

PREGUNTAS

1. Mencionar otro mtodo similar al empleado en la prctica que permita determinar la masa molar de un soluto en solucin diluida. Ampliar y explicar.

43


2. Resolver el siguiente ejercicio. Cuando se disuelve 15,0 g de etanol (CH3CH2OH) en 750 g de cido frmico, el punto de congelamiento de la solucin es 7,20C. Sabiendo que el punto de congelamiento del cido frmico es 8,40C, calcular Kc para el cido frmico.

Rta: 2,76 C/m 3. Resolver el siguiente ejercicio.

Cul es el punto de ebullicin normal de una solucin de sacarosa C12H22O11, 1,25 m sabiendo que Ke del agua pura es 0,512 C/mol?

Rta: 100,64C 4. Resolver el siguiente ejercicio. Calcular la masa molecular de un soluto desconocido, a partir de los siguientes datos: - Solucin que contiene 0.85 g de un soluto desconocido en 100 g de Benceno. - Punto de solidificacin de la anterior solucin = 5.16C - Punto de fusin del benceno puro= 5.5C - Constante Crioscpica del benceno = 5.12C-Kg/mol

Rta: 128.8g/mol

CONCLUSIONES Qu conclusiones se derivan de esta prctica. Sistema de Evaluacin










44



Se utiliza la misma rbrica colocada en la prctica 2

tem Valoracin baja Valoracin media Valoracin alta Puntaje Mximo


objetivos (0)


(0,8)


(1,5) (1,5)


No presenta teora

(0)


(1,0)


conceptos para realizar el

informe (2,0)

(2,0)


flujo)



prctica (0)



Presenta el procedimiento para cada una de las partes.

(1,5)

(1,5)


No presenta grficos

(0)



(0.7)



(1,5)

(1,5)

5. Cuestionarios


cuestionarios (0)



(1,0)


correctamente los

cuestionarios (2,0)

(2,0)

6. Conclusiones.


estn mal elaboradas

(0)


(0.8)


correspondientes a los objetivos

(1,6)

(1,6)


(0)


(0.8)


suficientes para un buen informe

(1,6)

(1,6)



Buena

presentacin (0.3)

(3.0)

TOTAL 11.7

45


Retroalimentacin


PRACTICA No. 6 C ARACTERIZACIN DE CIDOS Y BASES . MEDICIONES DE pH

Tipo de practica

Presencial X Autodirigida Remota Otra Cul

Porcentaje de evaluacin 2.333% Horas de la practica dos Temticas de la prctica Intencionalidades formativas

PROPSITO

Qu los estudiantes apliquen los conocimientos sobre pH y sobre cido y base y puedan diferenciarlos y determinarlos utilizando diferentes soluciones indicadoras, equipos y materiales

OBJETIVO GENERAL

Caracterizar soluciones como cidas o bsicas utilizando un indicador cido-bsico, estimando su pH.

METAS Que los estudiantes comprendan la diferencia entre soluciones cidas y bsicas y asociarlas con los electrolitos fuertes y dbiles.

COMPETENCIAS

Adquirir habilidad de anlisis e interpretacin de diferentes tipos de cidos y bases

46



La teora de Brnsted - Lowry define los cidos como las sustancias que donan iones hidronios, H30

+ (protones) y las bases como las sustancias que reciben iones hidronios. De esta manera, solo existe el cido, si la base est presente y viceversa.

MARCO REFERENCIAL

Segn la teora de Brnsted - Lowry la ecuacin general para una reaccin cido base, se puede escribir as:

HA + H2O H3O+ + A-

cido I Base II cido II Base I

En esta ecuacin A- es la base conjugada de HA. Por otro lado H30+ es el cido

conjugado de H2O.

Los cidos y bases se clasifican en fuertes y dbiles . Los cidos y bases fuertes son aquellas sustancias que se disocian (ionizan) totalmente. Para los cidos fuertes, la concentracin de iones hidronios es muy grande.

Los cidos y bases dbiles son las sustancias que en soluciones acuosas se disocian (ionizan) parcialmente. Para los cidos dbiles la concentracin de iones hidronios (H3O

+) es muy pequea. Un cido de Brnsted-Lowry donar iones hidronios (H3O

+) a cualquier base cuyo cido conjugado sea ms dbil que el cido donante.

Se define el pH como el logaritmo decimal negativo de la concentracin de los iones hidronios.

pH = - log [H3O+]

Las soluciones acuosas de cidos tienen un pH < 7 y las soluciones bsicas un pH > 7 y las soluciones neutras pH = 7

47


Un indicador cido-bsico es un cido dbil que cambia de color cuando pierde iones hidronios. Por ejemplo, la fenolftalena, que representaremos como HPhth, es un indicador que cambia de incolora (en medio cido) a rosado intenso (en medio bsico).

HPhth + OH- Phth- + H2O

Incoloro Rosado

En una solucin neutra las dos formas de la fenolftalena HPhth (incolora) y Phth-

(rosada) se encuentran en equilibrio y predomina la incolora. El pH en el cual un indicador cambia de color depende de su fuerza cida.

En esta experiencia se pretende observar el comportamiento de los cidos, bases, y productos caseros, utilizando una serie de indicadores.

El cambio de color ser la evidencia de la presencia de un medio cido o bsico. Para medir el valor exacto del pH de una solucin o producto, se utiliza un pH-metro.

INVESTIGAR sobre:

- Qu es pH y pOH, como se relacionan - Electrolitos fuertes y dbiles - Clculos de pH de cidos y bases fuertes y cidos y bases dbiles.


Determinar pH a diferentes soluciones, algunos reactivos cidos y bases y otras soluciones caseras.

Recursos a utilizar en la prctica (Equipo s / instrumentos )


20 tubos de ensayos Gradilla Frasco lavador pH metro (opcional) cido clorhdrico (HCl) 0,1 M cido actico (CH3C00H) 0,1 M Amoniaco (NH3) 0.1 M Hidrxido de sodio (Na0H) 0.1 M Agua destilada

INDICADORES

48


Rojo de metilo Azul de bromotimol Fenolftalena Azul de timol Papel indicador universal

Materiales caseros (Uno por cada grupo)

Jugo de limn Vinagre Caf Leche Aspirina o alka-seltzer Anticido (leche de Magnsia) Gaseosa Blanqueador Otros


No se emplea


PRECAUCIONES Cumpla las normas de seguridad cuando trabaje con cidos y bases. No inhale el amoniaco.


Metodologa

CONOCIMIENTOS PREVIOS PARA EL DESARROLLO DE LA PRCT ICA. Teora sobre cidos, bases, qu es pH, cmo se calcula. Diferenciar electrolitos fuertes y electrolitos dbiles. Diferenciar cidos fuertes y cidos dbiles

FORMA DE TRABAJO .

49


En grupos colaborativos de mximo tres estudiantes. PROCEDIMIENTO.

1. En cinco tubos de ensayos limpios y marcados vierta por separado 2mL de cada una de las siguientes soluciones: cido clorhdrico 0.1 M; cido actico 0.1 M; amoniaco 0.1 M, hidrxido de sodio 0,1; agua destilada.

2. Agregue una gota de rojo de metilo a cada uno de los 5 tubos de ensayo. Agite.

Registre el color final de la solucin y estime el pH de la solucin. 3. Repite para nuevas muestras de solucin los procedimientos anteriores para cada

uno de los indicadores. 4. Utilice cada uno de los indicadores para estimar el pH de cada una de las sustancias

de uso domiciliario; para ello tenga en cuenta la siguiente tabla en la que se da una lista de algunos indicadores cidos bsicos y el intervalo de pH en el cual cambia de color.

Tabla 6. Valor de pH de cambio de color de algunos indicadores.

Indicador Color 1 Color 2 Intervalo de cambio

de color (pH)

Azul de timol

(Primer cambio) Rojo Amarillo 1,2 - 2,8

Azul de timol

(Segundo cambio) Amarillo Azul 8,0 - 9,6

Azul de bromofenol Amarillo Azul 3,1 - 4,4

Rojo de clorofenol Amarillo Rojo 4,8 - 6,4

Rojo de cresol Amarillo Rojo 7,2 - 3,8

Fenolftalena Incoloro Rojo 8,3 10

Alizarina amarilla Amarillo Rojo 10 12,1

Anaranjado de metilo Rojo Amarillo 3,1 4,4

Rojo de metilo Rojo Amarillo 4, 2 6,3

50


Azul de bromotimol Amarillo Azul 6 7,6

5. Compruebe el pH de todas las soluciones utilizando el pH-metro (OPCIONAL)

RESULTADOS

1. Registre sus datos en tablas similares a las nmeros 7 y 8.

Tabla 7. Reacciones con soluciones estndar

Solucin

pH utilizando Indicador pH Rojo de

metilo

Fenolfta lena

Azul de Bromoti

mol

Azul de timol

Estimado

Papel indicador universal

pHmetro(OPCION

AL) HCl

0.1 M

cido actico

0.1M

Amoniaco 0.1M

Hidrxido de sodio

0.1M

Agua destilada

Tabla 8. Reacciones con soluciones caseras

Solucin

casera

pH utilizando Indicador pH medido Rojo de

metilo

Fenolftalena

Azul de Bromotimol

Azul de

timol

Estimado

Papel indicador universal

pHmetro (OPCIONAL)

51


2. Compare el pH del cido clorhdrico y el del cido actico y compare el pH del

amoniaco con el del hidrxido de sodio 3. Compare el valor del pH de las diferentes soluciones caseras ANLISIS DE RESULTADOS :


PREGUNTAS

1. Explique la diferencia del valor del pH entre el cido clorhdrico y el cido actico, entre el amoniaco y el hidrxido de sodio y entre las soluciones caseras. Qu puede concluir?

2. De los reactivos registrados en la tabla 7 identifique los cidos y bases fuertes, por qu reciben ese nombre?

3. Clasifique las soluciones de la tabla 8 en cidos o bases fuertes dbiles o neutras

4. Calcule el pH de la solucin de HCl 0,1 M (cido fuerte)

5. Calcule el pH de la solucin 0,1M de cido actico (Ka = 1,8x10-5)

6. Calcule el pH de la solucin de NaOH 0.1 M (base fuerte)

7. Calcule el pH de la solucin de NH4OH 0.1 M (Ka = 1,75x 10-5)





Preinforme (antes de comenzar la prctica): los conceptos tericos y

52


procedimiento de las prcticas a desarrollar. Revisar anexo 2










objetivos (0)


(0,8)


(1,5) (1,5)


No presenta teora

(0)


(1,0)



(2,0)

(2,0)


flujo)



prctica (0)





(1,5)


No presenta grficos

(0)

Solo presenta grficos

incompletos o sin ceirse a las instrucciones

(0.7)



(1,5)

(1,5)

5. Cuestionarios


cuestionarios (0)

Resolvi parcialmente

los cuestionarios, o los resolvi de

forma incorrecta

(1,0)



(2,0)

(2,0)

6. Conclusiones.



Presenta las conclusiones (1,6)

53


estn mal elaboradas

(0)

(0.8)



(0)


(0.8)



(1,6)




TOTAL 11.7

Retroal imentacin


PRACTICA No. 7. R EACCIONES Y ECUACIONES QUMICAS

Tipo de practica

Presencial X Autodirigida Remota Otra Cul

Porcentaje de evaluacin 2.333% Horas de la practica dos Temticas de la prctica Intencionalidades formativas

PROPSITOS

Reconocer cuando se produce una reaccin qumica

Escribir correctamente una ecuacin qumica

Observar diferentes clases de reacciones qumicas

54


OBJETIVO GENERAL

Identificar diferentes tipos de reacciones qumicas.

METAS

Observar evidencias que indiquen que se realiz una reaccin qumica.

Diferenciar los tipos de reacciones que se producen

Adquirir habilidades de observacin y anlisis

COMPETENCIAS

Los estudiantes deben poder identificar, interpretar y argumentar sobre las reacciones qumicas.


Investigar en el mdulo y en otros textos sobre: - La ecuacin qumica, - Las reacciones qumicas, su clasificacin y ejemplos de ellas. - Enumere evidencias que indiquen que se ha llevado a cabo una reaccin qumica. - Cmo se determina el nmero de oxidacin de los elementos que forman los compuestos. Qu es Reduccin, Oxidacin, Agente oxidante y Agente reductor. Descri pcin de la practica

Realizar diferentes reacciones qumicas, observar y analizar los cambios presentados.



Vasos de precipitado de 50 ml y 100 ml Tubos de ensayo Agitador de vidrio

55


Oxido de Calcio Hidrxido de Bario Nitrato de Amonio Solucin de Yoduro de Potasio (KI) Solucin de Acetato de Plomo (CH3COOH) Solucin de Sulfato de cobre (Cu(SO4)2 ) Acido sulfrico concentrado (H2SO4) Granallas de Zinc Carbonato de Calcio (CaCO3) Acido Clorhdrico concentrado (HCl)


No se emplea


Utilizar los implementos de seguridad y leer en carta de seguridad los riesgos y seguridad que se debe tener para manejar los reactivos utilizados en el laboratorio.

PRECAUCIN

El nitrato de amonio debe estar alejado del fuego y de fuentes de calor porque es un agente oxidante muy poderoso.

Metodologa

CONOCIMIENTOS PREVIOS PARA EL DESARROLLO DE LA PRCT ICA. Teora sobre clasificacin de las reacciones qumicas Conocimiento de una ecuacin qumica Conocimiento sobre nmero de oxidacin, Reduccin y Oxidacin.

FORMA DE TRABAJO . En grupos colaborativos de mximo tres estudiantes. PROCEDIMIENTO.

1. Observar cuidadosamente cada una de las reacciones que se describen a continuacin.

2. Escribir la ecuacin qumica balanceada, clasificar la reaccin y determinar si

hay o no transferencia de electrones.

56


Reaccin 1

1. Anote la temperatura ambiental 2. Coloque en un tubo de ensayo oxido de calcio (aproximadamente 1,0g) 3. Aada un 1mL de agua y tome la temperatura 4. Agite con cuidado (evite romper el termmetro) 5. Observe y registre sus observaciones

CaO + H2O ?

Reaccin 2

1. Coloque en un beaker de 100 ml 1,0g de Hidrxido de Bario agregue 5mL de H2O, agite con una varilla para disolver el hidrxido.

2. Tome la temperatura ambiental y la de la solucin. 3. Agregue 1,0g Nitrato de Amonio agite. 4. Tome de nuevo la temperatura. 5. Observe y registre sus observaciones

Ba(OH)2 + NH4NO3 ?

Reaccin 3

1. En un tubo de ensayo tomar 2mL de agua, luego agregue 0.5g de acetato de plomo, agite. Observe el color de la solucin.

2. En otro tubo de ensayo prepare, siguiendo la misma tcnica, una solucin

de yoduro de potasio. Tome 2mL de agua, luego agregue 0.5 de yoduro de potasio. Observe el color de la solucin.

3. Vierta el contenido de ambos tubos en un vaso de precipitados de 50mL 4. Observe y registre sus observaciones

(CH3COO)2Pb + KI ?

Reaccin 4

1. En un vaso de precipitados de 100 mLcolocar de 5mL de una solucin de sulfato de cobre

2. Acidular la solucin con 6 gotas de cido sulfrico concentrado 3. Adicionar al vaso una granalla o una lmina de zinc 4. Deje reposar 5. Observe y registre sus observaciones

CuSO4 + Zn + H2SO4 --?

57

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE

Guia_componente_practico_Quimica_General_2015.pdf laboratorioss.pdf

Documents

Transcript of Guia_componente_practico_Quimica_General_2015.pdf laboratorioss.pdf