UNIVERSIDAD RAFAEL LANDÍVAR Facultad de Ingeniería Química I MANUAL DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO QUÍMICA I Primer ciclo 2015

UNIVERSIDAD RAFAEL LANDÍVARFacultad de Ingeniería

Química I

MANUAL DE PRÁCTICAS DE LABORATORIOQUÍMICA I

Primer ciclo 2015

Manual de Prácticas de Laboratorio de Química I – Primer Ciclo 2015

Recopilado por: Inga. Miriam Chávez, [email protected]

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mailto:[email protected]


1. INFORMACIÓN GENERAL

NOMBRE DEL CURSO Laboratorio de Química I

CICLO LECTIVO Primer ciclo 2015PRERREQUISITO No hay

2. DESCRIPCIÓN DEL LABORATORIO DE QUÍMICA I

El laboratorio constituye la parte práctica del curso deQuímica I, el cual permite al estudiante experimentar conbase en los contenidos del curso teórico. Las prácticas serealizan considerando en todo momento la seguridad en ellaboratorio y, además, preparan al estudiante para enfrentarlos retos que se le presentarán en su vida profesional,enfatizando el manejo adecuado del equipo de laboratorio y eluso racional de los recursos.

3. OBJETIVOS DEL CURSO

Que el estudiante: a. Aplique los conocimientos teóricos de química I, en

experimentos prácticos y virtuales que refuercen loestudiado en clase.

b. Adquiera destrezas importantes para cursosposteriores en cuanto al uso adecuado de cristalería,equipo y reactivos de laboratorio.

c. Perfeccione la elaboración de informes técnicos delaboratorio.

d. Desarrolle una mentalidad crítica y científica.

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4. CRONOGRAMA DE PRÁCTICAS

Actividad/laboratorio práctico

Nombre de la práctica Semana aimpartir

se

0Actividad delaboratorio

Introducción al documento Guía para la elaboración de reportes técnicos y científicos: Explicación del apéndice, y Normas deSeguridad.

1

Laboratorio

Introducción al laboratorio y a los instrumentos de laboratorio. Utilización de balanza granataria, analítica y mechero.

2

Actividad 1

1.A. Cifras significativas1.B. Propagación de error

3 Laboratorio Conservación de la materia

4 Actividad 2 Análisis dimensional

3Laboratorio

Densidad, precisión, exactitud y graficación

5Actividad 3

Actividad de nomenclatura

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6 Actividad 4 Actividad de nomenclatura

7Laboratorio

Generación e identificación de gases

9 Actividad 511 Laboratorio El pH de las

sustancias

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REQUISITOS PARA EL LABORATORIO

El estudiante:a. Deberá ser puntual. b. Debe llevar lentes y bata cerrada. Debe llevar

zapato cerrado y calcetas o calcetines. c. Las señoritas deberán llevar el pelo amarrado hacia

atrás. Si los jóvenes tienen pelo largo, deberáncumplir esto mismo.

d. Deberá tener un cuaderno de laboratorio, empastado ycon las hojas numeradas, dejando las primeras trespáginas para hacer un índice, el cual deberá seractualizado constantemente.

e. El pre y post-laboratorio (Parte A y Parte B,respectivamente) deberán ser entregados en la fechaestipulada, escritos a computadora. El pre-laboratorio nunca podrá ser entregado tarde, pues notendrá la capacidad de realizar su práctica. En elcaso del post-laboratorio, el tiempo máximo de atrasoserá de 3 días en no más de 2 entregas, y sedisminuirá su nota en 10 puntos por día de atraso.

f. Al inicio de cada práctica se realizará un corto. Encaso que el estudiante obtenga una nota de ceropuntos no podrá realizar su práctica, y no se lerepondrá la misma tampoco.

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5. MATERIAL DE LABORATORIO Consultar la Guía para la elaboración de reportes científicosy técnicos.

6. DISTRIBUCIÓN DE NOTA DE LABORATORIO

a. Distribución de nota de laboratorio práctico

Contenido % de la práctica Distribución del %Examen individual al inicio de cada práctica

20

Reporte 70 Parte A 20%Parte B 80%

Cuaderno de Laboratorio10

b. Distribución de nota del reporte de laboratorio1

Parte A Parte B(se entrega antes de la práctica) (se entrega después de la práctica)

ContenidoPuntos Contenido

Puntos

Índice 0 Abstract 10Introducción 3 Resultados 10Fundamento teórico

11Discusión de resultados 32

Objetivos 3 Conclusiones 15

1 Consultar Guía para realización de reportes técnico-científicos de la Facultad de Ingeniería

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Metodología 2 Bibliografía 1Bibliografía

1Apéndice(incluye desde 8.1 a 8.5)

12

TOTAL 20 TOTAL 80

a. Distribución de nota de actividades de laboratorio

Contenido % de la práctica DetalleExamen individual al inicio de lapráctica

30 El corto incluye todos los temas asignados a ese tema

Actividad 70 Realización de la actividad asignada.

Total 100 Para cada práctica

Las actividades de laboratorio tienen una ponderación enla zona de 2.0 puntos/20 de nota total, lo que equivale

a 10/100.

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REGLAMENTO DE LABORATORIO

Adaptado del Manual de Laboratorio de Química II – Segundo ciclo 2009

Los laboratorios de Química deben considerarse comopotenciales áreas de peligro. Las personas que trabajan enellos deberán de tener una conducta seria y responsable ysujetarse a este reglamento.

1. En el laboratorio sólo pueden permanecer las personasdirectamente involucradas en un trabajo o práctica asignadosa este sitio. 2. Los estudiantes no pueden trabajar solos en unlaboratorio. 3. Es prohibido comer, tomar y fumar en las áreas de loslaboratorios. 4. Los alumnos no deben ingresar al laboratorio antes de lahora estipulada, ni salir durante el periodo de práctica sinautorización del instructor. 5. Los alumnos pueden salir del laboratorio al concluir lapráctica y haber dejado su área de trabajo limpia y ordenada.Sobre el catedrático de laboratorio recae la responsabilidadde supervisar y completar la limpieza y el orden dellaboratorio. 6. Nadie debe permanecer en el laboratorio sin la debidaprotección de ojos (con anteojos protectores) y de cuerpo(con bata de manga larga y zapatos cubiertos). Cuando setrabaje con materiales calientes, corrosivos, altamentevolátiles, pulverizados finamente y otros, que requierenespecial cuidado, se deben emplear protectores adecuados(guantes, planchas aislantes, mascarillas, etc.). 7. Cuando se efectúan operaciones que generan gases o vaporesinflamables o tóxicos, es imperativo el uso de la campana deextracción.

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8. Todo incidente anormal (derrames, roturas, incendios,etc.) ocurrido en el laboratorio o durante actividadesrelacionadas, que puedan causar una lesión o daño mayor, debeser inmediatamente reportado al instructor para que tome lasmedidas del caso. Posteriormente, si fuese pertinente, debereportarlo por escrito a la Coordinación de laboratorios. Encaso grave se dará aviso al Director de Departamento y a laAdministración de la Institución. 9. Los estudiantes están obligados a seguir las indicacionesdel instructor para inmediatamente solucionar los problemassurgidos por el incidente. 10. El instructor de laboratorio es responsable de asegurarsedel buen funcionamiento de la campana de extracción, laregadera, la fuente de ojos y los extinguidores presentes enel área. (Dichos extintores son revisados por elmantenimiento de la institución.) 11. En caso que se interrumpa el servicio de agua oelectricidad, se deben suspender las actividades yordenadamente evacuar el laboratorio. 12. A todo alumno o auxiliar que desacate este reglamento sele puede negar el continuar con su curso. Una reincidenciallevaría a medidas más drásticas.

ALGUNAS REGLAS SOBRE USO DE LABORATORIO, CRISTALERÍA YREACTIVOS

Adaptado del Manual de Laboratorio de Química II – Segundo ciclo 2009

Referente al estudiante:

1. Todos los estudiantes deberán hacer uso de lentesprotectores y batas en los períodos de laboratorio. Estasúltimas deberán usarse siempre abotonadas.

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2. El área de trabajo asignada a cada estudiante o grupodeberá quedar perfectamente limpia y seca al terminar lapráctica, el material usado lavado. 3. Cualquier daño de material de laboratorio deberá serreportado inmediatamente al instructor. 4. No se permite a los estudiantes realizar experimentos sinautorización y presencia del instructor. Nunca se deberándejar los experimentos sin vigilancia. 5. No guarde materiales ni reactivos en la campana deextracción; manténgalas limpias y libres. 6. Antes de dejar el laboratorio todos los estudiantesdeberán cerciorarse de que todas las llaves de los lavaderosestén cerradas (sentido de las agujas del reloj) y que lasllaves de aire, gas o vacío estén en su posición cerrada.

Referente a cristalería y reactivos:

Calentamiento y enfriamiento

1. Procesos de evaporación deben ser vigilados continuamente,un recipiente calentado después de que se evapore el líquidoque contiene puede rajarse o explotar.2. Nunca coloque material caliente en superficies frías omojadas, podría romperse debido al cambio de temperatura. Apesar que los productos PYREX y VICOR pueden soportar cambiosextremos de temperatura, siempre actúe con cuidado. 3. No caliente cristalería que esté rajada, ya que está másexpuesta a romperse. 4. Enfríe todo el material despacio para prevenir que seraje.

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Fuentes de calor

A. Mecheros Bunsen o Mecker

1. Ajuste el mechero a modo de obtener una llama suave.Calentará despacio pero más uniformemente. Calentamientouniforme muchas veces es crítico para ciertas reaccionesquímicas.

2. Ajuste el anillo y rejilla que soporta su cristaleríasobre el mechero de modo que la llama toque el vidrioabajo del nivel del líquido. Calentamiento arriba delnivel del líquido podría rajar de la cristalería.

3. Cuando se calientan tubos de ensayo, rotarlosuniformemente sobre la llama.

4. Antes de desconectar su mechero Bunsen o Meckerasegúrese de que la llave del gas esté cerrada.

Reactivos

B. Mezcla, agitación y uso de reactivos:

1. No mezcle ácidos fuertes con agua dentro de un cilindrograduado. El calor de la reacción podría quebrar labase.

2. Cuando esté diluyendo un ácido (especialmente ácidosulfúrico) recuerde siempre que se agrega el ácido alagua. Si se agrega agua al ácido concentrado obtendráuna reacción exotérmica que podría provocar accidentes.

3. Nunca pipetee con la boca soluciones ácidas ofuertemente alcalinas, ni reactivos tóxicos. Useperillas.

4. Cuando un reactivo ha pasado la boca del recipientecontenedor, ha pasado el punto sin regreso. Nunca

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regrese reactivos que ha tomado en exceso a surecipiente original.

5. Los tapones de los frascos de reactivos nunca se debencolocar sobre la mesa. Para evitar contaminaciones sesostendrán en la mano.

6. Líquidos y soluciones pueden desecharse en los lavaderossiempre que no sean substancias que ataquen al PVC(Consultar con su instructor). Se debe lavar luego conabundante agua.

7. Sólidos nunca se desechan en el lavadero. 8. Cuando pese un reactivo en la balanza nunca lo haga

directamente en el plato, use papel encerado o vidrio dereloj. Limpiar siempre el plato de la balanza y firmarel registro (balanza analítica). Dejar la balanzasiempre en cero.

9. Nunca disuelva reactivos en balones aforados. Hágaloprimero en un beaker (vaso de precipitados) y luegotrasvase su solución.

10. Rotule siempre todos los reactivos que se preparencon fecha, nombre, concentración y fórmula.

Nota: Los reactivos deberán utilizarse de formacuidadosa, racional, con toda precaución, procurandoemplear la cantidad que indica la práctica.

D. Seguridad personal

1. Use pinzas o guantes de asbesto para remover objetos dela fuente caliente. Coloque todo objeto caliente enplanchas de asbesto.

2. Cuando use un frasco con ácido asegúrese de que elexterior quede limpio ya que si el ácido goteó fuera deeste, una segunda persona podría quemarse al tomar luegoel frasco de ácido.

3. Derramamiento de ácido, materiales cáusticos, materialeso soluciones fuertemente oxidantes en la ropa o piel

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deberán lavarme inmediatamente con grandes cantidades deagua.

4. Se debe tener especial cuidado al manejar mercurio. Latoxicidad del mercurio es acumulativa. Después de unaccidente con mercurio, termómetros rotos, entre otros,el área deberá ser cuidadosamente aspirada para recogeren su totalidad las pelitas de mercurio. Recipientes quecontengan mercurio deberán estar muy bien cerrados.Agregue azufre en el área que derramó mercurio.

5. Nunca tome de un beaker. Nunca pruebe reactivos paraidentificarlos. Cuando quiera oler algún reactivo oproducto de una reacción, nunca lo haga directamente.Desplace una pequeña cantidad del vapor hacia su narizcon la mano.

6. Nunca llene un recipiente con un reactivo que no sea elque dice le etiqueta. Bote el contenido de losrecipientes no etiquetados.

7. Al trabajar sustancias tóxicas, use siempre la campanaen un área bien ventilada.

8. Al trabajar con materiales volátiles, recuerde que elcalor causa expansión, y la represión de la expansiónpuede causar una explotación.

E. Medidas de seguridad

Incendios

Debido al uso de solventes volátiles altamente inflamablesuno de los mayores riesgos en el laboratorio es el incendio.Las precauciones siguientes son muy importantes:

1. Localice la posición de los extintores, manta, de laregadera, y del botiquín de primeros auxilios y memoricedicha posición.

2. Nunca encienda fósforos o permita que enciendanencendedores, mecheros, etc. o contactos eléctricos que

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produzcan chispas cuando se esté trabajando con líquidosinflamables.

3. En caso de incendios sobre las personas o en sus ropasuse inmediatamente la regadera.

4. Para todos los otros incendios use los extintores deCO2.

5. No busque fugas de gas inflamable con llama directa.

F. Materiales corrosivos

1. Ácidos fuertes: ácido sulfúrico, clorhídrico, nítrico,perclórico, etc. destruyen rápidamente los tejidos. Lasbases KOH, NaOH son también corrosivas y destruyen lostejidos.

2. En caso de contacto bucal con ácido o base: debe lavarsela boca rápidamente con bastante agua, luego si elcontacto fue con ácido, lave su boca con solución debicarbonato de sodio. Si el contacto fuera con base lavesu boca con solución de ácido cítrico.

3. En el caso de derrame de ácidos o bases sobre las manos,mesas o peso de laboratorio, lave con abundante aguainmediatamente.

4. Lesiones de piel por bases: lavar con abundante agua yluego con sal al 1% de ácido bórico.

5. Lesiones de piel por bromo: cúbrase el área afectada conglicerol y frótese hasta que penetre en la piel yreaccione con el bromo que hubiere penetrado en losporos. Luego séquese y aplique picrato de butesín.

6. Lesiones en los ojos: Lavar inmediatamente con agua.Luego lávese usando una copa con bicarbonato de sodio ensolución si la lección fue con ácido y con ácido bóricoen solución si la sustancia fuera una base. Busque luegoasistencia médica.

G. Material de vidrio para medir volúmenes

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La calibración hecha por el fabricante del equipo volumétricoque se usará en el laboratorio, está dentro del erroraceptable para nuestros fines.

1. Matraces aforados: están calibrados para contenervolúmenes dados a la temperatura impresa en las paredes,cuando el borde inferior del menisco formado por ellíquido coincida con el anillo del cuello del matraz.Este tipo de matraz no debe calentarse.

2. Probetas: están calibradas para contener volúmenesvariables indicados en su graduación y son menosprecisas que los matraces volumétricos o aforados. Alemplearlas, el menisco del líquido debe quedar tangentea la graduación de la probeta.

3. Buretas: se emplean para medir volúmenes variables. Lasque tengan llaves esmeriladas deben estar ligeramenteengrasadas. El engrase se hace de manera que su manejosea más fácil y suave, sin permitir ningún escape delíquido. El lubricante no debe contaminar la partegraduada de la bureta. El líquido sobrante no debedescartarse invirtiendo la bureta, sino a través de lapunta.

4. Pipetas calibradas al contenido: (marcadas T.C. ToContain.) En la calibración de estas pipetas elfabricante toma en cuenta el volumen de líquido que sequeda en el interior de la pipeta al drenarla.

5. Pipetas calibradas al vacío: (marcadas T.D. To Deliver). Alcalibrar estas pipetas únicamente se toma en cuenta elvolumen de líquido que se obtiene al drenarlas.

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PRÁCTICA No. 1INTRODUCCIÓN AL LABORATORIOINSTRUMENTOS DE LABORATORIO

Elaborado por: Lic. Karen Schlosser a partir del Manual de Laboratorio deQuímica – Materia y Medición. McGraw-Hill.

Tabla No.1 Práctica No.1INSTRUMENTOS DE LABORATORIO

Insumos Requeridos por Sección de LaboratorioQuímica I – Primer Ciclo 2015

Equipo CristaleríaReactivos yMateriales

DescripciónCantidad Descripción

Cantidad Descripción

Cantidad

Balanza granataria 1Vidrio de reloj 1

Agua destilada 50 mL

Mechero 1Tubos de ensayo 4

Fósforos (caja) 1

Soporte universal 1 Beaker 50 mL 1Cloruro de sodio 6.0 g

Anillo de metal 1 Arena 6.0 gTriángulo 1 Papel filtro 1Espátula 1Pinza para tubos de ensayo 1Rejilla de asbesto 1Embudo 1

Nota: El número máximo de estudiantes por sección de laboratorio es 16.Se han planificado 15 secciones de Química I (teoría) para el segundo ciclo de 2015.Esto corresponde a 30 secciones de laboratorio.El equipo y los reactivos se han calculado por grupo de laboratorio de 2 personas.

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Introducción

La química es el estudio de la materia. El conocimiento delos procesos químicos depende de la habilidad que se tengapara obtener información precisa acerca de la materia. Muchasveces, esta información es cuantitativa, en forma demediciones. En este laboratorio, el estudiante podrá conocere implementar algunas técnicas de medición comunes.

Todos los instrumentos de medición están sujetos a un error,haciendo prácticamente imposible la obtención de medicionesexactas. La incertidumbre de cada instrumento varía según laescala de medición del mismo, y usualmente se calculadividiendo la menor medida dentro de 2. Así, como muestra elejemplo 1, la menor medida que registra la regla es 0.1 cm y,por lo tanto, su incertidumbre será 0.05; es decir, si semide un objeto de 5.2 cm se tendrá que reportar 5.2 ± 0.05 cm

Ejemplo 1: Incertidumbre deinstrumento

Durante los cambios físicos o químicos, usualmente setransfiere energía en forma de calor. Esta transferencia sepuede medir por un cambio en la temperatura. En estelaboratorio, el estudiante trabajará con el mechero delaboratorio y determinará la manera más efectiva del uso deeste instrumento de laboratorio.

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Procedimiento

A. Uso de la balanza1. Transfiera una pequeña cantidad de cloruro de sodio

(sal de mesa) a un beaker de 50 mL2. Mida el peso de un vidrio de reloj usando la balanza.

Anote el peso3. Con una espátula agregue sal al vidrio de reloj en la

balanza y pese 5.0g de sal4. Transfiera una pequeña cantidad de arena a otro

beaker de 50 mL. 5. Repita paso 2 y luego pese 5.0g de arena en la

balanza

B. Uso de la probeta1. En una probeta de 25 mL agregue 20 mL de agua

destilada a. La lectura la debe de realizar usando la parte

más baja del menisco, como se muestra en laFigura 1.

Fig. 1 Técnica de medición de volumen

C. Generación y separación de mezclas

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1. Tome los sólidos del procedimiento A y B y agréguelosen un solo beaker

2. Agregue los 50 mL de agua en el beaker 3. Agite4. Anote sus observaciones5. Coloque un beaker de 250 mL en el soporte universal y

arme el equipo como se muestra en la Figura 2. Dobleuna pieza de papel filtro como se ilustra en lafigura también.

Fig. 2 Diagrama para armar equipo de filtración y para doblarel papel filtro

6. Usando una varilla de agitación trasvase la mezcladel beaker lentamente hacia el embudo que contiene elpapel filtro previamente doblado.

7. Espere y anote sus observaciones

D. Uso del mechero

1. Agregue agua destilada en 4 tubos de ensayo,numérelos y colóquelos en la gradilla

2. Encienda el mechero

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3. Prepare el cronómetro4. Tome uno de los tubos de ensayo con una pinza para

tubo de ensayo y colóquelo sobre el mechero, en laaltura 1 como muestra la Figura 3.

5. Tome el tiempo que se tarda en ebullir el agua.6. Repita los pasos 3-5 con los otros 3 tubos de ensayo,

probando las otras alturas 7. Anote los tiempos

Fig. 3 Alturas de pruebas para determinar eficiencia decalentamiento

Práctica No. 2Conservación de la Materia

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Adaptado de: Manual de Laboratorio de Química I. Primer Ciclo 2009. Facultad deIngeniería. Por: José A. Beltethón E.

Modificado por: Inga. Miriam Chávez, MAI

Tabla No.1 Práctica No.2Conservación de la Materia

Insumos Requeridos por Sección de LaboratorioQuímica I - Primer Ciclo 2015

Equipo Cristalería Reactivos y Materiales



Cantidad

Balanza granataria 1 Beaker de 250 mL 1 Globos 2

Probeta graduada 100 mL 1 Alka Seltzer 1

Beaker de 50 mL 1

Ácido clorhídrico al 4% 24 mL

Mortero y pistilo 1 Agua destilada 70 mL

Erlenmeyer 300 mL 1

Piseta 1

Hilo de lana 1

Regla 1

Nota: El número máximo de estudiantes por sección de laboratorio es 16.Se han planificado 15 secciones de Química I (teoría) para el primer ciclo del 2015.Esto corresponde a 30 secciones de laboratorio.El equipo y los reactivos se han calculado por grupo de laboratorio de 2 personas.

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Introducción

El CO2 es un gas inodoro, incoloro y no inflamable para suidentificación se precipita como carbonato de calcio el cuales insoluble. Los gases tienen propiedades que permitendiferenciarlos de los sólidos y de los líquidos. Entre ellosse puede ver que éstos se difunden para llenar completamentecualquier recipiente en el que se les almacene, tienen bajaviscosidad y baja densidad. Estos también son fácilmentecompresibles y se mezclan entre sí en todas las proporciones.

Procedimiento

Generación de dióxido de carbono.

Ley de la conservación de la materia

1. Agregue a un erlenmeyer de 300 mL, 20 ml de H2O y 20 mlde HCl 4 %, para tener un volumen total de 40 mL.

2. En el mortero triture con el pistilo una tableta deAlka-Seltzer®.

3. A continuación vierta el sólido pulverizado en elinterior de un globo, teniendo cuidado de que no quedeen las paredes exteriores del mismo.

4. Coloque la boca del globo con la boca del erlenmeyer,asegurándose de que no caiga el sólido dentro delmatraz erlenmeyer.

5. Determine la masa del sistema (Erlenmeyer + agua +HCl+globo +sólido), usando la balanza de un plato de sumesa de laboratorio.

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6. Levante el globo para que el sólido (Alka-Seltzer®)caiga dentro del matraz y espere a que la reacción quese produce finalice.

7. Determine nuevamente la masa de todo el sistema.(Erlenmeyer +agua +HCl + globo +sólido), usando labalanza en su laboratorio.

8. Determine el diámetro del globo inflado, utilice un hilode lana para esto.

a. Coloque el hilo de lana alrededor del globo, de talforma, que le dé la vuelta completamente, despuéscon una regla mida la distancia del hilo de lana,que utilizó.

Figura 1. Montaje equipo procedimiento.

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Práctica No. 3Densidad, Exactitud, Precisión y Graficación

Adaptado de: Manual de Laboratorio de Química I. Primer Ciclo 2006. Facultad deIngeniería. Por: Inga. Miriam Chávez, MAI.

Tabla No.1 Práctica No.3Conservación de la Materia

Insumos Requeridos por Sección de LaboratorioQuímica I - Primer Ciclo 2015

Equipo Cristalería Reactivos y Materiales



Cantidad

Balanza granataria 1 Probeta de 50 mL 1 Agua destilada 100 mL

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Pipeta graduada de10 mL 1

Solución decloruro de sodioal 5.00%(*)

20 mL

Pipeteador 1


20 mL

Beaker de 250 mL 1

Solución decloruro de sodioal 15.00 %(*)

20 mL

Piseta 1


20 mL

Pipeta volumétricade 10 mL 1


20 mL

Nota: El número máximo de estudiantes por sección de laboratorio es 16.Se han planificado 15 secciones de Química I (teoría) para el primer ciclo del 2015.Esto corresponde a 30 secciones de laboratorio.El equipo y los reactivos se han calculado por grupo de laboratorio de 2 personas.

*Solamente una de las soluciones se colocará en cada mesa del laboratorio.

PRÁCTICA No. 3DENSIDAD, PRECISIÓN, EXACTITUD Y GRAFICACIÓN

Adaptado de: Manual de Laboratorio de Química I. Primer Ciclo 2006. Facultad deIngeniería. Por: Inga. Miriam Chávez, MAI.

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INTRODUCCIÓNPara un futuro ingeniero o ingeniera es muy importante saberdiferenciar entre los términos de exactitud y precisión. Exactitud: La exactitud es la medida de qué tan cercano estáun valor experimental del valor real. Si se mide lacircunferencia de un círculo de 25.000 cm y el diámetro de8.000 cm, el valor de π resulta en 25.00/8.000 = 3.125. Elvalor de 3.125 tiene un porcentaje de error de:

(3.1416-3.125) (100%) = 0.53% 3.1416

La diferencia de 0.53% es una medida de la falta de exactituden el resultado.Precisión: La precisión es la repetitividad oreproducibilidad de la medición o qué tan cercana estamedición está de otras mediciones del mismo fenómeno uobjeto. Esto se indica muchas veces por el número de cifrassignificativas. Una medida de 25.0 cm debe ser más precisaque una medida de 25 cm, ya que varias mediciones de laprimera deben encontrarse entre 24.9 y 25.1 cm, mientras quevarias mediciones de la segunda deben caer entre 24 y 26 cm.Los valores de 24.9 cm y 25.1 cm son visiblemente máscercanos entre ellos.A pesar de que los valores más exactos son usualmente tambiénlos más precisos y viceversa, existen excepciones. Puedenexistir mediciones muy poco exactas que sí estén muy cercanasentre sí y por ende sean muy imprecisas.

Graficación: Es muy común en los experimentos científicospresentar los resultados en tablas de datos. A veces esposible llegar a conclusiones con sentido de estas tablas,

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sin embargo es más fácil discernir las relaciones entrevariables visualmente utilizando un gráfico apropiado. Unagráfica muestra cómo una variable cambia mientras otra sevaría. Una gráfica debe ser diseñada para ser fácilmenteinterpretada y leída. La siguiente guía le ayudará apreparar gráficas legibles. Si está utilizando un programa decomputadora por favor también siga estas indicaciones.1. Seleccione una escala lógica que utilice tanto del papelde graficar como sea posible. A menos que estéextrapolando, la gráfica deberá cubrir solamente el rangode cada eje. En caso de que realice las gráficas en lacomputadora, tome en cuenta que la gráfica sea legible yque utilice el rango adecuado en cada eje.2.Etiquete los ejes para indicar las unidades utilizadas. 3.Localice los puntos y dibuje círculos en los puntoslocalizados.4.Si los puntos parecen estar en una línea recta, utiliceuna línea recta para dibujar la línea recta una de mejorforma a todos los puntos. Si los puntos parecen tenercurvatura dibuje la mejor curva posible a través de losdatos. Si está utilizando computadora indique la ecuaciónde la recta.5. No se olvide de colocar el número y nombre a la gráfica,a los ejes y las dimensionales de cada eje.

PROCEDIMIENTO

A. Densidad del AguaSe determinará la densidad de 3 diferentes volúmenes deagua medidos con una probeta y se graficará la masa de aguaversus su volumen.1.Pese una probeta vacía y seca de 50 mL. 2.Agregue 10.0 mL de agua destilada a la probeta. Recuerdeque la parte inferior del menisco debe estar apenas tocando

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la línea de 10.0 mL. Adicione agua hasta la marca del 9.0mL y luego utilice una pipeta graduada para llenar hasta lamarca del 10.0 mL.3.Pese la probeta y los 10.0 mL de agua. Ahora ya puedecalcular la densidad del agua destilada. Determine elresultado como primer resultado de la densidad del aguadestilada.4.Adicione agua destilada hasta la marca de 30.0 mL y pese.Determine el resultado como segundo resultado de ladensidad del agua destilada.5.Adicione agua hasta la marca de 50.0 mL y pese. Determineel resultado como tercer resultado de la densidad del aguadestilada6.Calcule el promedio de las densidades de los 3 volúmenestotales. Determine el porcentaje de error respecto a ladensidad del agua a 25°C.7.Como un ejercicio inicial de graficación, grafique lasmasas de agua en el eje de las ordenadas (eje “y”) versuslos volúmenes de agua en el eje de las abcisas (eje “x”).

B. Exactitud y Precisión

1.Se realizará el mismo procedimiento del inciso A,determinando la densidad del agua, variando el instrumentopara la determinación de los volúmenes, utilizando lapipeta graduada. 2.El promedio de las densidades y las desviaciones promediopara cada instrumento de medición volumétrico (probeta ypipeta graduada) serán calculadas y la precisión yexactitud de la probeta y la pipeta graduada seráncomparadas.

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C .Densidad de una solución de cloruro de sodio

1. Tome la solución de sal de porcentaje de masa desconocidaque se encuentra en su mesa de trabajo.

2. Lave con la solución desconocida una pipeta graduada de10.0 mL

3. Transfiera 10.0 mL de la solución desconocida en a beakerde 250 mL previamente pesado.

4. Pese el beaker + solución desconocida y determine ladensidad de la muestra desconocida. Para ello utilice losdatos de la tabla adjunta.

5. Utilice los datos siguientes para graficar el porcentajeen masa de la solución desconocida. Note que lasdensidades presentadas de las soluciones salinas fueronmedidas a 20°C. A pesar que la densidad es dependiente dela temperatura, los valores son exactos hasta 3 cifrassignificativos después del punto decimal entre 18 y 24°C.Si la solución que utilizó no está en este rango detemperatura existirá un margen de error, por lo que puededeterminarlo.

% NaCl (en masa) Densidad (g/ml)

0.00 0.998

5.00 1.034

10.00 1.071

15.00 1.108

20.00 1.148

25.00 1.189

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Práctica No. 7Generación e identificación de Gases

Tabla No.1 Práctica No.7Generación e

identificación de GasesInsumos Requeridos por Sección de Laboratorio

Química I - Primer Ciclo 2015Equipo Cristalería Reactivos y Materiales



Cantidad

Balanza granataria 1

Tubos de ensayo4

Zinc en polvo2.0 g

Tapón bi-horadadosque se ajusten ala boca del tubode ensayo 1

Ácidoclorhídrico 10%HCl

2.0 mLTubo pararecolección degases 1

Peróxido dehidrógeno al 6%H2O2 2.0 mL

Beaker de 250 mL1

Dióxido demanganeso MnO2 0.2 g

Manguera del grosor de la perforación del tapón de hule 10 cm

Bicarbonato desodio NaHCO3

2.0 g

Jeringa desechablede 5 mL 1

Solución clarade hidróxido decalcio Ca(OH)2

40.0mL

Nota: El número máximo de estudiantes por sección de laboratorio es 16.Página 33 de 40


Se han planificado 15 secciones de Química I (teoría) para el primer ciclo del 2015.Esto corresponde a 30 secciones de laboratorio.El equipo y los reactivos se han calculado por grupo de laboratorio de 2 personas.

Práctica No. 4Generación e identificación de Gases

Práctica tomada de: UDEA (2001). Prácticas de Laboratorio para QuímicaElemental. Universidad de Antioquia. Colombia. Adaptada por José A. Beltethón

E.

Introducción TeóricaLos gases tienen propiedades que permiten diferenciarlos

de los sólidos y de los líquidos.

Todos son transparentes y la mayoría son incoloros conexcepción del flúor (F2) y el cloro (Cl2) que son amarilloverdosos, el bromo (Br2) y el dióxido de nitrógeno (NO2) queson pardo rojizos y el yodo (I2) que es violeta.

Los gases se difunden para llenar completamentecualquier recipiente en el que se les almacene, tienen bajaviscosidad y baja densidad.

Son fácilmente compresibles y se mezclan entre sí en todaslas proporciones. Los gases ejercen presión (fuerza porunidad de área) contra las paredes del recipiente que loscontiene. Se dilatan rápidamente al calentarse.

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Para obtener gases en el laboratorio por reacción de unsólido con un líquido o a partir de dos líquidos se empleael aparato de Seidel. Este equipo se puede utilizar también parareacciones de gases con líquidos en contracorriente, eigualmente sirve para saturar líquidos con gases y paraefectuar reacciones en atmósfera inerte.

Los gases, cuando son insolubles o muy poco solubles enagua, pueden recogerse sobre ella utilizando un eudiómetro,que no es más que un tubo graduado invertido en una cubetallena de agua. Como reemplazo del eudiómetro se puedeutilizar una probeta u otro recipiente graduado (Figura No.1).

Figura No. 1 Esquema de un sistema para obtención de gasessobre agua

Procedimiento

A. Generación de Dióxido de Carbono 1. Insertar con cuidado la aguja de la jeringa en un tapón

de hule que pueda ajustarse al tubo de ensayo.2. Llenar con agua de la llave varios tubos de ensayo y el

recipiente en donde se va a recibir gas.3. Introducir el extremo abierto del tubo de desprendimiento

de gases en el recipiente con agua y colocar invertidosobre su salida uno de los tubos de ensayo lleno conagua. Cuidar que no penetre aire.

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4. Sujetar mediante la pinza de tres dedos y el soporte, eltubo generador de gas para que no se mueva.

5. Generar dióxido de carbono colocando en el tubo generadorde gases 1.0 g de Bicarbonato de sodio. Colocar el tapóncon la aguja, acoplar a esta la jeringa que contiene 1 mLde ácido clorhídrico al 10%, añadirlo gota a gota.

6. Burbujear el gas generado en una solución clara dehidróxido de calcio. Observar la formación de unprecipitado blanco de carbonato de calcio que compruebala obtención del gas.

B. Generación de Oxígeno

1. Generar oxígeno colocando en el tubo generador de gases0.1 g de dióxido de manganeso. Colocar el tapón con laaguja, acoplar a esta la jeringa que contiene 1 mL deperóxido de hidrógeno, añadirlo gota a gota.

2. Recibir el gas así generado en un tubo de ensayo llenode agua y colocado invertido a la salida del equipo paraobtención de gases.

3. Una vez lleno el tubo con el gas, sacar del agua y taparde inmediato.

4. Comprobar la obtención de este gas acercando a la bocadel tubo un pedacito de madera encendido sin flama. Labrasa del extremo se aviva si se ha producido eloxígeno.

C. Generación de Hidrógeno

1. Preparar hidrógeno colocando en el tubo generador degases 1.0 g de zinc en polvo. Colocar el tapón con laaguja, acoplar a esta la jeringa que contiene 1 mL deácido clorhídrico al 10%, añadirlo gota a gota.

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2. Probar que se ha obtenido hidrógeno acercando una llamaa la boca del tubo que lo contiene.

PRÁCTICA NO. 10

EL pH DE LAS SUSTANCIAS

Adaptado de: Manual de Laboratorio de Química I. Primer Ciclo 2009. Facultad de Ingeniería,por Jorge Andrés Villatoro Ardón


Tabla No.1 Práctica No. 10El pH de las sustancias

Insumos Requeridos por Sección de LaboratorioQuímica I – Primer Ciclo 2015

Equipo CristaleríaReactivos yMateriales


Cantidad Descripción Cantidad

Beaker de 250 mL 1

Agua destilada 200 mL

Varilla de agitación 1

Azul de bromotimol 5 mL

Vidrio de reloj

Rojo de metilo 5 mL

Tubos de ensayo 10

Jabón sólidopara lavar platos 5 g

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Gradilla 1 Vinagre

Papel tornasol

1 cajapor mesa

delaborato

rio

Nota: El número máximo de estudiantes por sección de laboratorio es 16.Se han planificado 15 secciones de Química I (teoría) para el segundo ciclo de 2015.Esto corresponde a 30 secciones de laboratorio.El equipo y los reactivos se han calculado por grupo de laboratorio de 2 personas.

PRÁCTICA NO. 7EL pH DE LAS SUSTANCIAS

Adaptado de: Manual de Laboratorio de Química I. Primer Ciclo 2009. Facultad deIngeniería, por Jorge Andrés Villatoro Ardón


Introducción

Los ácidos y bases se encuentran desde los procesos químicosque se realizan en nuestro medio ambiente hasta procesosindustriales y biológicos.

La escala de pH sirve para describir la basicidad o acidez deuna sustancia o disolución

Como excepción se probarán diferentes sustancias en ellaboratorio. Se persigue el explicar al alumno la diferenciaentre lo organoléptico y lo fisicoquímico.

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Los alumnos deberán traer lo siguiente, por pareja delaboratorio:

1 manzana, 2 limones, 1 naranja, 1 banano 1 lata de 7 up, 1cuchillo y 1 tabla para cortar.

Procedimiento

1. Corte todas sus frutas en pedazos pequeños, pruebeun pedazo de cada uno y anote sus observaciones.

2. Coloque otro pedazo en un vidrio de reloj,agréguele cinco gotas de azul de bromotimol y anotesus observaciones.

3. Coloque un tercer pedazo de su fruta y repita elinciso 2 con el rojo de metilo.

4. Coloque un cuarto pedazo de su fruta y repita elinciso 2 con el papel tornasol

5. No olvide hacer lo mismo con el jabón de trastos.6. Luego coloque unas gotas de limón en un vaso

plástico y repita los incisos 1 al 4. Luegoagregue agua y vea lo que sucede.

7. Repita este experimento (paso 6) con la 7 up y elvinagre. Anote sus observaciones.

Bibliografía

1. Manual de Prácticas de Laboratorio para Química I. (2010)Universidad Rafael Landívar, Facultad de Ingeniería.

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Documents

UNIVERSIDAD RAFAEL LANDÍVAR Facultad de Ingeniería Química I MANUAL DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO QUÍMICA I Primer ciclo 2015