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LABORATORIO DE QUÍMICA PFR TEMA: Operaciones Comunes CODIGO SEMESTRE I GRUPO H 1. Objetivos: - Familiarizarse con el laboratorio en el cual se va a trabajar, reconocer los diferentes materiales e instrumentos que se usa en este laboratorio y en posteriores. - Conocer las normas que se van a seguir en cada laboratorio para lograr un aprendizaje optimo y seguridad al trabajar. - Conocer el mechero Bunsen, tanto su utilidad como sus características. - Reconocer un buen manejo y funcionamiento del mechero bunsen. - Realizar un buen manejo y que también sea seguro, del mechero bunsen. - Conocer los tipos de llamas que el mechero bunsen tiene, así como reconocer las características de cada llama. - Aprender las diferentes técnicas u operaciones básicas para todo laboratorio de química. - Comprobar cómo medir la densidad de diferentes metales usando distintos métodos ya sean el de la probeta y método geométrico. - Usando la teoría previamente aprendida se aplica en resolver problemas como son, hallar la densidad de cuerpos en este caso metales. - Determinar la temperatura del agua en temperatura ambiente así como luego de ponerle una fuente de energía calorífica como es el fuego del mechero bunsen. - Determinar la temperatura de ebullición del agua y posterior a ésta.

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TEMA: Operaciones ComunesCODIGO

SEMESTRE IGRUPO H

1. Objetivos:

- Familiarizarse con el laboratorio en el cual se va a trabajar, reconocer los diferentes materia -les e instrumentos que se usa en este laboratorio y en posteriores.

- Conocer las normas que se van a seguir en cada laboratorio para lograr un aprendizaje opti-mo y seguridad al trabajar.

- Conocer el mechero Bunsen, tanto su utilidad como sus características.

- Reconocer un buen manejo y funcionamiento del mechero bunsen.

- Realizar un buen manejo y que también sea seguro, del mechero bunsen.

- Conocer los tipos de llamas que el mechero bunsen tiene, así como reconocer las característi-cas de cada llama.

- Aprender las diferentes técnicas u operaciones básicas para todo laboratorio de química.

- Comprobar cómo medir la densidad de diferentes metales usando distintos métodos ya sean el de la probeta y método geométrico.

- Usando la teoría previamente aprendida se aplica en resolver problemas como son, hallar la densidad de cuerpos en este caso metales.

- Determinar la temperatura del agua en temperatura ambiente así como luego de ponerle una fuente de energía calorífica como es el fuego del mechero bunsen.

- Determinar la temperatura de ebullición del agua y posterior a ésta.

- Analizar la diferencia entre el punto de ebullición que se tiene en laboratorio y el que se obtie-ne a nivel del mar.

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2. Materiales y equipos :

Figu-ra1: Mechero bunsen Figura 2: Un balón de gas para

abastecer el mechero

Figura 3: Alicate tipo pinza

Figura 4: Cápsula de porcelana Figura 5: Alambre de nicromo Figura 6: Pizeta

Figura 7: Balanza digitalFigura 8: Rejilla de asbesto Figura 9: Trípode

Figura 10: Vernier o calibradorFigura 11: Metales para medirvolumen: Fe, Cu, Bronce Figura 12: Vaso de laborato

rio

Figura 13: Probeta

Figu-ra 14: Termómetro

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3. Indicaciones de Seguridad:

Advertencias

ADVERTENCIA

Cuidado al desechar el agua caliente.

Para evitar accidentes dejar primero enfriar antes de desechar el agua que se hizo hervir y así evitar percances o quemaduras.

4 Fundamentos:

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MECHERO DE BUNSEN Un mechero o quemador Bunsen es un instrumento utilizado en laboratorios científicos que se usa siempre que se requiere contar con una fuente de calor, ya sea para producir, acele -rar una reacción química, calentar, efectuar un cambio físico y esterilizar muestras o reacti-vos químicos. El quemador tiene una base pesada en la que se introduce el suministro de gas. En la parte inferior del tubo vertical por el que el gas fluye atravesando un pequeño agujero en el fon -do de tubo y un anillo metálico móvil o collarín también horadado. Ajustando la posición relativa de estos orificios (cuerpo del tubo y collarín respectivamente), los cuales pueden ser esféricos o rectangulares, se logra regular el flujo de aire (gracias al efecto Venturi) que aporta el oxígeno necesario proporcionando una mezcla inflamable a la salida de los gases en la parte superior del tubo donde se produce la combustión con formación de llama en la boca o parte superior del tubo vertical. La cantidad de gas y por lo tanto de calor de la llama puede controlarse ajustando el tama-ño del agujero en la base del tubo. Si se permite el paso de más aire para su mezcla con el gas la llama arde a mayor temperatura (apareciendo con un color azul). Si los agujeros late -rales están cerrados el gas solo se mezcla con el oxígeno atmosférico en el punto superior de la combustión ardiendo con menor eficacia y produciendo una llama de temperatura más fría y color rojizo o amarillento. Cuando el quemador se ajusta para producir llamas de alta temperatura éstas, de color azulado, pueden llegar a ser invisibles contra un fondo uni -forme. El calor originado por la combustión de un gas, que podría ser gas de hulla, gas natural, ace -tileno, propano o butano; según el diseño del mechero y de acuerdo a las necesidades.

Figura 15: Partes del mechero bunsen

a) Clases de Llama

De acuerdo al tipo de combustión se pueden generar dos clases de llama; la no luminosa y la lu -minosa.

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Llama luminosa

La llama de un mechero es luminosa cuando la entrada de aire está cerrada porque el aire que entra en el quemador es insuficiente y el gas no se mezcla con el oxigeno en la base del meche -ro, por lo tanto solo se quema el gas produciendo una llama de color amarillo y humeante. Emite luz porque contiene partículas sólidas que se vuelven incandescentes debido a la alta tem -peratura que soportan. Este tipo de llama produce gran pérdida de calor y se genera en una combustión incompleta. Alcanza temperaturas hasta 900 ºC.

Llama no luminosa

Se consigue debido a un adecuado contacto entre aire y gas antes de efectuarse la combustión completa, de tal manera que casi no hay partículas sólidas incandescentes; porque la combus -tión es completa y existe un exceso de oxígeno y se producen altas temperaturas (zona oxidan-te). Cuando la entrada de aire está abierta, la llama es de color verde – azulado. Esta llama produce gran cantidad de energía a comparación de la llama luminosa, alcanza tem-peraturas hasta 1300 ºC y en algunos casos 1500 ºC.

b) Zonas de la llama Zona Fría (Cono frío) Es la zona de color oscuro formado por una mezcla de aire y gases sin quemar donde no llega el oxígeno. Alcanza hasta 300 ºC. Cono Interno Es donde se produce las reacciones iníciales necesarias para la combustión. Alcanza hasta 600 ºC. Cono Externo Constituido por los productos de combustión; donde se encuentra la más alta temperatura de la llama. Alcanza hasta 1500 ºC. La forma de la llama nos indica si la combustión es rica o pobre.

5 Procedimiento Experimental:

Experimento No 1: Encendido del mechero Bunsen y pruebas de combustión:

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Verificar las llaves éstas deben estar cerradas.Para conectarlo al balon de gas, debe ser de forma segura, viendo siempre la mangera que este bien segura al regulador.

Para encender el mechero se debe cerrar bien la llave reguladora de aire. Posteriormente encender el fosforo, colocar sobre el borde del vástago y abrir la llave de gas.Para regular los tipos de llama solamente se mueve el regulador de entrada de aire.

Experimento No. 2: Estudio de la llama

1. Con una pinza se coge una cápsula de porcelana y se calentará directamente con la llama lumi-nosa del mechero hasta que se observe la formación de un sólido negro. ¿Qué sustancia es? Es hollín debido a una combustión incompleta.2. Se sigue calentando pero ahora con la llama no luminosa. Se observa la desaparición del sólido negro. ¿Qué es lo que ocurre?Se completo la combustión.

Experimento No 3: Determinación de la Densidad de un material

I. Determinación de la densidad por el método geométrico

Para esto se debe seguir el siguiente procedimiento el cual es pesar previamente los metales para así obtener su peso en gramos.Posteriormente se miden las dimensiones del material para calcular el volumen:

En este caso se usa el método de paralelepípedos para lo cual se debe medir el largo y ancho de la base así como la altura. El volumen es igual al área de la base por la altura:

V = Largo x Ancho x Altura

Conociendo ya el volumen y teniendo el peso de los metales lo que sigue posteriormente para hallar la densidad se aplica la fórmula de Densidad:

D =

masavolumen

Tabla 1 Datos para determinar la densidad por el método geométrico

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Dimensionesparalelepípedo

Sólido a

(cm)

b (cm

)

c (cm)

V (cm3) Masa

(g)

Densidad m/V

Fe 1.99

1.9 1.99 7.52

60.037.98

Al

0.99

5.99 0.99 5.87 15.8 2.69

Bron-ce

1.8

1.99 2 7.16 59.76 8.34

II. Determinación de la densidad por el método de la probeta

Conociendo previamente el peso de cada metal se procede que para esta experiencia se procede a sumergir el metal en una probeta graduada donde previamente se le agrego agua. En esta ocasión se usa lo descubierto por Arquímedes para hallar el volumen, donde nos dice que volumen desalojado es igual a volumen sumergido de donde se deduce la siguiente fór-mula:

V = V = Vf - Vo

Tabla 2. Datos para determinar la densidad por el método de la probeta

Sólido Vo(cm3)

Vf (cm3)

V = V (cm3)

Masa(g)

Densidad = m/V

Fe 30 38 8 60.03 7.54Al 50 56 6 15.8 2.63

Bronce 30 37.5 7.5 59.76 7.97

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Experimento No 4:

I. Determinación de la temperatura con Termómetro de Mercurio (Hg):

Para esta experiencia se debe de colocar 100mL de agua en un vaso, donde luego se procede a medir la temperatura inicial con un termómetro.Para posteriormente calentar con ayuda de un mechero Bunsen, un trípode y una rejilla para la protección del vaso.Así mientras ésta calienta se debe medir la temperatura cada lapso de tiempo según pida el cua-dro que se encuentra debajo.

Tabla3. Calentamiento de Aguato t2

mint4

mint6

mint de ebulli-

ción2 min después de

ebullición22ºC 34ºC 59º

C78ºC 93ºC 93ºC

¿A qué temperatura hirvió el agua en su experimento?93ºC¿Por qué hay diferencia de temperatura de ebullición del agua a nivel del mar y el resultado en su experimento?Por la presión atmosférica, ésta influye en el punto de ebullición.

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6. Resultados y análisis de los resultados:

- Al verse los resultados por ejemplo cuando se debe hallar la densidad de ciertos sólidos, es notoria la diferencia que hay aplicando formulas conocidas como son:

Área de la base por la altura.

Dicha fórmula se aplica para hallar el volumen de los metales que se dan a medir.

- Sin embargo existe un margen de error al hallar el volumen de esa forma, al comparar con el método de hallar el volumen de un sólido usando lo ya conocido que es:

Volumen desalojado = volumen del cuerpo sumergido.

- Debido a esto hay una diferencia entre los volúmenes hallados, existe debido a la preci -sión que hay hallando usando sus medidas y viendo en la probeta es mínimo claro, pero existe.

- Otro punto que debe ser visto, es al analizar el punto de ebullición del agua.

- Éste no será preciso debido a una mala observación del termómetro, por lo tanto se de-ben tomar las medidas adecuadas y analizar bien el termómetro para tener medidas exactas y así resultados óptimos.

7. Gestión de subproductos o residuos de la experiencia:

- Para realizar un óptimo laboratorio, debemos de gestionar los residuos que éste quede para posteriormente re usar.

- En este caso se puede re usar el agua que previamente vimos su punto de ebullición, cla-ro luego de que éste enfrié.

- Para un ahorro y re usando el agua, luego de que éste enfríe se puede usar por ejemplo para el riego de plantas u otros.

- Evitando así el desperdicio de éste desechándolo por las cañerías.

- Otra forma de reutilizar un producto es usar el agua de la probeta para la siguiente expe-riencia la cual es medir el punto de ebullición del agua.

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8. Conclusiones

- En el laboratorio se analizó el correcto uso del mechero bunsen, así como sus distintas características.

- Se vio los distintos tipos de llama que tiene el mechero bunsen, así como cuál de estas tiene una combustión completa y cual no.

- Se analizo cada tipo de llama, donde se ve cual es la que alcanza una mayor temperatura y hasta cual llegan estas.

- También se ve los diferentes tipos de color de incandescencia que la llama más fuerte tiene para posteriormente comprobarlo quemando un alambre de nicromo.

- Respecto a la determinación de densidad de los metales, se analizo que existe dos tipos de métodos respectivamente.

- Los cuales son geométrico y de la probeta.

- Donde cada uno tiene su propia forma de hallar el volumen de los cuerpos, en este caso se usan metales.

- Se concluye que hay una diferencia entre las densidades halladas de los diferentes meta -les, ya que en una se usa una formula geométrica.

- Mientras que en la otra se usa lo ya conocido que se refiere a que volumen desalojado es igual a volumen del cuerpo.

- Entre ambos métodos existe una mínima diferencia y esta se debe a esa pequeña mala observación de la probeta.

- En este laboratorio también se analizó el agua potable, cual es su temperatura ambiente así como cual es la temperatura de su punto de ebullición en esta parte del país.

- Donde se concluye que el agua varía su punto de ebullición dependiendo de la presión atmosférica.

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9. Bibliografía:

- Sanchez Castillo, Arturo Lee. Mechero Bunsen [en línea] en la ciudad de Lima Perú.Recuperado el 24 de marzo del 2014.

tenttiarkisto.fi/media/exams/6798.pdf

- Teoría Arquímedes, recuperada el 24 de marzo del 2014.

http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/arquimedes/teor_arqui-m.htm

- Ilena Nieves Martinez (8/9/2011) Densidad de Sólidos y tratamiento estadístico de los datos experimentales. Recuperado 24 de marzo del 2014.

http://www.uprh.edu/inieves/General/My%20Web_General/QUIM3003/2_Densidad_so-lidos_trat_estadistico.pdf

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10. Cuestionario:

Ahora usted conoce el laboratorio, sus instalaciones de gas y algunas de sus instalaciones para brindarle seguri -dad y remediar accidentes.1: Indicar por lo menos 5 situaciones que pongan en riesgo un buen uso del mechero de Bunsen:

- Ver que el mechero este en buenas condiciones, que no tenga salida de gas en la manguera.- Asegurar la manguera con el mechero con cinta por ejemplo para evitar que se caiga.- Encender el fósforo y colocarlo sobre el borde, en ese momento abrir la llave de gas que esta sobre

la mesa.- No jugar con la válvula de gas, abriéndolo de manera adecuada para abastecer el mechero.- Poner en un lugar seguro el balón de gas y así evitar chocarlo y hacer caer.

2. La aspirina tiene una densidad de 1,40 g/cm3. ¿Cuál es el volumen (en cm3 y en ml) de una tableta de aspirina que pesa 250mg?

3. La vinagreta para ensaladas consiste principalmente de aceite y vinagre. La densidad del aceite de olivo es de 0,918 g/ml, la densidad del vinagre es 1,006 g/ml y los dos no se mezclan. Si cierta mezcla de aceite de olivo y vinagre tiene una masa total de 397,8g y un volumen de 422,8cm3. ¿Cuál es el volumen del aceite y cuál es el del vinagre en mezcla?

4. Imagine que coloca un corcho que mide 1,30cm x 5,50cm x 3,00cm en un recipiente con agua y arriba del corcho pone un pequeño cubo de plomo que mide 1,15cm en cada arista. La densidad del corcho es de 0,235 g/cm3 y la del plomo es de 11,35 g/cm3. ¿Flotará o se hundirá la combinación del corcho con el plomo?

5. Una muestra de 125ml de agua a 293,2 oK se calienta durante 8min y 25s, de manera que hay un incremento constante de temperatura de 3,0 oF/min. ¿Cuál es la temperatura final en oC?

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6. De la siguiente relación indique cuál es un compuesto químico:c. Sacarosa

7. De la siguiente relación cuál es una sustancia:d. Diamante

8. Identifique el tipo de materia, señalando si son sustancias (S) o mezclas (M) para los siguientes ejemplos:a. Acero (M)b. Acetileno (S)c. Latón (M)d. Éter (S)e. Pisco (M)

9. Señale el número de compuestos y mezclas de la siguiente lista: Detergentes, aire, bromo azúcar, agua regia, vodka, plata, gasolinaa. 2-4

10. Identifique la relación incorrecta:e. Anilina: solución

11. Con respecto a los ejemplos indique lo incorrecto:a. Acero: solución

12. Indique las sustancias simples: Cobre, Acido fosfórico, Agua oxigenada, Hielo seco, GrafitoRpta: Cobre y Grafito

13. Es un fenómeno químico:a. Licuación del propano

14. Indique como fenómeno físico “F” o fenómeno químico “Q”, los siguientes casos:a. Formación de granizo (F)b. Crecimiento de plantas (Q)c. Respiración de los seres vivos (Q)e. Fermentación de la chicha (Q)f. Lluvia acida (Q)

15. Es un fenómeno Físicoc. Condensación del vapor

16. Cuantas fases, componentes y constituyentes existen en un sistema formado por una mezcla de agua, al -cohol y latón. a. 2; 3; 5