Dra. Maritza Riquelme 1

Universidad de Santiago de Chile Facultad de Química y Biología Laboratorio de Química Analítica

MANUAL DE PRÁCTICAS DEL LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA

INGENIERÍA BIOTECNOLOGÍA 2014

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I.- NORMAS GENERALES

1. Durante el desarrollo del práctico, es obligatorio el uso de: DELANTAL Y GAFAS DE

SEGURIDAD. 2. Se exige puntualidad en la hora fijada para el comienzo de la práctica ya que deberá realizar un

TEST DE ENTRADA (10 min). De no hacerlo no podrá realizar la práctica. 3. El alumno responsable de la destrucción de cualquier material de laboratorio deberá reponerlo. 4. Procure leer cuidadosamente el contenido de la práctica y la bibliografía que corresponde antes de

entrar en el laboratorio. Esté siempre seguro de lo que va a hacer. 5. Todo alumno debe traer la guía de práctica, bolígrafo y un cuaderno de laboratorio. 6. Seguir las instrucciones del Manual de Prácticas. No pregunte a sus compañeros. Ante cualquier

duda consulte al Profesor o al ayudante. 7. En el transcurso de la práctica no se permitirá la salida del laboratorio sino por motivos especiales,

y previa autorización del profesor. 8. No deje sobre la mesa del laboratorio las prendas personales y los libros. Ello quita espacio para

trabajar y pueden estropearse con los reactivos. Sólo deben estar sobre la mesa los materiales que se estén usando.

9. Los reactivos sacados del frasco y que no se hayan usado, no deben devolverse, puesto que todo el

contenido puede contaminarse. Por consiguiente, las cantidades de reactivos que se saquen deben ser las necesarias para no malgastarlas.

10. Lave el material y los aparatos de su equipo al inicio y final de la práctica (nada esta limpio, si no

lo ha realizado). En la mayoría de los casos, el material puede limpiarse con mayor facilidad, inmediatamente después de su uso.

11. No use nunca una sustancia sin estar seguro de que es la indicada en la práctica, pues ello podría

ocasionar un accidente. 12. Las materias sólidas inservibles, como fósforos, papel de filtro, etc., y los reactivos insolubles en

agua, deben depositarse en un recipiente adecuado, y, en ningún caso, en el canal de desagüe. 13. En caso de heridas, quemaduras, etc., informe inmediatamente a su profesor.

14. Al terminar la práctica de laboratorio, la mesa debe quedar limpia, las llaves del agua y del gas

deben dejarse cerradas.

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II.- EVALUACIÓN El presente laboratorio se evaluará de la siguiente forma: 1.- Reportes: 35%. Se realizarán a la semana siguiente, será en pareja. 2.- Control de entrada: 30%. Al inicio de cada práctica se realizará un control de la práctica a realizar,

durante los primeros 10 minutos del práctico. Si un alumno llega con retraso no se le dará tiempo extra, si no alcanza a rendir el control por llegar tarde se evaluara con nota 1,0.

3.- Prueba de ciclo: 35%. Se tomará al finalizar el segundo ciclo de prácticos propuestos para el semestre.

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PROGRAMACIÓN SEMESTRAL

Fecha Lab. Actividad

Notas

C R PC

01/04 1 Introducción al laboratorio de química analítica Material volumétrico, Medición de masa, Volumetría

08/04 2 Reporte

15/04 3 Volumetría ácido base

22/04 4 Reporte

29/04 5 Volumetría Complexometría

06/05 6 Reporte

13/05 7 Potenciometría ácido base

20/05 8 Reporte

27/05 9 Espectroscopia UV-visible

03/06 10 Reporte

10/06 11 Espectrofotometría de absorción atómica, EAA

17/06 12 Reporte

17/06 13 HPLC

24/06 14 Reporte

01/07 PC Prueba de Ciclo

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LABORATORIO Nº 1 INTRODUCCIÓN AL LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA,

MATERIAL VOLUMÉTRICO, DE MEDICIÓN DE MASA, VOLUMETRÍA I.- INTRODUCCIÓN Instrucciones Generales: El trabajo en el laboratorio requiere que los alumnos dominen el tema que se va a desarrollar en la práctica. Los alumnos deben leer cuidadosamente todas las instrucciones antes de comenzar su trabajo en el laboratorio. Los alumnos deben presentarse puntualmente al laboratorio llevando: ü Cuaderno individual de laboratorio ü Delantal blanco ü Guía de laboratorio estudiada Cuaderno de Laboratorio: La función del cuaderno de laboratorio es registrar todo lo que se realizó y observó. Un buen cuaderno de laboratorio debe especificar todas las observaciones realizadas, las ecuaciones químicas balanceadas para cada una de las reacciones realizadas, los resultados y datos numéricos deben indicarse en tablas y debe ser comprensible para cualquier persona. La forma más adecuada de realizar una experiencia de laboratorio consiste en estudiar y disponer el cuaderno para recibir anotaciones antes de entrar al laboratorio. Material Volumétrico: Probetas: Son tubos cilíndricos de vidrio acabados en un pico que facilita el vertido de los líquidos. Sirven para medir volúmenes de líquidos, habiéndolos con y sin graduación siendo las más frecuentes de entre las primeras de: 5, 10, 25, 50, 100, 250, 500 y 1000 mL. El volumen contenido se lee viendo la graduación, marcada en la pared de la probeta, que es tangente al menisco del líquido. En una probeta graduada, así como en todo material volumétrico de precisión (pipetas, buretas, matraces aforados, etc.) no deben verterse líquidos calientes, ni calentarse por encima de la temperatura ambiente ya que se dilatan y pierden el aforo. La fiabilidad de las probetas es buena aunque no son útiles de precisión. Pipetas: Constan de un tubo cilíndrico central soldado a otros dos más estrechos, uno de ellos adelgazado en su extremo. Sirven para medir volúmenes de fluidos, para lo cual llevan marcas especiales. Tanto las pipetas como las buretas, permiten medir volúmenes con una precisión aproximada del 0,1 %. Las más corrientes son de: 1, 5, 10, 15, 25, 50 y 100 mL. Se utilizan de la siguiente manera: • Se introduce la punta de la pipeta bajo el nivel del líquido, con cuidado para que la pipeta no tome aire,

succionamos con ayuda de una propipeta hasta que este sobrepase la marca superior. • Una vez enrasada la pipeta se deja vaciar libremente, manteniendo el extremo de la pipeta en contacto con

la pared del vaso después de la salida total del líquido durante uno o dos segundos. La pequeña porción de líquido que queda en el interior de la pipeta no se debe vaciar por soplado ni por ningún otro medio.

Bureta: Son tubos cilíndricos de vidrio graduados en décimas de mL cuya parte superior está abierta y la

inferior terminada en punta fina, se cierra con una llave. Sirven para medir volúmenes con buena precisión. No debe vaciar a velocidad elevada (> 0.7 mL/sg) para evitar que demasiado líquido quede adherido a las paredes dando un volumen erróneo por defecto. En el manejo de la bureta hay que tener en cuenta:

• Antes de llenada de líquido se enjuaga previamente con una pequeña porción del mismo.

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• Una vez llena la bureta debe enrasarse a cero. • Cuando se vierte líquido de la bureta a un recipiente, la llave se acciona con la mano izquierda, dedos

pulgar e índice, y con la derecha se maneja el recipiente • Cuando el líquido es coloreado la lectura se verifica el enrase del borde superior del menisco

Matraz aforado: Utilizados para medir volúmenes y preparar disoluciones con precisión. Los hay de 1, 5, 10,

25, 50, 100, 250, 500, 1000 y 2000 mL Material de medición de masa: - Balanza granataria: Su sensibilidad está dada por la masa de las pesas deslizables que se ubican sobre

una barra horizontal. Esta balanza se usa para pesadas en las que no se necesita gran exactitud, siendo ésta la décima o centésima de gramo.

Para disminuir los errores en una pesada, se debe seguir el siguiente procedimiento: a) Posar la balanza en una cubierta horizontal sin movimiento b) Sacar el arresto o freno. c) Equilibrar la balanza con el tornillo de contrapeso. d) Si desea pesar un objeto, coloque éste directamente en el plato, ajuste las pesas deslizables hasta obtener

el punto de equilibrio y lea la pesada. e) Si desea pesar una cantidad determinada de sustancia, primero hay que tarar el recipiente en el que se

depositará la sustancia a pesar. Ajuste las pesas deslizables a la masa total (masa de la tara más masa de la sustancia que desea pesar) y agregue la sustancia hasta el punto de equilibrio.

f) Colocar el arresto g) Limpiar la balanza una vez que haya terminado de utilizarla. - Balanza analítica: Es un instrumento que permite realizar pesadas con alta exactitud y precisión, se usa

para medir cantidades pequeñas de masa con exactitud de 0,1 mg. Presenta un sistema oscilante, que a través de un mecanismo interno determina el peso. Una balanza analítica debe cumplir con los siguientes requisitos: ser exacta, estable, sensible y tener un período corto de oscilación.

Se detallará el procedimiento de pesada de una balanza Mettler AC100 (los pasos son muy similares en otras balanzas). Para disminuir el error en la pesada, es necesario seguir el siguiente procedimiento:

a) Posar la balanza en una cubierta horizontal sin movimiento cerca de una fuente de energía. b) Nivelar la balanza y conectar a la corriente eléctrica. c) Encender y presionar la tecla de lectura (TARE) para llevar la cifra a 0,0000 g. d) Si desea pesar un objeto, abra la puerta lateral, coloque el objeto a pesar, cierre la puerta y registre la

medida. e) Si desea pesar una cantidad determinada de sustancia, primero hay que tarar el recipiente en el que

depositará la sustancia a pesar. Coloque el recipiente en el interior de la balanza cierre la puerta lateral y presione la tecla de lectura (TARE). Agregue la cantidad de sustancia deseada cierre la puerta y lea la medida.

f) Retire el recipiente con la sustancia pesada y vuelva a tarar. g) Limpie la balanza una vez que haya terminado de usarla.

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Balanza

Granataria Balanza Digital Balanza Analítica

Material Volumétrico

- Lectura del material volumétrico

La superficie de los líquidos no es plana y forma una superficie curva llamada menisco. El menisco es cóncavo si el líquido moja las paredes del tubo, y es convexo si no las moja. La lectura en un menisco cóncavo, siempre es el punto más bajo y en un menisco convexo es el punto más alto, esto se hace situando el menisco a la altura de los ojos, horizontalmente, como en la figura.

Menisco cóncavo Menisco convexo - Bureta: Aparato de vidrio para la medida de volúmenes variables de líquidos con precisión.

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- Pipeta graduada: Sirve para medir volúmenes variables con precisión.

- Pipeta aforada (de aforo): Sólo sirve para medir un volumen fijo, entre el aforo y el extremo inferior de la pipeta.

- Probeta: Recipiente de vidrio para la medida de volúmenes aproximados y generalmente variables. No debe utilizarse para preparar disoluciones.

- Matraz aforado: Es un recipiente de vidrio utilizado para preparar soluciones de volumen conocido

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Material de Laboratorio de Uso Frecuente

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- Cifras Significativas: La exactitud o precisión de una medida depende de las limitaciones del aparato de medida y de la habilidad con que éste se use. La precisión de una medida está indicada por el número de cifras utilizadas para obtenerla. Los dígitos, en una medida, son cifras significativas. Estas cifras incluyen todas aquellas que son conocidas con certidumbre y además de otra que es aproximada. - Los ceros que aparecen como parte de la unidad son significativos.

Ejemplo: 0,0005030 (4 cifras significativas)

- Ciertos valores, que se originan en la definición del término, son exactos. Ejemplo: 1000 mL = 1 L

- Los valores obtenidos por conteo también son exactos. Ejemplo: H2 (dos átomos)

- A veces, la respuesta a un cálculo contiene más cifras que son significativas.

Reglas: - Si la cifra que sigue al último número a retenerse es menor que 5, todas las cifras no deseables se

pueden descartar y el último número se deja sin modificar. Ejemplo: 3,6247 se desea dejar con tres cifras significativas. El número queda 3,62

- Si la cifra es mayor que 5 ó igual a 5, con otros dígitos que le siguen, el último número se aumenta en 1 y las cifras restantes se descartan. Ejemplos: 7,5647 es 7,565 (4 cifras significativas)

6,2501 es 6,3 (2 cifras significativas)

- Si el número que sigue a la última cifra a retener es 5 y hay sólo ceros después, el 5 se descarta y la última cifra se aumenta en 1 si es impar o no se cambia si es número par. Ejemplos: 3,250 es 3,2 (2 cifras significativas)

7,6351 es 7,64 (3 cifras significativas) 8,105 es 8,10 (3 cifras significativas) - El resultado de una suma o resta debe presentarse con el mismo número de cifras decimales que tenga

el término con el menor número de decimales. Ejemplo:

161,032 5,6 + 32, 4524 199,0844 Resultado: 199,1

- La respuesta a la multiplicación o división se redondea al mismo número de cifras significativas como tenga el término con menos cifras significativas en el cálculo. Ejemplo:

152,06 x 0,24 = 36,4944

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Resultado: 36 Debido a que el término menos preciso en el cálculo es 0.24 (2 cifras significativas)

II.- OBJETIVOS: Conocer y manipular adecuadamente los materiales volumétricos y de medición de masa de uso más frecuente en el laboratorio. III.- PARTE EXPERIMENTAL 1) Material de Medición de Masa

Tome un objeto (una moneda) y pésela en una balanza granataria tres veces. Registre los valores obtenidos y repita el procedimiento utilizando ahora una balanza analítica.

2) Material Volumétrico 2.1) Enumere y pese cuatro vasos precipitados de 50 mL en una balanza analítica, luego agregue a cada uno

de ellos 10 mL de agua destilada utilizando una pipeta graduada, una pipeta volumétrica, una probeta y una bureta respectivamente y péselos nuevamente. Registre la temperatura ambiente.

2.2) Calibración de Material Volumétrico: Cuando se desea la máxima exactitud posible, en necesario

calibrar el material volumétrico que se emplea. Una forma de calibrar un material volumétrico es medir la masa de agua vertida por el recipiente o contenida en él, y utilizando la densidad del agua a la temperatura de la experiencia, se convierte masa en volumen.

Calibración de una bureta de 25 o de 50 mL:

a) Llene la bureta con agua destilada y expulse cualquier burbuja de aire retenida en la punta. Ajuste el nivel del menisco en 0.00 mL y elimine la gota suspendida en el extremo.

b) Pese un matraz de 50 mL seco y provisto de un tapón de goma. c) Vierta aproximadamente 5 mL al matraz, lea y anote el volumen vertido. Tape el matraz. d) Pese el matraz con el volumen de agua vertido y determine la masa de agua vertida por la bureta. e) Repita la operación hasta pesar el total del volumen de la bureta, vertiendo 5 mL de agua sobre el

matraz cada vez. f) Registre la temperatura ambiente. g) Utilice la Tabla de densidad del agua para transformar la masa de agua en volumen vertido.

Complete en el reporte 1.- Haga un cuadro comparativo entre la balanza electrónica y electrónica analítica. Determine:

- Media - Mediana - Desviación estándar - Interprete los resultados

2.- Considerando la densidad del agua a la temperatura de la experiencia, determine el volumen exacto vertido

desde cada uno de estos materiales.

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Material Volumétrico Volumen exacto Error absoluto Error Relativo Bureta Pipeta graduada Pipeta volumétrica Probeta

3.- Ordene el material volumétrico de mayor a menor exactitud de acuerdo a los resultados obtenidos

en la pregunta anterior. 4.- De los datos obtenidos en la experiencia 2.2) confeccione una gráfica de calibración e interprete

el gráfico.

Tabla 1: Densidad del agua Volumen de 1 g de agua (cm3)

Temperatura Densidad del agua A la temperatura Corregido a

(ºC) (g/ml) indicada 20 ºC 0 0.999842 5 - - 4 975 0 - - 5 966 8 - - 10 702 6 1.001 4 1.001 5 11 608 4 1.001 5 1.001 6 12 500 4 1.001 6 1.001 7 13 380 1 1.001 7 1.001 8 14 247 4 1.001 8 1.001 9 15 102.6 1.002 0 1.002 0 16 0.998946 0 1.002 1 1.002 1 17 777 9 1.002 3 1.002 3 18 598 6 1.002 5 1.002 5 19 408 2 1.002 7 1.002 7 20 207 1 1.002 9 1.002 9 21 0.997995 5 1.003 1 1.003 1 22 773 5 1.003 3 1.003 3 23 541 5 1.003 5 1.003 5 24 299 5 1.003 8 1.003 8 25 047 9 1.004 0 26 0.996786 7 1.004 3 1.004 2 27 516 2 1.004 6 1.004 5 28 236 5 1.004 8 1.004 7 29 0.995947 8 1.005 1 1.005 0 30 650 2 1.005 4 1.005 3 35 0.994034 9 - - 37 0.993331 6 - - 40 0.992218 7 - - 100 0.958366 5 - -