N. Campillo Seva

1

Asignatura: Análisis QuímicoGrado: BioquímicaCurso académico: 2011/12

1. Trabajo seguro en el laboratorio

2. La balanza analítica. Balanzas auxiliares

3. Material volumétrico. Calibración

4. Filtración

5. Preparación de disoluciones estándar

6. Secado

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2

1. TRABAJO SEGURO EN EL LABORATORIO

!! Medidas de seguridaden el laboratorio !!

SEGURIDAD

Imprescindible etiquetar

F1

F2

F3

F4

Debidamente señalizado

F5

F6

3

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F7

ETIQUETA DE RIESGOS PARA SUSTANCIAS QUÍMICAS(National Fire Protection Association)

F1

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4

Contener lo que se hace

Contener lo que se observa

Ser inteligible para cualquieraque lo lea

Nombres de los archivos de ordenador:Ubicación informática

¿Reproducirías el experimento?

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5

2. LA BALANZA ANALÍTICAMACROBALANZAS: hasta 160 ó 200 g

precisión ± 0,1 mg

BALANZA SEMIMICROANALÍTICAS:hasta 10 ó 30 gprecisión ± 0,01 mg

BALANZA MICROANALÍTICA:hasta 1 ó 3 gprecisión ± 0,001 mg

Recipiente vacío: 50,2345 g TARA: 0 Masa de sólido: 2,0234 g

52,2579 g Recip. lleno – Recip. vacío = 2,0234 g

P1: Recipiente lleno: 99,3255 g

P2: Recipiente una vez extraído el sólido: 98,0240 g

Material inestable pesado = 1,3015 g

Pesada por diferencia, ineludible si el sólido es inestable en la atmósfera:

Añadimos el sólido sin tarar previamente

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6

F1

FUNCIONAMIENTO BALANZA ANALÍTICA ELECTRÓNICA

Masa cero sobre el platillo

Fuente de luz

Detectorde luz

Sistema servo:Sistema servo:La corriente eléctrica de corrección creada al colocar una masa sobre el platillo, circula por la espira creando un campo magnético que es repelido por el electroimán, haciendo regresar el platillo a su posición nula

Corriente de corrección:directamente proporcionala la masa sobre el platillo

Platillo de la balanza

Espiral del electroimán

Detector de punto cero

Señ

al d

e er

ror

Circuito de control

Corriente de corrección

Servomotor

F1

F2

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7

PRECAUCIONES DURANTE EL USO DE UNA BALANZA

- Centrar la carga sobre el platillo

- Protegerla de la corrosión: Material de vidrio, o metales y plásticos no reactivos

- Mantenerla escrupulosamente limpia

- Colocarla sobre superficies pesadas: evitar vibraciones

- No pesar sustancias y/o recipientescalientes

- Utilizar pinzas o almohadillas para coger los recipientes F2

F1

F3 F4

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8

- Calibración periódicade las balanzas

- Automática

- Comprobación por peso de patrones

Tolerancia de las pesas de una balanza de laboratorioa

Denominación Tolerancia, mg Denominación Tolerancia, mg

Gramos Clase 1 Clase 2 Miligramos Clase 1 Clase 2500 1,2 2,5 500 0,010 0,025200 0,50 1,0 200 0,010 0,025100 0,25 0,5 100 0,010 0,02550 0,12 0,25 50 0,010 0,01420 0,074 0,10 20 0,010 0,01410 0,050 0,74 10 0,010 0,0145 0,034 0,54 5 0,010 0,0142 0,034 0,54 2 0,010 0,0141 0,034 0,54 1 0,010 0,014a Las tolerancias están definidas en el estándar E 617 de la ASTM (American Society for Testing and Materials). Las clases 1 y 2 son las más exactas. Las clases 3-6, que no vienen en esta tabla, tienen tolerancias mayores. Análisis Químico Cuantitativo. © 2007 Reverté

F1

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9

FUENTE DE ERROR EN LA PESADAEFECTO BOYA O CORRECIÓN POR FLOTACIÓN

Densidad de las pesas = 8 g/mL = dp

Densidad de la sustancia a pesar = d

Masa real

Masa aparenteDensidad del aire = 0,0012 g/mL = da

Efecto boya: Fuerza aparente que disminuye la masa medida respecto de la real

Masa aparente = masa real – masa aire desplazado

d=1,33 g/mLm´=100 g

Masa real = 100,08 g

dd

1

dd

1´m

ma

p

a

F1

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10

d = 1 g/mL

d = 2,16 g/mL

d = 4,45 g/mL

La corrección es mínima si la densidad de lasustancia se acerca a la de las pesas patrón

Densidad del objeto pesado, g/mL

Co

rre

cci

ón

de

l efe

cto

bo

ya

(m/m

´)

Agua

Cloruro sódico

Nitrato de plata

F1

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11

BALANZAS AUXILIARES

Balanza granataria auxiliar:- Capacidad máxima: 150 – 200 g- Precisión del orden de ±1 mg (10 veces mayor que la balanza macroanalítica)

¿Cuándo usarlas?- Cuando no se requiere gran precisión en la pesada- Ha de pesarse una masa elevada de sustancia

Ventajas: rapidez, robustez, gran capacidad…F1

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Existen balanzas para cargas de hasta 25 kgy ± 0,05 g de precisión.

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MATERIAL DISEÑADOPARA DESCARGAR,

TD

MATERIAL DISEÑADOPARA CONTENER, TC

pipetagraduada

pipetaaforada y automática

bureta

matrazErlenmeyer

vaso deprecipitados

matrazaforado

probetagraduada

GRADUADO AFORADO

3. MATERIAL VOLUMÉTRICO Exactitud

Fun

ción

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probeta

matrazErlenmeyer

vaso deprecipitados

pipeta graduada

MATERIAL VOLUMÉTRICO GRADUADO

F1 F2 F4

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F3

14

MATERIAL VOLUMÉTRICO AFORADO

matraz aforado

buretapipeta aforada Pipeta automática

F1F2 F3

F4

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BURETA

Las capacidades más comunes son de 25 y 50 mL, graduadas cada 0,1 mL

Clase A: mayor calidad. Química Analítica

44,95 - 45,05 mL

Tolerancia de buretas Clase AVolumen de la bureta, mL

Graduación más pequeña, mL

Tolerancia, mL

5 0,01 ± 0,01

10 0,05 ó 0,02 ± 0,02

25 0,1 ± 0,03

50 0,1 ± 0,05

100 0,2 ± 0,10

F1

Llave

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¿Cómo tomar la lectura de volumen?

Evitamos error de paralaje

Se debe estimar siemprela décima entre dos rayas:9,68 mL

Dejar fluir el líquidoa velocidad siempre

< 20 mL/min

Si quedan gotas de disolución adheridasa la pared interna:- Detergente y cepillo- (NH4)2S2O8 y H2SO4, con cuidado.

Antes de usarla: Enjuagarla varias veces con la disolución con que se vaya a trabajar

Nivel del menisco

Sustancias coloreadas: doble menisco

F1

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¿Burbujas?

Burbujadeaire

Líquido

Líquido

Líquido

Líquido Líquido

Llave

F1

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BURETA ELECTRÓNICA

REACTIVO

Vierte hasta 99,99 mL en incrementos de 0,01 mL,desde la botella de reactivo

Lectura digital

Alimentada con batería

F1

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MATRACES AFORADOS

Se fabrican de capacidades de 1 mL a 5 L

Vidrio: adsorber trazas de cationes.

HCl 3-6 M, 1 h y enjuagar con agua destilada

Tolerancia de matraces volumétricos de clase A

Capacidad del matraz, mL

Tolerancia, mL

1 ± 0,022 ± 0,025 ± 0,02

10 ± 0,0225 ± 0,0350 ± 0,05

100 ± 0,08200 ± 0,10250 ± 0,12500 ± 0,20

1000 ± 0,302000 ± 0,50

Marca de 500 mL

F1

Matraces dePP: Análisisde trazas

F2

Menisco

Parte posterior de la marca

Parte frontal de la marca

F3

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PIPETAS

Pipeta aforada

Pipeta graduada

Si la pipeta es de un único enrase:No soplar para verter la última gota

Exactitud de la pipeta aforada > Exactitud de la pipeta graduada

Marcas de calibración

F1

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Las pipetas graduadas de 1 y 2 mL tienen toleranciassimilares a las aforadas

Tolerancias para pipeta aforadaManejo de una pipeta aforada

- Succionamos líquido por encima del enrase.Nunca con la boca. - Lo desechamos y repetimos la operación.

- Tomamos un tercer volumen (y retiramos elsuccionador tapando con el dedo índice elextremo superior y enrasando).

- Se seca el exceso de líquido de la pared externa.

- Apoyando sobre la pared interna del recipiente donde se va a verter el líquido, se deja fluir hasta:

▪ llegar al segundo enrase ▪ descargar la pipeta, sin soplar la última gota

Tolerancia de pipetas aforadas de Clase AVolumen, mL Tolerancia, mL

0,5 ± 0,0061 ± 0,0062 ± 0,0063 ± 0,014 ± 0,015 ± 0,01

10 ± 0,0215 ± 0,0320 ± 0,0325 ± 0,0350 ± 0,05

100 ± 0,08

F2

F1

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Pera de goma

Succionador

MICROPIPETAS Vierten de 1 a 1000 µL (algunos modelos hasta 5 mL)

Puntas de PP: Estables a la mayoría de disoluciones acuosas y disolventes orgánicos, salvo CHCl3 y ácidos H2SO4 y HNO3 concentrados.

Tolerancias de micropipetas, según el fabricanteVolumen pipeta, µL Al 10% del volumen de

la pipetaAl 100% del volumen de la pipeta

Exactitud, %

Precisión, %

Exactitud, %

Precisión, %

Pipetas ajustable        

0,2 – 2 ± 8 ± 4 ± 1,2 ± 0,6 1 – 10 ± 2,5 ± 1,2 ± 0,8 ± 0,42,5 – 25 ± 4,5 ± 1,5 ± 0,8 ± 0,210 – 100 ± 1,8 ± 0,7 ± 0,6 ± 0,1530 – 300 ± 1,2 ± 0,4 ± 0,4 ± 0,15100 – 1000 ± 1,6 ± 0,5 ± 0,3 ± 0,12Pipetas fijas        10     ± 0,8 ± 0,425     ± 0,8 ± 0,3100     ± 0,5 ± 0,2500     ± 0,4 ± 0,181000     ± 0,3 ± 0,12Datos obtenidos de Hamilton CO, Reno NV.

F1

F2

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Manejo de una micropipeta

- Se coloca la punta

- Se ajusta el volumen deseado

- Se aprieta el émbolo hasta el 1er tope

- Se sumerge en la disolución a tomar: la profundidad depende del volumen a tomar

- Se libera lentamente el émbolo- Se saca la punta del recipiente deslizando la punta por la pared interna del mismo o se seca con papel - Se apoya la punta de la micropipeta la pared interna del recipiente donde se quiere verter la disolución

- Se presiona el émbolo lentamente hasta el primer tope- Esperamos unos segundos a que caiga el líquido por las paredes internas de la punta

- Se presiona rápidamente hasta el 2º tope para verter el resto de la disolución

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F1

MICROJERINGAS

Comercializadas de 1 a 500 µL

Exactitud y precisión cercanas al 1%

Si se le acoplan dispensadoresdigitales, bajan al 0,5%.

Uso: se deben tomar y desechar varias alícuotaspara limpiar las paredes internas de la jeringa y eliminar burbujas.

No usar para ácidos fuertes pues atacan la aguja de acero y aparececontaminación por Fe

Aguja Cuerpo de vidrio Émbolo

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CALIBRACIÓN DEL MATERIAL VOLUMÉTRICO

Certificado del fabricante: Valor verdadero ± Tolerancia

Medir el volumen real correspondiente a una cantidad

indicada

Densidad del aguaVolumen de 1 g de agua (mL)

T (ºC) Densidad (g/mL)

A la T mostradaa

Corregido a 20 ºCb

10 0,9997026 1,0014 1,001511 0,9996084 1,0015 1,001612 0,9995004 1,0016 1,001713 0,9993801 1,0017 1,001814 0,9992474 1,0018 1,001915 0,9991026 1,0020 1,0020

16 0,9989460 1,0021 1,002117 0,9987779 1,0023 1,002318 0,9985986 1,0025 1,002519 0,9984082 1,0027 1,002720 0,9982071 1,0029 1,0029

21 0,9979955 1,0031 1,003122 0,9977735 1,0033 1,003323 0,9975415 1,0035 1,003524 0,9972995 1,0038 1,003825 0,9970479 1,0040 1,0040

26 0,9967867 1,0043 1,004227 0,9965162 1,0046 1,004528 0,9962365 1,0048 1,004729 0,9959478 1,0051 1,005030 0,9956502 1,0054 1,0053a Corregido por efecto boyab Corregido por efecto boya y la dilatación del vidrio de borosilicato

Si se requieregran exactitud

- Disolución- Vidrio

Dilatación del H2O: 0,02%/ºC para T cercanas a 20 ºC

Dilatación del vidrio Pyrex y otros vidrios borosilicatados:0,001%/ºC para T cercanas a la ambiente.

En gran parte de los trabajos experimentalesNO se considera

Minimización de errores sistemáticos

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¿Cómo se calibra?Midiendo la masa de agua contenida o trasvasada porel recipiente y transformándola en volumen por mediode la densidad del agua.

Dilatación térmica

SISTEMA DE FILTRACIÓN AL VACÍO

4. FILTRACIÓN

Crisol de filtración Gooch

Adaptador de goma

Embudo de vidrio

Kitasato Trampa

A vacío

Al aire

F1

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F2

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Vidrio porosoCrisol de filtración Gooch

FILTRACIÓN POR GRAVEDADCON EMBUDO CÓNICO

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F1

F2

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¿Cuándo se emplea este tipo de filtración?Si se requiere calcinar el producto sólido recogido

Embudos cónicos

Ej. 250 mL de K2SO4 0,2 M

Supuesto 1: Partimos del compuesto químico sólido.

1. ¿Masa de sólido necesaria? 2. ¿Es necesario calentar para disolver el sólido?. Pesada en balanza analíticabien en vaso de precipitados o en matraz aforado.

3. Añadimos agua y disolvemos por agitación o calentando.

4. Si se disolvió en vaso de precipitados, trasvasamos al matraz aforadode 250 mL lavando varias veces el vaso y llevando los líquidos de lavado al matraz.

5. Enrasamos hasta la marca con agua, ayudándonos de un cuentagotas.

6. Se tapa el matraz y se invierte varias veces: homogeneización.

7. Se traspasa a un frasco contenedor, previamente enjuagado con alícuotas de la propia disolución. Etiquetado del recipiente contenedor.

5. PREPARACIÓN DE DISOLUCIONES PATRÓN

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PREPARACIÓN DE DISOLUCIONES PATRÓNEj. 250 mL de K2SO4 0,2 M

Supuesto 2: Partimos de una disolución más concentrada de dicho compuestoquímico; por ej. 1 M.

1. ¿Volumen necesario a tomar de la disolución concentrada?

2. Añadimos agua y enrasamos hasta la marca ayudándonos de un cuentagotas.

3. Se tapa el matraz y se invierte varias veces: homogeneización.

4. Se traspasa a un frasco contenedor, previamente enjuagado con alícuotas de la propia disolución. Etiquetado del recipiente contenedor.

Vi x Ci = Vf x Cf

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DESECADORES

Base:agente desecante

Placa de porcelana

Engrasado:Cierre hermético

Desecadorordinario

Desecadorde vacío

Las sustancias secadas se mantienen en desecador hasta ser usadas

6. SECADO DE SUSTANCIAS

F1

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Precauciones:- Rotular el material a secar- Cubrir los sólidos: evitamos contaminaciones

Reactivos, precipitados y material de vidriose secan en estufa a 110 ºC.

Eficiencia de los agentes desecantesAgente desecante Fórmula Agua remanente

enla atmósfera, µg/L

Perclorato de magnesio anhidro Mg(ClO4)2 0,2

Anhidrona Mg(ClO4)2 ● 1-1,5H2O 1,5

Óxido de bario BaO 2,8

Alúmina Al2O3 2,9

Pentóxido de fósforo P4O10 3,6

Sulfato de calcio (drierita) CaSO4 67

Gel de sílice SiO2 70

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CRÉDITOS DE LAS ILUSTRACIONES – PICTURES COPYRIGHTS

-Logo Portada OCW-UM. Autor: Universidad de Murcia. Dirección web: http://ocw.um.es.-Página 3, F1. Fuente: “Quantitative Chemical Analysis”, Seventh Edition, © 2007 W.H. Freeman and Company.-Página 3, F2. Autor: Jérôme. Dirección web: http://commons.wikimedia.org/wiki/Category:Emergency_Eye_Wash_Station.jpg-Página 3, F3. Autor: Cjp.24. Dirección web: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Safety_equipment2.jpg-Página 3, F4. Autor: Epop. Dirección web: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:E006.svg.-Página 3, F5. Autor: André. Dirección web: http://commons.wikimedia.org/wiki/Category:Lab_coats-Página 3, F6. Dirección web: http://www.adendorf.net/-Página 3, F7. Autor: Deglr6328. Dirección web: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Fume_hood.jpg-Página 4, F1. Fuente: “Quantitative Chemical Analysis”, Seventh Edition, © 2007 W.H. Freeman and Company. -Página 6, F1. Autor: Leandro Maranghetti Lourenco. Dirección web: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Balance-NaCl-1mol.jpg-Página 7. F1 y F2. Fuente: “Quantitative Chemical Analysis”, Seventh Edition, © 2007 W.H. Freeman and Company.-Página 8, F1. Autor: Leandro Maranghetti Lourenco. Dirección web: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Balance-NaCl-1mol.jpg-Página 8, F2. Autor: Walkerma. Dirección web: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Caesium_fluoride.jpg-Página 8, F3. Dirección web: http://equiposdelaboratorioitos2010.blogspot.com/2010_02_01_archive.html-Página 8, F4. Dirección web: http://tplaboratorioquimico.blogspot.com/2008/09/pinza-de-madera.html-Página 9, F1. Dirección web: http://onemperu.files.wordpress.com/2008/01/masa-patron.jpg-Página 10, F1. Autor: Leandro Maranghetti Lourenco. Dirección web: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Balance-NaCl-1mol.jpg-Página 11, F1. Fuente: “Quantitative Chemical Analysis”, Seventh Edition, © 2007 W.H. Freeman and Company.-Página 12, F1. Autor: André Luis Carvalho; Leandro Maranghetti Lourenco. Dirección web: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Balanca-semianalitica.jpg-Página 14, F1. Autor: Hannes Grove. Dirección web: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Measuring_cylinder_hg.jpg-Página 14, F2. Autor: Hannes Grove. Dirección web: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Erlenmeyer_flask_hg.jpg-Página 14, F3. Dirección web: http://www.laboratorioswacol.com/archivos/IMG_1266013874.jpg-Página 14, F4. Dirección web: http://commons.wikimedia.org/wiki/Category:Pipettes-Página 15, F1. Dirección web: http://mediateca.educa.madrid.org/-Página 15, F2. Autor: Mysid (original by Quantockgoblin). Dirección web: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:burette.svg-Página 15, F3. Autor: Gmhofmann. Dirección web: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Vollpipette.jpg-Página 15, F4. Autor: kOchstudiO. Dirección web: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Multipette.JPG-Página 16, F1. Fuente: “Quantitative Chemical Analysis”, Seventh Edition, © 2007 W.H. Freeman and Company.-Página 17, F1. Fuente: “Quantitative Chemical Analysis”, Seventh Edition, © 2007 W.H. Freeman and Company.

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CRÉDITOS DE LAS ILUSTRACIONES – PICTURES COPYRIGHTS

-Página 18, F1. Fuente: “Quantitative Chemical Analysis”, Seventh Edition, © 2007 W.H. Freeman and Company.-Página 19, F1. Fuente: “Quantitative Chemical Analysis”, Seventh Edition, © 2007 W.H. Freeman and Company.-Página 20, F1, F2 y F3. Fuente: “Quantitative Chemical Analysis”, Seventh Edition, © 2007 W.H. Freeman and Company.-Página 21, F1. Fuente: “Quantitative Chemical Analysis”, Seventh Edition, © 2007 W.H. Freeman and Company.-Página 22, F1. Dirección web: http://3.bp.blogspot.com/.-Página 22, F2. Dirección web: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Propipetta.jpg.-Página 23, F1. Fuente: “Quantitative Chemical Analysis”, Seventh Edition, © 2007 W.H. Freeman and Company.-Página 23, F2. Autor: Retama. Dirección web: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Blue_tips.jpg.-Página 24, F1. Dirección web: http://www.chemlabor.es/carta/ofertassep07.htm.-Página 27, F1. Fuente: “Quantitative Chemical Analysis”, Seventh Edition, © 2007 W.H. Freeman and Company.-Página 27, F2. Autor: Lilly_M. Dirección web: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sintered_glass_funnel-02.jpg.-Página 28, F1. Fuente: “Quantitative Chemical Analysis”, Seventh Edition, © 2007 W.H. Freeman and Company.-Página 28, F2. Autor: Nickele. Dirección web: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Entonnoirs_verre.JPG.-Página 31, F1. Fuente: “Quantitative Chemical Analysis”, Seventh Edition, © 2007 W.H. Freeman and Company.

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