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FORMATO GUIAS DE PRÁCTICA BASICAS - QUIMICA
Código de registro: RE-10-LAB-018-001 Versión 1.0
UNIVERSIDAD DEL VALLE
LABORATORIO DE FISICOQUIMICA
Práctica No. 1
PRESIÓN ATMOSFÉRICA
1. CONOCIMIENTO TEORICO REQUERIDO.- Los datos y constantes fisicoquímicas más importante son: la temperatura del medio ambiente, presión
atmosférica, humedad relativa, el punto de ebullición del agua y la altura sobre el nivel del mar, punto de
fusión, ebullición y constantes críticas de una sustancia.
La presión se define como una fuerza que actúa perpendicularmente sobre una determinada superficie o
área. La unidad de presión en SI es el pascal (Pa), donde la fuerza se expresa en Newton (N) y el área
en m2.
La presión atmosférica es la presión que ejerce el aire sobre la superficie terrestre. Torricelli demostró
que la presión atmosférica, resiste a una columna de mercurio cuya altura mide esta presión.
2. COMPETENCIAS.- Determinar la presión atmosférica mediante el punto de ebullición de un líquido puro como el agua
destilada, etanol, éter dietílico, cloroformo y sulfuro de carbono.
3. MATERIALES, REACTIVOS Y EQUIPOS.-
Cronómetro
Hornalla
Probeta
Vaso de precipitado
Termómetro
Pizeta
Etanol
Cloroformo
Aceite comestible
4. TECNICA Ó PROCEDIMIENTO.- Para poder obtener el punto de ebullición del agua, inicialmente se midió en un vaso de precipitado 50 ml de líquido midiendo la temperatura ambiente del mismo, para luego llevarlo a la hornalla e iniciar la toma de datos con respecto al incremento de temperatura hasta que alcance su punto de ebullición, los datos serán levantados cada dos minutos.
5. TIEMPO DE DURACION DE LA PRACTICA.- Aproximadamente 90 minutos.
6. MEDICIÓN, CALCULOS Y GRAFICOS.- Con la información recopilada experimentalmente, y haciendo uso de las tablas de presión
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de vapor de los líquidos estudiados, se procederá a calcular la presión atmosférica con cada
uno de los líquidos y por consiguiente la presión atmosférica en Cochabamba.
Según datos de ASANA el dato de la presión atmosférica es la siguiente:
Patm= ……….. h Pa
P = ………. mm Hg
Las tablas de las prácticas experimentales son las siguientes:
AGUA DESTILADA
El agua destilada tiene un punto de ebullición de ……. °C en Cochabamba. La tabla de
datos es la siguiente:
Según tablas y con los datos reunidos obtenemos la siguiente presión atmosférica con el
agua destilada:
P = ………… mm Hg
CLOROFORMO
El cloroformo tiene un punto de ebullición de ….. °C en Cochabamba. Su tabla es la
siguiente:
tiempo
(min)
TempºC
pVapor
0
2
ETER DI ETÍLICO.
El punto de ebullición del eter etílico en Cochabamba es de ….. ° C y su tabla es la
siguiente:
tiempo
(min)
temp ºC
pVapor
0
tiempo
(min)
Temp
pVapor
0
2
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Según tablas y con los datos reunidos obtenemos la siguiente presión atmosférica con el
éter dietílico:
P = ………… mm Hg
Determine la viscosidad de un líquido a partir de la viscosidad del agua y densidades del
agua y del líquido problema.
7. CUESTIONARIO.-
1.- Cómo varía la presión atmosférica con respecto a la altura sobre el nivel del mar. Graficar altura
versus presión atmosférica, y altura versus ln presión atmosférica, en papel milimetrado.
2.- Con base a la ecuación siguiente, dada por el texto Fisicoquímica de Castellán, calcular la presión
atmosférica a 2550 metros sobre el nivel del mar.
Ln p – ln po = - M g z / RT
3.- A qué altura sobre el nivel del mar, la presión atmosférica es prácticamente igual a cero.
4.- Qué es la humedad relativa.
5.- Cómo se determina la “humedad relativa” en laboratorio.
6.- A 60 oC, la presión de vapor de equilibrio del agua es 0.197 atm. ¿Qué volumen ocupa una mezcla de
aire húmedo a 60 oC si la humedad relativa es del 100 %. Y qué fracción del agua se condensará si la
presión total de la mezcla aumenta isotérmicamente hasta 200 atm. (Problema 2.11 Castellan)
8. BIBLIOGRAFIA:
Fisicoquímica Autor: Urquiza
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LABORATORIO DE FISICOQUIMICA
Práctica No. 2
DENSIDAD Y PESO MOLECULAR POR DUMAS
1. CONOCIMIENTO TEORICO REQUERIDO.-
Los gases se expanden libremente hasta llenar el recipiente que los contiene, y su
densidad es mucho menor que la de los líquidos y sólidos.
Dumas demostró que la masa molecular de ciertos compuestos orgánicos es directamente
proporcional a la densidad del vapor del compuesto y, a partir de este principio, ideó un
valioso método para determinar las masas moleculares, especialmente de gases y líquidos
con puntos de ebullición bajos.
2. COMPETENCIAS.- El método de Dumas consiste en determinar la densidad del vapor de un líquido
volátil, pesando directamente un volumen del gas a una temperatura, presión y
volumen determinado.
3. MATERIALES, REACTIVOS Y EQUIPOS.- Anillos (1)
Bulbos de Dumas (2)
Lima (1)
Mecheros (2)
Pesa filtros (2)
Pinzas para bureta (1)
Pinzas para crisol (1)
Pinzas rectas (1)
Porta –bulbo (1)
Probeta de 25ml(1)
Soporte (1)
Tela de alambre con asbesto (2)
Termómetro de 0-110 ºc (1)
Hornilla
Vasos de precipitados
Agua destilada
Tetracloruro de carbono
4. TECNICA Ó PROCEDIMIENTO.-
Primero se pesa un bulbo de Dumas abierto al aire, se lleva con vapor de una sustancia pura a
temperatura y presión conocidas, se sella, se pesa y finalmente, se pesa el bulbo llena con
agua: De los datos obtenidos se conoce el volumen del vapor.
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Limpie y seque cuidadosamente el bulbo de Dumas. Para secar la parte interna del bulbo,
caliéntelo con agua hirviendo o con la llama amarrilla del mechero. Asegurase de que el bulbo
termine en tubo capilar de 1mm de diámetro y 1 o 2 cm de largo.
5. TIEMPO DE DURACION DE LA PRACTICA.- 90 minutos aproximadamente 6. MEDICIÓN, CALCULOS Y GRAFICOS.- DENSIDAD DE GASES Y PESO MOLECULAR (Método de Dumas)
PRACTICA EXPERIMENTAL GRUPO 1
PESO DEL BALON + TAPON + CAPILAR + AIRE ……… g
PESO DEL AIRE EN EL BALON ………. g
PESO DEL BALON + TAPON +CAPILAR + GAS DEL
LIQUIDO
………. g
PESO DEL BALON + TAPON + CAPILAR ……….. g
PESO DEL GAS DESCONOCIDO ……….. g
VOLUMEN BALON ………… cm3
TEMPERATURA DE VAPORIZACION (aceite) …….ºC+273,15=……….K
TEMPERATURA AMBIENTAL …..ºC+273,15=……….. K
PRESION ATMOSFERICA ………….mmHg
PESO MOLECULAR DEL GAS ………….. g/ml
DENSIDAD DEL GAS ………… g/L
7. CUESTIONARIO.- .- ¿Cuáles son los errores experimentales en la práctica?
2.- ¿Cómo se podrán corregir los posibles factores que producen el error experimental?
3.- ¿Cómo se determina el peso molecular exacto de una sustancia?
4.- Por que el peso molecular experimental tiene generalmente valor más alto que el peso molecular
teórico.
5.- Un matraz abierto al aire pesó 24.173 g. El matraz se lleno con el vapor de un líquido orgánico y se
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selló a la presión atmosférica a 100
oC. A temperatura ambiente, el matraz pesó 25.002 g. Entonces, el
matraz se abrió y se lleno con agua a temperatura ambiente, después de lo cual pesó 176 g. La presión
atmosférica es 725 Torr Todas las pesadas se hicieron a temperatura ambiente de 25 oC. Cuál es el
peso molecular del líquido orgánico volátil?
6. Se determinó el peso molecular del éter dietílico por el método de Meyer, se obtuvieron los siguientes
resultados:
Peso del éter = 0.1023 g
Volumen del aire desplazado = 35.33 mL
Temperatura =32.5 oC
Presión atmosférica = 743.95 Torr
Con estos datos calcular el peso molecular del éter.
7. Un cierto gas tiene las siguientes densidades a 300 K
Presión atm 0.400 0.800 1.000
Densidad g/L 1.512 3.088 3.900
A partir de estos datos calcular el peso molecular del gas con la mayor aproximación posible.
8. El peso molecular del ozono fue determinado experimentalmente habiéndose obtenido los siguientes
datos:
Temperatura= 28.2 ºC
Peso de la ampolla llena de ozono = 6.7624 g
Peso de la ampolla vacía = 6.5998 g
Presión del ozono en la ampolla = 274.4 torr
Volumen de la ampolla = 235.67 mL
A partir de estos datos calcular el peso molecular del ozono.
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LABORATORIO DE FISICOQUIMICA
Práctica No. 3
PESO MOLECULAR POR MÉTODO CRIOSCOPICO
1. CONOCIMIENTO TEORICO REQUERIDO.- Se aplica utilizando las propiedades coligativas de las soluciones. Utilizando solutos no iónicos y no volátiles disueltos en un solvente polar o no polar en el cuál se disuelva; se deben conocer las propiedades fisicoquímicas del disolvente como el punto de fusión y la constante crioscópica
2. COMPETENCIAS.- En la practica se realizará la determinación del peso molecular de una
sustancia desconocida como el anticongelante Prestone, en base a las propiedades
coligativas de las soluciones.
3. MATERIALES, REACTIVOS Y EQUIPOS.- Vaso pequeño
Vaso de 600 ml
Varilla termómetro
Cronometro
Balanza
Vidrio de reloj
Espátula
Pipeta
Probeta
Sal
Prestone.
4. TECNICA Ó PROCEDIMIENTO.-
Se prepara la mezcla de refrigerante con hielo machacado y luego
saturando con exceso de sal común (NaCl), en el vaso de precipitado
grande.
En un vaso pequeño se colocan 50 gramos de agua, siendo la densidad del
agua 1 g/cm3 equivalentes a 50 cm3 de H2O destilada, luego y se
añaden 5 g de la muestra de Prestone
Se introduce el vaso con la muestra en el vaso refrigerante y se inicia
el proceso de congelación desarrollando un diagrama de tiempos en minutos
versus temperatura de la muestra hasta alcanzar la congelación de la solución
con prestone Se finaliza el proceso cuando la temperatura se mantiene constante.
5. TIEMPO DE DURACION DE LA PRACTICA.-
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90 minutos aproximadamente 6. MEDICIÓN, CALCULOS Y GRAFICOS.- Con las ecuaciones correspondientes encontrar el valor del incremento de la temperatura.
Mediante la ecuación correspondiente calcular el peso molecular basándose en las
propiedades coligativas que incluyen el peso molecular.
7. CUESTIONARIO.-
1. Determinar el porcentaje error experimental. A que factores se atribuyen el error
experimental.
2. Una solución compuesta de 10 g de soluto orgánico no volátil en 100 g de éter dietílico tiene
una presión de vapor de 426.0 mm a 20 °C. Si la presión de vapor del éter puro es de 442.2
mm a la misma temperatura. ¿Cuál es el peso molecular del soluto?
3. Si 30 g de difenilo se disuelven en 250 g de benceno. ¿Cuál será el punto de ebullición
resultante bajo la presión atmosférica?
4. Una solución contiene 5 g de un soluto orgánico por 25.00 g de CCl4 y hierve a 81.5 °C a la
presión atmosférica. ¿Cuál es el peso molecular del soluto?
Con los datos de la tabla calcular el calor molar de vaporización del alcohol etilico
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Práctica No. 4
TERMODINÁMICA - CALORIMETRIA
1. CONOCIMIENTO TEORICO REQUERIDO.-
El incremento de calor en un cambio físico o químico se evalúa en un calorímetro.
Antes de realizar cualquier experimento en un calorímetro, debe determinarse la constante del calorímetro, que es la cantidad de calorías que se invierte en calentar el calorímetro, para una masa fija de agua y por aumento de 1°C en la temperatura.
La termoquímica estudia los cambios de calor que acompañan a las reacciones.
Estas son endotérmicas si absorben calor, o exotérmicas si desprenden calor.
2. COMPETENCIAS.- Determinar la constante del calorímetro.
Determinar el calor de reacción en una reacción acido-base realizada en el calorímetro.
3. MATERIALES, REACTIVOS Y EQUIPOS.- Calorímetro
Termómetro
Matraz aforado
Vaso de precipitado
Varilla
Hornilla
Hidróxido de sodio
Acido sulfúrico
Etanol.
4.TECNICA Ó PROCEDIMIENTO.-
El cambio de entalpía ocurrido en la reacción directa es exactamente opuesto a la reacción inversa. Este efecto térmico es el mismo, sin importar si la reacción ocurre o en una o varias etapas. La magnitud del cambio depende de la constitución, el estado físico de reactivos y productos.
Los cambios térmicos pueden ocurrir a presión constante o a volumen constante:
H = q y U = q
Donde H representa cambio de entalpía, y U cambio de energía interna. El primero
se puede medir en un vaso aislado térmicamente (termo Dewar) y el segundo se mide en
una bomba calorimétrica.
5.TIEMPO DE DURACION DE LA PRACTICA.-
90 minutos aproximadamente.
6. MEDICIÓN, CALCULOS Y GRAFICOS.-
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En este experimento se determina el calor de fusión del agua en forma de hielo que puesto
en contacto con agua a mayor temperatura se produce el cambio de estado fisico del hielo
en agua liquida, este calor absorvido se llama calor de fusión del agua .
H2O(s) H2O(l) + Qfusión H= -Qfusión
En primer lugar se determina el equivalente calórico en agua del aparato.
En un frasco Dewar, se miden 500 ml de H2O y se anota su
temperatura correspondiente (t1 ).
Luego se introducen otros 500 ml de H2O a mayor temperatura por ejemplo
20 oC más es la temperatura t2 luego se vierte esta H2O caliente al vaso Dewar,
se uniforma la temperatura y se anota la temperatura más alta alcanzada, es
la t3.
El calor cedido por el agua caliente debe ser igual al calor ganado por el agua
fría y el frasco Dewar.
Por consiguiente se tiene la igualdad:
500 (t2 - t3) = W (t3 - t1) + 500 (t3 - t1)
en la que W es el equivalente calórico en agua del Dewar.
Luego de haber calibrado el calorímetro sobre los 1000 mL de agua a la temperatura t3 se adicionó a 150 gramos luego de homogenizar el contenido se determina la temperatura de equilibrio t4.
Por balance calórico de que el calor ganado por el hielo es igual al calor perdido por el agua
caliente, se determina el calor de fusión del agua
7. CUESTIONARIO.- 1. Determinar el porcentaje de error experimental. 2. A que factores son atribuibles el error experimental. 3. Si se queman completamente 3.0539 g de etanol C2H5OH liquido, a 25 oC en un
calorímetro de bomba, el calor desprendido es 90.447 kJ. a) Calcular el H molar de combustión para el etanol a 25 oC.
b) Si el Δ o
fH del CO2(g) y del H2O(l) son -393.51 kJ/mol y -285.83 kJ/mol, respectivamente, calcular elΔ o
fH del etanol. c) Si el incremento de de temperatura en el experimento es 1.275 oC. Cual es la
capacidad calorífica del calorímetro y su contenido. 4. a) El calor molar de combustión del Naftaleno C10 H8 es 1228.2 cal/ mol, Sí se combustiona 0.3 gramos de este compuesto en un calorímetro se produce un aumento de temperatura en el agua de 2.05
oC. Cual es la capacidad calorífica
del calorímetro. b) Si se quema 1.52 gramos de un compuesto orgánico desconocido en el mismo Calorímetro y se produce un aumento de temperatura en el agua de 1.845
oC.
Cual es el calor de combustión del compuesto desconocido en calorías por gramo
5. El calor molar de combustión del Naftaleno C10 H8 es 1228.2 cal/ mol, Sí se combustiona 0.3 gramos de este compuesto en un calorímetro se produce un aumento de temperatura en el agua de 2.05
oC. Cual es la capacidad calorífica
del calorímetro.
Δ
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6. 200gr. Hg. A 100° C (calentado) son añadidos 80 gr. De H2O que se halla a 20° C. Calcular el cambio de entropía para:
a) Mercurio.
b) Agua.
c) ∆S total
El C especifico del Hg es 0.0334 cal / g°C
Calcular la temperatura final.
7. Calcular el ∆S del H2O cuando un mol inicialmente a 20° C es enfriado hasta menos 10° C a una atm. de presion, los valores de CpHielo = 9 cal / K mol , CpH2O = 18 cal / K mol y
∆HfH2O = 1440 cal / mol.
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Práctica No. 5
DIAGRAMA DE FASES
1. CONOCIMIENTO TEORICO REQUERIDO.-
La representación grafica completa del comportamiento de un soluto en medio de un disolvente se conoce como un diagrama de fases, esta curva puede obtenerse a partir de la representación gráfica del punto de la solidificación de soluciones que contienen un componente A como disolvente y otro B como soluto y representados en una escala conveniente nos lleva en forma simple y general a un diagrama de fases.
El punto de fusión del disolvente A desciende a medida que aumenta la proporción del
soluto B y el punto de solidificación de B considerado como disolvente va decreciendo al
agregar el soluto A. Ambas curvas se encuentran en un punto mínimo conocido como
eutéctico cuya temperatura y composición depende de ambos componentes.
2. COMPETENCIAS.- Determinar el punto de solidificación de diferentes composiciones de mezclas.
Determinar el punto Eutéctico de la mezcla mediante el diagrama de fases.
3. MATERIALES, REACTIVOS Y EQUIPOS.-
Hornilla
Baño Maria
Vaso de precipitado
Tubos de ensayo
Varillas
Espátula
Vidrio de reloj
Mechero
Termómetro
Gradilla
Naftaleno
Alcanfor Diclorobenceno 4.TECNICA Ó PROCEDIMIENTO.- Se coloca la mezcla pesada en un tubo de ensayos donde la composición contiene una muestra de los dos componentes en diferente proporción y vacía su contenido al tubo de ensayo y luego este en el baño Maria, por efecto de la temperatura la mezcla sólida ingresa en fusión y en estas condiciones se agita con la varilla y se introduce el termómetro y se deja enfriar lentamente hasta que aparezcan los primeros cristales a una temperatura constante que corresponde a la fusión de la mezcla. Se repite el procedimiento con seis de clases de muestras diferentes y se determinan
los puntos de fusión. Estos datos se trasladan a la gráfica para encontrar el diagrama
de fases previa transformación de los datos de composición a porcentajes, uniendo
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los puntos se obtiene la curva del diagrama de fusión de una mezcla que presenta un
punto Eutectico con una temperatura y composición fija y constante.
5. TIEMPO DE DURACION DE LA PRACTICA.-
Aproximadamente 90 minutos.
6. MEDICIÓN, CALCULOS Y GRAFICOS.-
Los datos encontrados experimentalmente deben ser representados en un
diagrama que considere la composición en el eje de las abscisas, y la
temperatura de fusión de la mezcla en ordenadas, la curva debe ser continua
que tiene un punto mínimo que corresponde al eutéctico de la mezcla.
7. CUESTIONARIO.-
Determinar el porcentaje de error experimental.
A que factores son atribuibles los efectos del error experimental.
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LABORATORIO FISICOQUIMICA
Práctica No. 6
VISCOSIDAD DE UN LÍQUIDO
1. CONOCIMIENTO TEORICO REQUERIDO.- El coeficiente de viscosidad se define como el grado de escurrimiento o
traslación de un líquido. La unidad de viscosidad es el Poise y es la viscosidad
de un fluido en el cual la fuerza de una DINA por Centímetro cuadrado ocasiona
el desplazamiento de un plano por una superficie paralela a una distancia de un
centímetro y a una velocidad de un centímetro por segundo. El coeficiente de
viscosidad de un liquido puede medirse utilizando el método del viscosímetro
de Ostwald.
2. COMPETENCIAS.- Determinar la viscosidad de un líquido con Viscosímetro de Otswald
3. MATERIALES, REACTIVOS Y EQUIPOS.-
Viscosímetro de Ostwald
Pipeta
Probeta
Vaso de precipitados
Baño Maria
Cronometro
Picnómetro
Balanza
Etanol
Metanol
Benceno.
4. TECNICA Ó PROCEDIMIENTO.-
Inicialmente se realiza la calibración del viscosímetro midiendo el tiempo de descarga del agua destilada y cronometrando el tiempo que pasa un volumen especificado de líquido a través del capilar del viscosímetro a una temperatura especificada.
Luego se realizan las determinaciones de viscosidad de otros líquidos mas
livianos que el agua por ejemplo el Benceno o el Etanol a diferentes
temperaturas encontrándose las curvas de viscosidad que muestran su
variación a otras temperaturas fuera de lo normal. Además se realiza la
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Liberalización mediante el logaritmo natural versus el tiempo, de esta manera se
obtiene una tabla de viscosidades de un líquido a diferentes temperaturas.
5. TIEMPO DE DURACION DE LA PRACTICA.- Aproximadamente 90 minutos 6. MEDICIÓN, CALCULOS Y GRAFICOS.- Determine la viscosidad de un líquido a partir de la viscosidad del agua y
densidades del agua y del líquido problema.
7. CUESTIONARIO.-
Determinar el porcentaje de error experimental
Factores que determinan el error experimental.