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PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
MANUAL DE PRÁCTICAS
PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
MANUAL DE PRÁCTICAS
QUÍMICA I
AREQUIPA – PERÚ 2013
PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
INDICE
INTRODUCIÓN Presentación para el estudiante
Instrucciones para el trabajo en el laboratorio
Operaciones peligrosas
Normas para el uso del laboratorio
Pág.
Práctica Nº 1: Reconocimiento del Material de laboratorio 07
Práctica Nº 2: Medición y tipos de errores 17
Práctica Nº 3: Operaciones Básicas en el laboratorio 21
Práctica Nº 4: Tabla Periódica: Propiedades de los elementos 32
Práctica Nº 5: Enlaces Químicos 36
Práctica Nº 6: Funciones Químicas Inorgánicas 41
Práctica Nº 7: Reacciones y ecuaciones químicas 47
Práctica Nº 8: Reacciones de Oxido – Reducción 53
Práctica Nº 9: Suspensiones, Coloides y disoluciones 59
Práctica Nº 10: Soluciones Químicas 62
Práctica Nº 11: Cinética Química 68
Práctica Nº 12: Equilibrio Químico 72
Práctica Nº 13: Ácidos y Bases 77
Controles 85
Manual de Prácticas de Química I Ingeniería Industrial
2
PRESENTACIÓN El laboratorio de química representa el encuentro del estudiante con el “hacer y sentir
de la química”, y está diseñado para que entiendas y profundices en algunos
conceptos fundamentales de química, pero además para desarrollar habilidades que te
ayudaran a lo largo de tu vida profesional. Por tanto, el presente manual está
diseñado para guiarte en la realización de las prácticas de laboratorio y de los reportes
correspondientes.
Sin embargo, el éxito de tu trabajo en el laboratorio dependerá del orden y la
disciplina con que lo realices. Esté debe estar planeado de tal manera que pueda ser
desarrollado adecuadamente en las horas asignadas, para lograr esto siempre debes
investigar antes de llegar al laboratorio a realizar los experimentos, es fundamental
que leas con suficiente anticipación el Manual de Practicas de Química I y
comprendas los conceptos básicos impartidos en las clases teóricas.
Por otra parte, el éxito de un experimento se basa en la observación de los fenómenos
que ocurren, en la exactitud de la anotación de datos y mediciones, en el orden
correcto de los pasos de cada experimento, en la habilidad para la manipulación de los
aparatos, equipos, etc., en la adquisición de buenos hábitos; todos ellos son la base de
la formación tecnología, científica o profesional. Por tanto, es importante que registres,
en un cuaderno, las observaciones y los resultados de cada experimento.
Los experimentos no son una repetición simple de recetas, estas sólo tiene por objeto
dar las indicaciones importantes para cada experimento. Lo importante es que pienses
y razones, es decir, debes usar el raciocinio y la inteligencia para llegar al
conocimiento y comprobación de un principio químico, así como su aplicación en el
campo profesional y científico.
Docentes Responsables del Curso
Manual de Prácticas de Química I Ingeniería Industrial
3
PRESENTACIÓN PARA EL ESTUDIANTE
Las reglas y normas que a continuación se indican deberán de cumplirlas
irrestrictamente ya que de ello depende su formación integral y evaluación en el curso
de Química.
1. La asistencia a las prácticas es obligatoria, el contar con 30% de inasistencias se le
considera como ABANDONO
2. El alumno deberá respetar el horario y el grupo asignado. La puntualidad a la
práctica es fundamental. El alumno no podrá ingresar al laboratorio pasada la
hora de inicio y esto es considerado inasistencia.
3. Al inicio del curso deberá de solicitar el silabus del curso, donde se encuentra el
programa del curso, fechas de evaluación y peso de las diferentes actividades que
se ejecutaran en su aprendizaje, así como, la forma de obtener el promedio final.
4. Las evaluaciones se efectuaran en el proceso y/o al final del curso tanto en la parte
teórica como experimental.
5. Está estrictamente prohibido:
• Llevar objetos, alimentos o sustancias ajenas a la práctica a realizarse.
• Comer, beber o fumar dentro del laboratorio.
• Realizar actividades o experimentos no programados.
• Etc.
6. Cuando Ud. ingrese al laboratorio debe previamente haber leído con suficiente
anticipación el MANUAL DE QUÍMICA I, así como el haber comprendido los
conceptos básicos y otros que los Docentes le han impartido en sus clases
teóricas.
7. Tener siempre consigo su cuaderno de notas de laboratorio, anotar los datos y
medidas directamente en el. Es un pésimo hábito anotar importantes datos en un
pedazo de papel.
8. Consultar con el Docente cuando no se entiende una operación o reacción química.
9. La ruptura o daño de los materiales y aparatos, es responsabilidad de los
estudiantes que se encuentren operando.
HACER USO DEL MANDIL, LENTES DE SEGURIDAD EN FORMA HACER USO DEL MANDIL, LENTES DE SEGURIDAD EN FORMA HACER USO DEL MANDIL, LENTES DE SEGURIDAD EN FORMA HACER USO DEL MANDIL, LENTES DE SEGURIDAD EN FORMA
OBLIGATORIA EN EL AMBIENTE DE TRABAJO.OBLIGATORIA EN EL AMBIENTE DE TRABAJO.OBLIGATORIA EN EL AMBIENTE DE TRABAJO.OBLIGATORIA EN EL AMBIENTE DE TRABAJO.
Manual de Prácticas de Química I Ingeniería Industrial
4
INSTRUCCIONES PARA EL TRABAJO EN EL LABORATORIO DE QUIMICA I
1. Recuerde que el laboratorio es un lugar serio de trabajo. Debe conocer su ubicación
permanente en la mesa y mantenerla el orden.
2. Lea cuidadosamente el MANUAL DE PRACTICAS DE QUÍMICA I preparando un
bosquejo de informe. Al realizar las prácticas, solo efectúe las señaladas y a
medida que las realice, complete su informe correspondiente.
3. Deje sus mochilas, chaquetas y cualquier otro implemento, que no necesite en el
laboratorio, en los casilleros dispuestos para tal fin.
4. No juegue con las llaves de agua, gas, etc. que se encuentran en las mesas.
5. Si deja caer las sustancias químicas sobre la mesa, limpiar inmediatamente.
6. Si se vierte sobre sí un ácido o cualquier sustancia corrosiva, lávese inmediatamente
con abundante agua.
7. No toque directamente con las manos las sustancias químicas desconocidas.
8. Si desea conocer el olor de una sustancia, no acerque a la cara directamente,
abanique un poco de vapor a las fosas nasales, moviendo la mano sobre la sustancia
o el recipiente que contiene la sustancia
9. Compruebe cuidadosamente los rótulos de los frascos de reactivos antes de usar su
contenido.
10. No devolver los sobrantes de compuestos usados a los frascos originales, no
introducir objeto alguno dentro de ellos, no cambiarles de tapa por ningún motivo.
11. Los frascos goteros no se debe destapar para usarlos, consulte su uso con el
profesor.
12. Antes y después del experimento, asegúrese de la limpieza de las mesas y aparatos
usados, deje todo en su sitio.
13. Todo material roto o extraviado durante la práctica será de responsabilidad de todos
los integrantes del grupo.
14. Al momento de encender el mechero, verifique que las llaves y manguera
correspondan al respectivo mechero.
15. Antes y después del experimento, asegúrese de la limpieza de las mesas de trabajo
y aparatos usados, deje todo en su sitio.
FINALMENTE, LAVARSE BIEN LAS MANOS, CON AGUA Y JABÓN, DESPUÉS
DE HACER UN EXPERIMENTO Y ANTES DE SALIR DEL LABORATORIO.
Manual de Prácticas de Química I Ingeniería Industrial
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OPERACIONES PELIGROSAS
Las prácticas de Laboratorio requieren de mucho más cuidado del que hasta ahora se
ha expuesto en estos puntos se exige al alumno EL USO DE LOS LENTES DE
SEGURIDAD. Hay pequeños detalles que se deben tener en cuenta para realizar
ciertas operaciones, evitando consecuencias desagradables:
1. Nunca calentar un tubo de prueba, dirigiendo éste hacia sí o hacia algún compañero,
las sustancias que se calientan, generalmente líquidas, pueden proyectarse
violentamente hacia afuera, provocando un accidente.
2. Nunca prenda un mechero, abriendo totalmente la llave de gas y manteniendo la cara
sobre el mismo; la presión del gas produce una llama bastante larga que podría
causarle quemaduras.
3. Tener mucho cuidado al introducir un tubo o un Termómetro a través de un tapón
de corcho o de jebe. La presión deberá ejercerse sobre el tubo en un punto próximo al
tapón; si se presiona desde el extremo opuesto, se tendrá mayor facilidad, pero puede
producirse una palanca que fácilmente lo rompa, es aconsejable cubrirse la mano
con un trapo y humedecer en agua, aceite o álcali el tubo o termómetro.
4. Emplear siempre la pinza para coger los tubos, especialmente cuanto está efectuando
calentamiento (recuerde que el tubo se pone rojo cuando está lo suficientemente
caliente, como para producir dolorosas quemaduras.
5. Mantener lejos de la cara, extendiendo bien los brazos toda clase de reactivos cuando
por primera vez se ha de verificar alguna reacción química. Muchas veces ésta
desprende gran cantidad de calor, que puede proyectar violentamente los reactantes
fuera del tubo.
¡¡¡¡TODO LO QUE NO SEA AGUA ES DAÑINO PARA EL
OJO!!!!
¡¡¡¡LOS LENTES DE SEGURIDAD SOLO AYUDAN, SI LOS
LLEVA PUESTOS!!!!
Manual de Prácticas de Química I Ingeniería Industrial
6
PRÁCTICA N°1
RECONOCIMIENTO DEL MATERIAL DE LABORATORIO
1.1. OBJETIVOS
� Familiarizar al estudiante con los implementos usados en el Laboratorio de
Química.
� Capacitar al estudiante para adquirir habilidad en el manejo de pipetas, buretas,
balones, vasos de precipitado y tubos de ensayo.
� Instruir al estudiante en las reglas básicas de comportamiento y seguridad dentro
de un laboratorio de Química
1.2. FUNDAMENTO TEÓRICO
1.2.1. Materiales de Laboratorio.
Los materiales de laboratorio son aquellos objetos o materiales que se emplean para
realizar una operación química, hacer un experimento o realizar un análisis químico.
En un laboratorio químico se encuentran materiales y equipos muy diversos, para los
más variados usos, la mayoría de los cuales son de vidrio y de uso específico y es muy
necesario conocer el uso adecuado de cada material.
1.2.2. Clasificación del Material de Laboratorio.
Los materiales de laboratorio se pueden clasificar de dos maneras:
A. Por la Clase de Material Empleado en su Fabricación.
Materiales de Vidrio: La mayoría de los materiales de laboratorio son de vidrio Pírex (es
un vidrio especial a base de boro silicatos, que poseen muy pequeño coeficiente de
dilatación, elevado punto de reblandecimiento y gran resistencia a agentes químicos).
Estos materiales pueden ponerse en contacto directo con el calor. Por ejemplo: vasos,
tubos balones, etc. Mientras que ciertos materiales sobre todo volumétricos como:
buretas, pipetas, fiolas, etc. a pesar de que están hechas de vidrio Pírex, no deben
poner en contacto con el calor ya que pueden variar la precisión en la medida del
volumen, por eso que estos materiales tienen en su rótulo la temperatura de trabajo y
su precisión.
Materiales de porcelana: Materiales hechos en base a una mezcla de caolín, feldespato
y cuarzo calentado a elevada temperatura. Se puede poner en contacto con el calor sin
cambios bruscos de temperatura, por ejemplo: crisoles, cápsulas, embudos, etc.
Material Metálico: Son generalmente accesorios, muchos de ellos con revestimiento
(cromado), por ejemplo: soporte universal, trípode, pinzas, etc.
Materiales de Madera: Son soportes que no pueden estar en contacto con calor, ni con
agentes químicos corrosivos, por ejemplo gradilla, soporte para embudos, etc.
Materiales de Plástico: Materiales poco empleados en relación a los otros materiales,
debido a que son atacados fácilmente por sustancias corrosivas. Ejemplo: pizetas,
cuentagotas, etc.
Manual de Prácticas de Química I Ingeniería Industrial
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B. Por su Uso Específico
Materiales Volumétricos: Son materiales de vidrio, generalmente de vidrio
borosilicatado, destinados para realizar medidas de volúmenes de líquidos, de gases, y
son muy útiles para los trabajos en laboratorios químicos.
• Probetas: Recipientes cilíndricos de vidrio grueso, pico y base amplia para poder
parar, algunos son de plástico o polietileno, graduada de la base al aforo superior. Se
emplean para medir volúmenes cuando no se necesita mucha exactitud. Existen
probetas desde 10 ml hasta 1000 ml.
• Pipetas: Material volumétrico en forma de varilla graduada de arriba hacia abajo.
Sirve para medir volúmenes pequeños con mucha exactitud y las hay desde 0,5 ml
(micro pipetas) hasta de 100 ml. Antes de usar una pipeta, esta se enjuaga con el
líquido a medir, después se carga por succión, hasta 2 ó 3 cm. por encima del enrase
y se tapa el extremo superior de la pipeta con la yema seca del dedo índice, la pipeta
debe mantenerse verticalmente y a una altura tal, que la marca se halle al mismo
nivel que el ojo. La gota que queda en el extremo se saca tocando una superficie de
vidrio, como puede ser un vaso de precipitado u otro material. Se pueden diferenciar
dos tipos de pipetas:
Pipetas Volumétricas: Cuando tiene una marca o aforo y tiene un bulbo intermedio de
seguridad. Este tipo de pipeta se utiliza en operaciones que requieren medir
volúmenes de líquidos con gran exactitud.
Pipetas Gravimétricas: Cuando toda la pipeta esta graduada, se emplea para emitir a
voluntad volúmenes diferentes y son útiles para medir Volúmenes aproximados de
líquidos, no se emplea para mediciones de precisión.
• Fiolas o matraces aforados: Son recipientes de vidrio de cuello muy largo y
angosto en el cual tiene una marca o aforo que señala un volumen exacto a una
determinada temperatura, que está grabada en el mismo recipiente y generalmente
a 20 ºC. Se emplea en operaciones de análisis químico cuantitativo, para preparar
soluciones de concentraciones definidas, por tanto, este material es de gran
exactitud. Existen fiolas desde 5 ml hasta 2000 ml, las más comunes son de 50,
100 y 250 ml.
• Buretas: Son tubos largos, cilíndricos y graduados, cuyo extremo inferior terminan
en una llave de vidrio, la llave sirve para controlar el flujo del líquido con el que se
le llene. Su empleo se da en operaciones en que se requiere medir volúmenes con
gran exactitud, como son los análisis volumétricos cuantitativos.
Antes de ser utilizadas, las buretas deben de ser enjuagadas con el líquido a
medirse. Existen buretas desde un ml (micro buretas) hasta 1000 ml, pero las más
comunes son de 10, 25, 50, y 100 ml.
Manual de Prácticas de Química I Ingeniería Industrial
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Materiales de Reacción: Sirven para efectuar reacciones de prueba, en pequeñas
cantidades. Hay materiales para realizar diversos tipos de reacciones: de combinación,
de descomposición, de calentamiento, etc.
• Tubo de ensayo: Sirve para hacer reacciones en pruebas de pequeñas cantidades,
hay de diferentes tamaños y capacidades.
Se pueden encontrar tubos de varios tipos:
Tubos de Ensayo: También llamados tubos de prueba, son los tubos comunes de
diferentes diámetros y longitudes, como son: de 18×150 y 25×150 mm.
Tubos de Ignición: Son tubos pequeños, generalmente de 14×100 mm de paredes
gruesas, que se emplea para efectuar calentamiento a alta temperatura.
Tubos con Salida Lateral: Son tubos especiales que tienen un pequeño ramal lateral
cerca del borde, se emplean para producir gases, para absorber los gases, para
efectuar filtraciones al vació.
Tubos Graduados: Son tubos de vidrio graduados, utilizados para medir volúmenes de
gases y para casos especiales. Comúnmente las graduaciones están en 0.1 cc y hay
de diferentes capacidades.
Tubos en “U”: Son tubos de vidrio que tiene esta forma. Se emplean para hacer
reacciones electroquímicas, en donde en cada extremo se coloca un electrodo.
Tubos Thiele: Son tubos de vidrio especial que tiene la forma de una “b”. Se utilizan
para determinar el punto de fusión de una sustancia.
• Vaso de precipitados o beaker: Sirven para efectuar reacciones con mayor
cantidad de reactivos y en sistema abierto; tiene forma alta o baja, con o sin
graduación desde 25 ml hasta 2000 ml
• Matraces Erlenmeyer: Son recipientes de forma cónica, fabricados de vidrio,
generalmente pírex. Su uso más común es en titulaciones (análisis químico
cuantitativo), debido a la facilidad que ofrecen para agitar la solución, sin peligro de
que esté se derrame, durante la titulación. Sin embargo, también se emplean para
efectuar filtraciones, ataques, evaporaciones de soluciones y ocasionalmente efectuar
alguna reacción química. Existen matraces de diferentes capacidades, desde 25 hasta
2000 ml, los más usados son de 100 y 250 ml.
• Balones: Son de recipientes fabricados de vidrio pírex, que constan de un cuerpo
esférico y un cuello. Se le utiliza para realizar diversas reacciones químicas. Existen
balones con capacidades desde 100 ml hasta 2000 ml y se pueden encontrar balones
de varios modelos:
Balones con Fondo Plano: Denominados “matraces” compuestos por un cuello largo y
boca angosta, o de cuello angosto y corto, y el de cuello corto con boca ancha. Los que
tienen cuello largo se conocen como balones o matraces de Florencia.
Manual de Prácticas de Química I Ingeniería Industrial
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Balones con Fondo Redondo: Los balones de cuello largo constituyen el modelo clásico,
empleados para efectuar reacciones donde intervienen el calor, también se disponen
modelos con cuello corto.
Balones de Destilación: Estos tienen fondo redondo con el cuello largo y un tubo
lateral de salida, situado en el cuello y ligeramente inclinado hacia abajo, por donde
saldrán los vapores. El otro tipo de balón de destilación es el de Claissen, que posee
dos cuellos extra, usados para ciertas operaciones especiales de destilación
• Lunas de Reloj: Son discos de vidrio pírex de diferentes diámetros, generalmente
cóncavos. Se usan para tapar los vasos de precipitados, y así evitar salpicaduras; para
evaporar pequeñas cantidades de un líquido; para realizar ensayos previos o de corta
escala; para cristalizaciones, sublimaciones (poniendo como tapa otra luna de reloj), y
pruebas de acidez, de basicidad.
• Retortas: Son de recipientes de vidrio en forma de pipa cerrada, con o sin abertura
en la parte superior, si hay abertura llevaría tapón de vidrio, la cual puede ser
esmerilada o no. Tiene alta resistencia térmica y mecánica; son empleadas para
obtener productos volátiles y corrosivos.
Material de filtración y Separación: Sirve para separar bases distintas, y estos
pueden ser:
• Embudo: Cono terminado en vástago, sirve para filtrar por gravedad con ayuda de
un cartucho de papel filtro, algodón y algún medio filtrante.
• Kitasato: Matraz de vidrio muy resistente que presenta una pequeña tubuladura
lateral en el cuello y sirve para realizar filtraciones al vacío.
• Pera o embudo de separación: (o decantación) Embudo con llave en el vástago y
cerrado con tapa esmerilada, sirve para separar fases líquidas.
• Columna cromatografía: Tubo de diámetro regular con o sin llave de paso inferior,
que se llena con una sustancia absorbente para separar los componentes de una
mezcla por la diferencia de absorción.
• Tubo de centrífuga: Tubo de ensayo con o sin tapa, terminado en punta, con
graduación que sirve para separar fases por centrifugación.
• Papel Filtro: Es un papel de celulosa pura, sin carga y sometida a procesos
especiales, según el caso al que se destine, así por ejemplo, hay con cenizas taradas
para efectuar análisis cuantitativos, resistentes a los ácidos, a los álcalis, para filtrar
precipitados gelatinosos, grasos, finos, etc.
El papel filtro se emplea cortando un círculo cuyo diámetro debe escogerse de tal
modo que, una vez doblado y colocado en el embudo, el borde superior de este quede
más o menos 1 cm., por encima del papel. Si se trata de filtrar al vació, el diámetro
debe ser tal que encaje perfectamente dentro del embudo de Buchner, por ningún
motivo debe quedar doblado el papel filtro.
Manual de Prácticas de Química I Ingeniería Industrial
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• Tamices Metálicos: Son mallas metálicas, cuya superficie perforada permite
efectuar la separación de partículas o granos por tamaños. La magnitud de las
perforaciones determina la clasificación de los tamices la cual se realiza
generalmente por escala numérica.
• Columnas de Absorción o Cromatográficas: Son columnas cilíndricas de vidrio,
con entrada y salida apropiada. Dentro de la columna se deposita una sustancia
absorbente específica para un determinado reactivo o sustancia en estado gaseoso o
líquido. Este material absorbente separa los componentes de una mezcla por la
diferencia de absorción.
• Extractores: El más conocido es el equipo de Soxhlet, que se utiliza para extraer los
componentes solubles de un sólido con un solvente adecuado, y así recuperan el
compuesto útil de una muestra.
• Equipo de Destilación: El equipo en si consta de un balón de destilación y un
refrigerante o condensador. El condensador fabricado de vidrio, condensa los
vapores que se desprenden del balón de destilación, ya que en contracorriente por
un tubo concéntrico circula agua fría o algún líquido refrigerante. Existen varios
tipos de condensadores, por ejemplo, de Liebig (con tubo condensador central recto),
de serpentín o Graham (con tubo condensador central en forma de serpentín o
espiral), de bolas (con tubo condensador central en forma de collar), de Friedrichs o
inverso (con tubo condensador externo, el agua circula por el tubo interno), etc.
También, en algunos casos, se utiliza una columna de fraccionamiento, la cual
consiste en un tubo de vidrio largo provisto de platillos o niveles de condensación
que se interpone entre el balón de destilación y el refrigerante, para realizar una
destilación fraccionada.
Materiales de Calcinación y Desecación: Son materiales refractarios para
someterse a altas temperaturas, son generalmente de arcilla, porcelana o platino, etc.
• Crisol: Es un recipiente pequeño en forma de vaso, de arcilla, porcelana o metal;
sirve para calcinar muestras, pueden tener tapa.
• Cápsula: Fuente pequeña de porcelana, sirve para desecar o calcinar muestras a
bajas temperaturas; hay de varias dimensiones.
• Cristalizadores: Son cilindros de vidrio de baja altura, sirven para cristalizar
soluciones por evaporación, a temperatura ambiente, hay de diversos diámetros y
tamaños.
• Desecadores: Depósito grande, dividido en dos partes por una parrilla, la inferior
sirve para colocar materiales higroscópicos (como CaCl2, CuSO4. Anhidro, P2O5,
silicagel, etc.) y la parte superior para poner la sustancia a deshidratar
Manual de Prácticas de Química I Ingeniería Industrial
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Materiales para Soporte o Sostén: Son aquellos que sirven de soporte o apoyo
para mayor seguridad y mantenimiento en las diferentes instalaciones, así como para
mantenerlos fijos y en equilibrio.
• Soporte Universal: Es de estructura metálica, consiste en una varilla metálica de
longitud variable enroscada a una base de hierro, que puede ser triangular o
rectangular. Se utiliza para las diferentes instalaciones, para sostener en posición fija
los diversos materiales, especialmente cuando se arman aparatos complicados, como
un equipo de destilación.
• Pinzas: Son sujetadores, sirve para sujetar accesorios o materiales de laboratorio.
Existen varias clases de pinzas.
Pinzas para Crisoles: Son de material metálico, tienen forma de una tijera, sirven para
sujetar al crisol en una operación de calentamiento, además para manipular al crisol
en la mufla en una operación de calcinación
Pinzas para Vasos de Precipitados: Son pinzas destinadas a manipular vasos, cuando
estos se encuentran calientes, tienen la forma de una tijera y son de estructura
metálica.
Pinzas para Tubos de Ensayo: Son es estructura metálica, sirven para el manejo de
tubos de ensayo cuando son sometidos a la acción del calor.
Pinzas para Pesas: Son instrumentos a manera de tenacillas de estructura metálica.
Sirven para coger o sujetar las pesas pequeñas que se usan en una operación de
pesada y para ser colocados en el centro del platillo de la balanza.
Pinzas de Mohr o de Presión: Son de estructura metálica, sirven para controlar el flujo
de un fluido que circula a través de un tubo de goma.
Pinzas de Hoffman o de Tornillo: Son de metal, se utilizan en forma similar a la
anterior, con la diferencia de que es más precisa en el control de flujo por poseer un
anillo graduable.
Pinzas para Buretas: Son metálicas, con mordazas de jebe, se sujeta al soporte
universal. Se utilizan para soportar buretas (una o dos según el tipo) en forma vertical.
• Nueces o Tenazas: Son de estructura metálica, sirve para realizar diferentes
conexiones de instrumentos, como: aros, varillas metálicas, etc., al soporte universal.
Pueden ser fijas, y giratorias.
• Anillos Metálicos: Son de naturaleza metálica, formado por un anillo circular
soldado a una varilla delgada del mismo material. Estos se sujetan a los soportes
universales con una nuez. Sirven para sostener objetos que tienen alguna parte
esférica como un matraz redondo, embudos, etc.
• Gradillas para Tubos de Ensayo: Son de metal o de madera. Es una especie de
escalerilla portátil y sencilla. Sirve para portar tubos de ensayo durante el trabajo de
laboratorio.
Manual de Prácticas de Química I Ingeniería Industrial
12
• Porta Embudos: Son de madera, tiene una base de madera y una varilla, en la cual
se sujeta una madera ahuecada para sostener embudos o peras de decantación.
• Trípode: Accesorio metálico, formado por un anillo circular apoyado en tres patas
equidistantes, que son varillas delgadas. Sirven para colocar sobre la rejilla metálica
o de asbesto en una operación de calentamiento.
• Rejillas: Son mallas metálicas hechas de alambre de fierro estañado, las de mayor
uso son de 15×15 cm.
Rejillas Metálicas: Construidas de delgados alambres entrelazados, sirve como soporte
del recipiente que puede ser utilizado como el caso de las rejillas de asbesto.
Rejillas de Asbesto: Son similares a las rejillas metálicas, pero posee en la parte
central una sustancia llamada asbesto. Se utiliza para difundir la llama producida por
un mechero en una operación de calentamiento, obteniendo un calentamiento suave y
uniforme, además, se consigue evitar los cambios bruscos de temperatura. Se coloca
sobre el trípode.
• Triangulo Refractario: Esta constituido de dos partes, una de metal y la otra de un
material refractario, como la porcelana, el cual cubre en forma de tubo concéntrico a
un triángulo de metal. Se usa para sostener a los crisoles en el trípode durante el
calentamiento o la calcinación.
Materiales para Usos Diversos:
• Varillas de Vidrio o Baguetas: Son varillas gruesas de vidrio de 3, 5, y 7 mm de
diámetro y de largo conveniente, con ambos extremos redondeados. Las baguetas
sirven para agitar y trasvasar líquidos. La varilla “policía” es la que tiene un trozo de 3
cm. de tubo de goma en uno de sus extremos, convenientemente fijado; es emplea
para desprender partículas de precipitados, que no es posible removerlo con chorros
de agua de la pizeta. Por precaución, la varilla de goma no debe ser empleada para
agitar, ni se la debe dejar en la solución.
• Piedras de Ebullición: Son perlas de vidrio, cuya finalidad es romper la tensión
superficial de un líquido, antes de que este hierva y así, evitar las proyecciones.
• Pizetas: Son frascos de plástico o polietileno, algunas veces de vidrio, con sifón; en
el que se llena agua destilada y permiten emplearla fácilmente para lavar precipitados
o para diluir precipitados.
• Frascos Goteros o Cuentagotas: Son frascos de vidrio o plástico diseñados
especialmente para dosificar pequeños volúmenes (gotas) de reactivos o sustancias
liquidas.
•Espátulas: Son instrumentos de forma plana, alargada, de metal y con bordes
afilados, provistos de un mango de madera. Sirven para coger, trasladar o transportar
muestras sólidas o reactivos químicos puros, durante la operación de pesada en una
balanza.
Manual de Prácticas de Química I Ingeniería Industrial
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• Trampa de Vació o Trampa de Agua: Es un dispositivo metálico o de vidrio
utilizado para producir vació parcial dentro de un sistema, mediante el flujo continuo
de agua, la cual produce una diferencia de cargas, y por consiguiente un vació en el
cuerpo de la trampa y esta depende de la velocidad de flujo. Posee dos entradas, una
para el líquido y otra para realizar la succión de aire con una salida común.
• Tubos de Goma o Mangueras: Tienen una gran utilidad en las conexiones en
cualquier dirección, de algún fluido o fluidos apropiados, de acuerdo a la calidad del
material construido.
• Morteros: Son materiales semiesféricos de base plana, que son fabricados de
porcelana, de acero u otro tipo de material duro. Consta de dos partes: el mazo o
pistilo y el mortero propiamente dicho que es el recipiente donde se opera. Los
morteros se emplean reducir de tamaño, triturar, pulverizar pequeñas cantidades de
muestra sólida por percusión. Existen varios tipos de morteros y algunos son:
Morteros de Acero: Fabricados de una aleación de fierro y otros metales, se usan para
disgregar minerales y rocas en estado sólido.
Morteros de Porcelana: Aquellos que no tienen barniz interiormente, se aprovecha su
aspereza para un mejor desmenuzado.
Morteros de Vidrio: Utilizado en donde se requiere gran pureza y limpieza de
sustancias o cuerpos sólidos menos duros que el vidrio.
Morteros de Ágata: Son morteros de mucha dureza y mayor calidad, se les utiliza para
pulverizar las muestras de mayor valor.
1.2.3. Instrumentos de Laboratorio.
Son aquellos instrumentos mecánicos o eléctricos, simples o complejos que se utilizan
en el laboratorio. A continuación mencionaremos los más comunes.
• Balanzas: Son instrumentos diseñados para la determinación de masa de diversas
sustancias. Se dispone de diversos tipos o modelos de balanzas, entre las que
tenemos: balanza analítica, balanza técnica y balanza electrónica.
• Densímetros o Aerómetros: Son tubos de vidrio cerrados, de forma especial, con un
lastre en su parte inferior para mantenerlos verticales y una escala impresa en su
parte interior. Estas escalas están graduadas para líquidos de mayor o menor
densidad que el agua. El densímetro se hace flotar en el líquido cuya densidad se
desea medir y el enrase del menisco observado de la superficie libre sobre la escala
graduada nos dará la densidad respectiva.
• Termómetros: Son instrumentos destinados a medir temperaturas con escalas en
grados centígrados o Fahrenheit (ºC o ºF). El tipo más usual es aquel que tiene
graduaciones desde -10 ºC hasta 200 ºC. Son utilizados generalmente en operaciones
de destilación, determinaciones de puntos de fusión y ebullición, temperaturas de
reacción, etc.
Manual de Prácticas de Química I Ingeniería Industrial
14
• pH−metro: Es un aparato que mide la concentración de iones hidrógeno (H+), es
decir, el pH de una solución. Posee electrodos, los cuales debe estar en contacto con
los iones disueltos de la solución, para luego transmitir una fuerza electromotriz y
reportar datos que relacionan la concentración de la solución, expresada directamente
en pH.
• Conductivimetro: Es un aparato que mide la conductividad, es decir medida de la
capacidad de una disolución acuosa para transportar la corriente eléctrica.
• Mecheros: Son aparatos destinados a quemar combustible. Los de uso general en el
laboratorio son de vidrio y de metal. El primero se emplea para quemar alcohol
(mechero de alcohol) y el segundo para quemar gas (mechero de Bunsen).
• Mufla Eléctrica: Es una cámara cerrada, construida de material refractario. En la
puerta anterior tiene un agujero de observación. Funciona a electricidad para producir
calefacción. Le temperatura máxima es de 1200 ºC, en lo posibles debe poseer un
termómetro o termocupla.
• Planchas Eléctricas: Se utilizan para calentamiento y evaporación de soluciones.
Para protegerse de los humos, vapores y derrame de líquidos corrosivos, los
elementos calefactores y los conductores internos están cubiertos y aislados
convenientemente.
• Estufas Eléctricas: Sirven para secar precipitados o sustancias sólidas a
temperaturas relativamente bajas, por calefacción eléctrica funcionan desde la
temperatura ambiente hasta 250 ó 300 ºC, tienen un termorregulador, que cumple la
función de regular la temperatura del aparato.
• Cocinilla Eléctrica: Cocina eléctrica con resistencias. Sirve para calentar líquidos
con ayuda de una rejilla de asbesto.
• Baño María: Aparato que consiste en un recipiente con resistencia eléctrica, en el
recipiente se coloca agua, la que se calienta, produciendo un baño caliente. Existen
baños María que permiten regular la temperatura del baño mismo.
• Baño de Arena: Aparato que consta de un recipiente que contiene arena, debajo del
cual hay una resistencia eléctrica que permite calentar.
1.2.4. Reactivos Químicos.
Los reactivos químicos son las sustancias empleadas en el laboratorio para hacer
reacciones de pruebas, analíticas u otras. Los reactivos químicos se pueden clasificar
de dos maneras.
A. Por su Naturaleza.
Reactivos Inorgánicos: Son de naturaleza inorgánica, con pocas excepciones. Se
puede clasificar como:
• Ácidos: Ácidos inorgánicos, que se almacenan como soluciones acuosas
concentradas. Se incluyen algunos ácidos orgánicos.
Manual de Prácticas de Química I Ingeniería Industrial
15
• Sales e Hidróxidos: Sólidos que se clasifican de acuerdo al catión de las sales o de los
hidróxidos.
• Elementos Puros: Sustancias en estado elemental, generalmente inestables. Se debe
tener especial cuidado con su almacenaje, mantenerlos en queroseno.
Reactivos Orgánicos: Son de naturaleza orgánica, generalmente sólidos. Se puede
clasificar como:
•Ácidos Orgánicos: Sólidos como el ácido cítrico, acido oxálico, acido málico, Acido
benzoico, etc.
• Solventes. Líquidos como el benceno, éter, alcohol etílico, acetona, etc.
• Indicadores: Sustancias que se comportan diferente frente a ácidos y bases, por
ejemplo: fenolftaleína, anaranjado de metilo, rojo de metilo, etc.
Productos Químicos: Productos auxiliares, no clasificados, de diversa naturaleza.
Tales como arena, silicagel, carbón activado, piedra pómez, etc.
B. Por su Pureza.
Reactivos Pro−Análisis (P.A.): Son reactivos de alta pureza, usados para realizar
análisis y reacciones cuantitativas en trabajos de investigación.
Reactivos Químicamente Puro (Q.P.): Son reactivos de menor pureza que los anteriores,
se usa para reacciones semi − cuantitativas y experimentos afines.
Productos Técnicos: Son productos comerciales químicos de baja pureza, se usan para
reacciones comunes.
1.3.2. Procedimiento Experimental
Para el desarrollo de esta práctica, el alumno:
• Encontrará en su mesa de trabajo una serie de materiales de vidrio, porcelana,
metal, que son utilizados con mayor frecuencia en el laboratorio.
• Recibirá la orientación necesaria por parte del profesor para el logro de los
objetivos.
• Dado un conjunto de materiales tendrá que identificar y reconocer por nombre,
características y uso de dicho material.
• Esquematizara cada uno de los materiales de laboratorio al final de la guía de
práctica.
• Desarrollará el cuestionario que se encuentra al final de la práctica de laboratorio,
1.4 REPORTE DE RESULTADOS
1. En orden alfabético esquematice, describa características e indique la función de
los materiales que con frecuencia se usan en el laboratorio.
2. ¿Cómo se clasifican los materiales de laboratorio?
3. ¿Qué elementos y sustancias intervienen en la confección de los materiales de
vidrio, materiales de porcelana, materiales de plástico?
4. Defina brevemente las siguientes palabras: aforado, esmerilado y graduado
5. De qué calidad deben de estar hechos:
Manual de Prácticas de Química I Ingeniería Industrial
16
a) Los materiales para ser expuestos al fuego directo. Mencione cinc o ejemplos
b) Los materiales para ser expuestos a ácidos y bases fuertes. Menciones cinco
ejemplos-
6. ¿Por qué la lectura de los líquidos debe hacerse a la altura de la vista?
7. ¿Cuáles son los tamaños más usados en tubos de ensayo y que significan esos
números?
1.5. ACTIVIDADES
1. Busque en la cocina de su casa algunos materiales que se usan para trasvasar.
Describa los hechos y los procedimientos realizados por usted y presente un
informe al respecto.
Manual de Prácticas de Química I Ingeniería Industrial
17
PRÁCTICA Nº 2
MEDICIÓN Y TIPOS DE ERRORES
2.1. OBJETIVOS
Los principales objetivos de esta práctica son:
� Conocer las técnicas usadas en la determinación de las diferentes clases de
magnitudes susceptibles de ser medidas, tales como la longitud, masa, tiempo,
temperatura y presión.
� Efectuar las medidas con la mayor precisión y exactitud.
� Aprender a medir volúmenes.
2.2. FUNDAMENTO TEÓRICO
2.2.1. Medición: En el Campo químico, las mediciones son las observaciones
cuantitativas. Toda medición consta de dos partes: un número y una unidad, ambos
son necesarios para que la medición tenga significado.
Los elementos observables fundamentales, de los que pueden derivarse todos los
demás, son la longitud, la masa y el tiempo. Una vez que se ha seleccionado lo
observable, deben asignarse las unidades de medición para los tres.
A la unidad de medida también se le denomina patrón de medidas y debe cumplir tres
condiciones:
a) Debe reproducirse fácilmente.
b) Debe ser universal.
c) Debe ser inalterable.
Debe tenerse en cuenta lo que viene a ser el error de medida, que está en función del
operador y del instrumento de medida.
2.2.2. Error: Es la diferencia entre el valor obtenido o medido durante la práctica y el
valor verdadero o real. Afectan a cualquier instrumento de medición y puede deberse a
diversas causas, pero que se pueden prever, calcular o anular mediante calibraciones
y la experiencia del experimentador.
Se conocen dos clases de errores: Absoluto y relativo
a) Error absoluto: Es la diferencia entre el valor medido (Vm) y el valor real (Vr) puede
ser por exceso (error positivo) o por defecto (error negativo).
b) Error relativo: Es el cociente obtenido de dividir el error absoluto por el valor
verdadero (Vr). Frecuentemente se expresa en forma de porcentaje, denominado
porcentaje de error, y es este error el que nos da la exactitud de la medida.
Error Absoluto = E.abs = Vm - Vr
Error Relativo = Error absoluto / Valor real
Porcentaje de error (% de error) = Error relativo x 100
Manual de Prácticas de Química I Ingeniería Industrial
18
El error relativo, a diferencia del absoluto, es una magnitud adimensional.
2.3. PARTE EXPERIMENTAL
2.3.1. Material y Reactivos.
Materiales Reactivos
- Probetas - Sal común
- Vasos de precipitados - Hielo
- Balanza analítica
- Balanza digital
2.3.2. Procedimiento Experimental
Experimento Nº 1: Determinación de la masa para muestras sólidas
1. Determinar las masas de 03 objetos diferentes (ejemplo: tapón de jebe, tapa o una
moneda. etc.) Teniendo en cuenta las reglas para el uso de las balanzas proceda a
pesar.
2. Tabular los resultados considerando las masas en ambas balanzas, en la balanza
analítica (Valor verdadero) y en la otra balanza (el valor estimado), calcular el
porcentaje de error.
Objetos Balanza analítica Otra balanza Diferencia % error
3. Determine el % de error del instrumento más preciso con respecto al otro
%� =������
�� − �����������100
Valorverdadero
Experimento Nº 2: Determinación del cambio de la temperatura
1. Tome un vaso de precipitados limpio y seco.
2. En el vaso coloque una cantidad de hielo, mida la temperatura con el termómetro.
3. Coloque una medida (con la espátula) de sal, agite para disolver. Mida la
temperatura de la mezcla inmediatamente. ¿Observa algún cambio?
4. Anote sus resultados.
2.4. REPORTE DE RESULTADOS
1. Tabular los resultados considerando las masas en ambas balanzas, en la balanza
analítica (Valor verdadero) y en la otra balanza (el valor estimado), calcular el
porcentaje de error.
Objetos Balanza analítica Otra balanza Diferencia % error
Manual de Prácticas de Química I Ingeniería Industrial
19
2. Explique por qué se observa el aumento o la disminución de la temperatura sin
suministrar o retirar calor.
2.5 CUESTIONARIO
1. ¿Cuál es la diferencia entre el peso y masa?
2. Defina qué es la gravedad específica
3. Determine cuáles son los métodos para determinar la densidad
4. ¿Qué importancia tienen las mediciones en el campo de la química?
5. ¿Cómo podría reducir el error en la medida de volúmenes de líquido?
2. Defina Precisión y Exactitud.
3. ¿Porque es importante tener precisión en una medida?
4. ¿Porque es importante tener exactitud en una medida?
5. ¿Porque el porcentaje de error es adimensional?
6. Qué diferencia hay entre un matraz erlenmeyer y un vaso de precipitado en su
porcentaje de error.
7. Que es el error y porque es importante medirlo en un experimento.
Manual de Prácticas de Química I Ingeniería Industrial
20
PRÁCTICA Nº 3
OPERACIONES BÁSICAS EN EL LABORATORIO
3.1. OBJETIVOS
Los principales objetivos de esta práctica son:
� Efectuar un estudio y reconocimiento de algunas técnicas de operaciones básicas,
empleadas frecuentemente en los trabajos de laboratorio.
� Efectuar la separación de los componentes mezclas (homogéneas o heterogéneas).
� Adquirir destreza y habilidad en la manipulación de los materiales usados en las
distintas operaciones básicas.
3.2. FUNDAMENTO TEÓRICO
El trabajo continuo en un laboratorio de química se basa en ciertas técnicas a las que
suele llamarse operaciones básicas debido a que se repiten constantemente. Difieren
unas de otras por su simplicidad o complejidad.
Una operación se considera desde un encendido de un mechero, un filtrado o una
destilación o extracción.
Los estudiantes de Ingeniería Industrial estudiarán las Operaciones Básicas y verán
las numerosas aplicaciones de la filtración en las industrias de grasas y de aceites
para separar los agentes absorbentes empleados en la decoloración; en la industria
azucarera se filtran las pulpas del tratamiento de los jugos; en las industrias lácteas el
agua se separa de la cuajada del queso por filtración. La destilación con arrastre de
vapor se utiliza en elayotecnia; la rectificación en la separación de alcohol de mezclas
en las azucareras, de industrias cárnicas y de aceites vegetales para recuperar los
disolventes en los procesos de extracción de grasas y aceites y es una operación
fundamental en la industria de bebidas alcohólicas, vinos y licores.
La extracción es una operación básica en la industria de los aceites de semilla. La
adsorción se aplicará sobre todo en la eliminación de colores, olores y sabores no
deseados, por ejemplo en elayotecnia, grasas y aceites, vinos, etc.
A continuación detallamos algunas definiciones de las operaciones básicas en el
laboratorio de química.
Pulverización: Operación utilizada para reducir de tamaño los cuerpos sólidos
relativamente grandes por medio de pequeños molinos o morteros de acuerdo a las
características del material. Seguidamente de esta operación se hace uso de tamices
para la separación de acuerdo al tamaño de la partícula.
Manual de Prácticas de Química I Ingeniería Industrial
21
Precipitación (pp.): Es la formación de un sólido (sustancia insoluble) en una
disolución. Esto ocurre cundo dos soluciones diferentes se mezclan o cuando tiene
lugar una reacción química y el producto o uno de los productos es el sólido insoluble
en el solvente o agua en que se encuentra, el sólido generalmente aparece como una
suspensión o en casos especiales como un coloide.
Decantación: Operación que consiste en dejar en reposo una solución que contiene un
precipitado con el objeto de que el insoluble se deposite en el fondo del recipiente por
influencia de la fuerza de la gravedad y el líquido sobrenadante puede ser separado
por simple escurrimiento.
Manual de Prácticas de Química I Ingeniería Industrial
22
Filtración: Es la operación que consiste en separar los componentes de una mezcla
heterogénea (sólido – líquido) a través de un medio poroso papel filtro que retengan las
partículas sólidas, en esta operación se emplea como material embudo, bagueta, porta
embudo, papel filtro que se fija al embudo con ayuda del agua destilada para
trasvasar el contenido se ayuda con la bagueta. El sólido adherido al papel filtro se
denomina residuo y el líquido que pasa se llama filtrado.
Disolución: Cuando una sustancia sólida, líquida o gaseosa se solubiliza en un
solvente o disolvente quedando una solución homogénea.
Manual de Prácticas de Química I Ingeniería Industrial
23
Centrifugación: Método de separación de difícil filtración de una mezcla, tiene la
ventaja de no requerir papel filtro, es una operación muy rápida, las partículas sólidas
suspendidas en el líquido se depositan en el fondo del recipiente, mientras que las
ligeras sobrenadan, por acción de la fuerza centrífuga.
Evaporación: Consiste en hacer pasar una sustancia en estado líquido al estado de
vapor, operación que se realiza a temperatura ambiente o a mayor temperatura,
operación que se realiza a temperatura ambiente o a mayor temperatura. Se emplea
generalmente con la finalidad de concentrar una disolución.
Lavado: Consiste en la eliminación de sustancias solubles que impurifican el
precipitado. La naturaleza del líquido de lavado depende de la solubilidad y
propiedades químicas del precipitado, de la impureza que se han de eliminar y de la
influencia que debe tener la solución del lavado que queda con el precipitado en los
tratamientos posteriores del mismo antes de la pesada.
Desecación: Operaciones que consisten en eliminar en contenido de humedad de los
precipitados obtenidos al filtrar una mezcla o de materias que tienen agua incluida,
mediante la acción del calor producido en la estufa. Corrientemente se llama secado
cuando la temperatura empleada no excede de los 200 °C y se realiza en la estufa.
Manual de Prácticas de Química I Ingeniería Industrial
24
Calcinación: Operación muy similar a la desecación, con la diferencia que se emplea
para descomponer la materia orgánica, obteniendo un residuo blanco denominado
cenizas. Operación que emplea temperaturas superiores a 250 °C y se efectúa en la
mufla.
Destilación: Operación que se utiliza para separar de una sustancia líquida volátil de
una mezcla homogénea (líquidos miscibles), mediante el paso de uno de los
componentes del estado líquido al estado gaseoso (evaporación), producido por el
calentamiento; y posteriormente al estado líquido (condensación), producido por la
refrigeración. Esta operación se fundamenta en la diferencia del punto de ebullición de
las sustancias a separarse. Existen varios tipos: destilación simple, destilación
fraccionada, destilación al vacío, etc.
• Destilación Simple: Se utiliza para separar los componentes de una mezcla líquida o
de un sólido en solución, los componentes deben poseer puntos de ebullición
inferiores a 150 ºC y estos deben de diferir ampliamente entre sí, más de 25 ºC.
Manual de Prácticas de Química I Ingeniería Industrial
25
• Destilación Fraccionada: Se utiliza para separar los componentes de una mezcla
líquida, cuando los puntos de ebullición de los componentes son muy cercanos entre
sí, menos de 25 ºC. En este tipo de destilación se utiliza una columna de
fraccionamiento.
• Destilación al Vació o a Presión Reducida: Se utiliza para separar líquidos con un
punto de ebullición superior a 150 ºC o que se descompone a alta temperatura. Como
un líquido hierve cuando su presión de vapor iguala a la presión externa, se puede
reducir el punto de ebullición disminuyendo la presión a la que se destila
Extracción: Esta operación consiste en la separación de un componente de una
mezcla, sólida o líquida, mediante el empleo de un solvente, es decir, la mezcla se
trata con un solvente que disuelva solamente uno de los componentes o algunos de
ellos. Por tanto, la extracción se basa en el reparto selectivo del soluto entre dos fases
no miscibles, que pueden ser una acuosa y una orgánica. Los solventes
frecuentemente empleados son: acetona, benceno, éter, alcohol, etc. Existen dos tipos
de extracciones:
• Extracción Líquido − Líquido: Esta operación es empleada cuando el compuesto a
extraer está disuelto en una fase líquida. Por tanto, se basa en el grado en que un
soluto, tanto orgánico como inorgánico, se distribuye entre dos líquidos inmiscibles; y
consiste en la separación de un soluto disuelto en un disolvente, mediante otro
disolvente no miscible con el primero. Esta extracción se realiza mediante un embudo
de decantación, que permite mezclar por agitación las dos fases líquidas;
Manual de Prácticas de Química I Ingeniería Industrial
26
posteriormente se deja en reposo hasta que la separación de las dos capas sea nítida,
procediendo a la separación.
• Extracción Sólido − Líquido: Esta operación se utiliza cuando el compuesto a extraer
forma parte de un sólido, es decir, se emplea para separar sustancias que son
insolubles en agua y son ligeramente volátiles, que están mezclados con otros
productos no volátiles, por ejemplo, productos orgánicos de una mezcla o de sus
fuentes naturales como la extracción del aceite contenida en la oleaginosas (maní,
castaña, soya, maíz, etc.). El equipo utilizado para la realización de esta operación es
conocido como extractor de Soxhlet. En este extractor, el disolvente hierve en el
matraz, sus vapores ascienden por el tubo lateral y condensan en el refrigerante; el
condensado gotea sobre el sólido contenido en un cartucho de celulosa. Cuando el
disolvente llena la cámara de extracción la solución resultante es sifonada al matraz
de destilación, repitiéndose el proceso hasta la extracción total.
Cromatografía: Es una técnica sumamente eficaz de separación analítica, basada en la
distribución de los componentes de la mezcla entre dos fases inmiscibles: una fase
móvil, que transporta las sustancias que se separan y que progresa en relación con la
fase estacionaria. La fase móvil puede ser un liquida o un gas y la estacionaria puede
ser un sólido o un líquido. Existen varios tipos de cromatografía: cromatografía en
papel, en capa delgada o fina, en columna, por intercambio iónico, de gases, etc.
• Cromatografía en Papel: Consiste en separar los componentes de una mezcla liquida
utilizando las diferencias de sus coeficientes de partición entre dos fases liquidas. En
esta cromatografía se utiliza un papel cromatográfico (papel de filtro especial) en
atmósfera saturada de humedad (agua) o seca; la fase móvil, igualmente saturada de
agua se desplaza por capilaridad de abajo − arriba a distintas velocidades, separando
los componentes de la mezcla.
Manual de Prácticas de Química I Ingeniería Industrial
27
• Cromatografía en Capa Delgada o Fina: Separación cromatográfica de adsorción por
medio de una capa de silica− gel. Esta cromatografía se realiza en un recipiente
cerrado y saturado del solvente adecuado, que fluye en forma ascendente,
arrastrando a los componentes de la mezcla y separándolos por orden de absorción
con la silica− gel.
• Cromatografía en Columna: Se efectúa haciendo pasar una mezcla líquida a través de
una columna empacada con material absorbente. Después de que los compuestos se
absorben en la columna, se agrega solvente adicional que pasa a través de la misma
columna. Algunos compuestos de la mezcla son atraídos por el material absorbente
con mayor intensidad que otros. Estos bajan por la columna con mayor lentitud que
los que son retenidos con menor intensidad. Los componentes forman bandas en la
columna que se desplazan a diferente velocidad hasta salir por la parte inferior.
Manual de Prácticas de Química I Ingeniería Industrial
28
Cristalización: Método empleado para separar sustancias de sus disoluciones en forma
de cristales geométricos. Se funda en que la mayoría de los sólidos, son más solubles
en caliente que en frío o a la inversa. Operación que se utiliza para obtener sustancias
sólidas de alta pureza, formadas por partículas de tamaño uniforme.
Cristales de CuSO4x5H2O
Cristalización Fraccionada: Operación que consiste en la separación de los
componentes puros de una mezcla, en base en sus diferentes solubilidades en un
solvente dado en función de la temperatura. En otras palabras, se basa en el hecho de
que la mayoría de los sólidos son más solubles en caliente que en frió (ver Figura 3.1).
Con esta operación se pueden obtener sustancias sólidas de alta pureza, formadas
por partículas de tamaño uniforme.
Figura 3.1. Gráfica de la solubilidad en agua en función de la temperatura.
Manual de Prácticas de Química I Ingeniería Industrial
29
Sublimación y Deposición: Operación que consiste en separar una sustancia de una
mezcla que se encuentra en estado sólido. La sublimación es el proceso por el cual las
moléculas pasan directamente de sólido a vapor, sin pasar por el estado líquido, y el
proceso inverso (de vapor directamente a sólido) se llama deposición. Los sólidos tiene
presiones de vapores al igual que los líquidos, pero su valor es muy inferior.
3.3. PARTE EXPERIMENTAL
3.3.1. Material y Reactivos.
Materiales Reactivos
- Vasos de precipitados - Alcohol comercial
- Baguetas - Papel filtro lento
- Mechero - Agua destilada
- Equipo de filtración - Dicromato de potasio
- Lunas de reloj - Nitrato de Plomo II
- Cinta adhesiva
3.3.2. Procedimiento Experimental
Experimento Nº 1: Cromatografía
1. Recorta una tira del papel poroso que tenga unos 4 cm de ancho y una altura un
poco mayor a la del vaso de precipitado.
2. Enrolla un extremo en el borde del vaso con cinta adhesiva de tal manera que el
otro extremo llegue al fondo del vaso.
3. Pinta una mancha con un rotulador negro en el extremo libre de la tira, a unos 2cm
del borde. Procura que sea intensa, pero que no ocupe mucho espacio.
4. En el fondo del vaso, vierte alcohol hasta una altura de 1cm, aproximadamente
5. Sitúa la tira dentro del vaso de tal manera que el extremo quede sumergido en el
alcohol, pero la mancha fuera de él.
6. Puedes tapar el vaso para evitar que el alcohol se evapore.
7. Observa lo que ocurre: a medida que el alcohol va ascendiendo a lo largo de la tira,
arrastra consigo los diversos pigmentos que contiene la mancha de tinta.
8. Como no todos son arrastrados con la misma velocidad, al cabo de un rato se ven
franjas de colores.
9. Repite la prueba empleando agua en lugar de alcohol.
10. Una vez más, pero ahora utiliza una tira de papel de cuaderno y alcohol.
Experimento Nº 2: Precipitación
1. Colocar en un tubo de ensayo 2 mL de solución de Dicromato de Potasio y agregarle
gota a gota la solución de Nitrato de Plomo hasta observar un cambio
2. Dejar en reposo y observar las características del precipitado formado
3. Proceda a filtrar vertiendo la solución sobre el papel filtro y hacía el vértice.
Manual de Prácticas de Química I Ingeniería Industrial
30
4. Luego proceda a lavar las paredes interiores del vaso de precipitados utilizando una
pizeta con agua de modo que arrastre hacia el filtro todas las partículas sólidas.
5. Retire el papel de filtro que contiene el precipitado; coloque en una luna de reloj y
observe.
3.4. REPORTE DE RESULTADOS
1. ¿Crees que el agua sea el solvente universal? Fundamenta tu respuesta.
2. Además del agua, menciona otros solventes que son utilizados en el laboratorio
químico.
3. Menciona utilidades o usos de la cromatografía.
4. ¿Qué colores estás seguro de que sean mezcla?
5. ¿Por qué crees que unos colores suben más que otros?
6. ¿Crees que la técnica de la cromatografía es importante? ¿Por qué?
7. Reportar todas las observaciones del Experimento Nº 2
3.5. CUESTIONARIO
1. ¿Qué técnica se utiliza para separar una sustancia sólida que se encuentra en un
medio acuoso?
2. ¿Cómo se forma un precipitado?
3. ¿Qué papel cumplen las perlas de vidrio o pedazos de porcelana rota en la
destilación?
4. ¿Qué aplicaciones industriales tiene la destilación?
5. ¿En qué consiste la destilación fraccionada?
6. indicar cuál sería el significado de operaciones unitarias; además la diferencia con
operaciones básicas en el laboratorio
7. Realice un esquema de diagramas de bloques para un proceso industrial en la
región de Arequipa.
8. ¿Cuándo debe usarse una campana de gases?
9. Dibuja los símbolos que representan una sustancia tóxica, una nociva y una
irritante. ¿Qué diferencia hay entre ellas?
3.6. ACTIVIDADES
1. Ponga a hervir ½ L de agua potable en una olla de su cocina y ½ L de agua potable
en la tetera, al mismo tiempo. Observe y haga un informe al respecto
Manual de Prácticas de Química I Ingeniería Industrial
31
PRÁCTICA Nº 4
TABLA PERIÓDICA: PROPIEDADES DE LOS ELEMENTOS
4.1. OBJETIVO:
Los principales objetivos de esta práctica son:
� Estudiar y correlacionar las propiedades de elementos conocidos y vistos como un
grupo o familia.
� Balancear las diferentes ecuaciones químicas iónicas y moleculares, correspondientes
a las diferentes reacciones químicas
4.2. FUNDAMENTO TEÓRICO
4.2.1. Tabla Periódica
En 1869, el químico ruso Dimitri Mendeleev, publicó una tabla de los elementos a la
que llamo Tabla Periódica, donde mostró que las propiedades de los elementos se
repiten periódicamente a intervalos regulares. Este hecho se conoce hoy en día como
la Ley Periódica. La ley periódica resume muchas observaciones sobre las propiedades
de los elementos. Se puede establecer como sigue: cuando los elementos se acomodan en
orden creciente de sus números atómicos, muestran propiedades similares periódicamente.
Todos los elementos están ordenados de acuerdo con el valor creciente de sus pesos
atómicos, formando hileras horizontales llamados periodos, con propiedades físicas y
químicas que cambian en forma progresiva a través de la tabla, y columnas verticales
llamadas grupos o familias, con propiedades similares. La elaborar la tabla periódica
actual, los elementos fueron acomodados uno tras otro, en grupos, debido a sus
propiedades químicas semejantes. Por ejemplo, todos los elementos del grupo IA, son
metales que, cuando reaccionan, forman iones con una carga de 1+. Si se examinan las
configuraciones electrónicas de estos elementos, se verá que el nivel electrónico exterior
para cada uno no tiene sino un electrón en un sub. Nivel s. En forma semejante, todos
los elementos del grupo IIA tienen una configuración electrónica en el nivel exterior que
se podría generalizar como ns2. De hecho, examinando cualquier grupo dentro de la tabla
periódica, se ve que todos los elementos en el grupo tienen la misma estructura
electrónica en el nivel exterior. Las estructuras electrónicas similares conducen a
propiedades físicas y químicas semejantes.
4.2.2. Propiedades Periódicas
Las variaciones de las propiedades dependen de las configuraciones electrónicas
(ordenamiento electrónico del átomo en su estado basal), en especial de la
configuración de la capa externa ocupada y de su distancia con respecto al núcleo.
Energía de Ionización: La primera energía de ionización o primer potencial de
ionización (EI1) es la cantidad mínima de energía que se requiere para remover al
electrón en lazado con menor fuerza en un átomo aislado para formar un ión con
Manual de Prácticas de Química I Ingeniería Industrial
32
carga +1. La segunda energía de ionización (EI2) es la cantidad de energía que se
requiere para desplazar al segundo electrón. Para un elemento dado, (EI2) siempre es
mayor que (EI1) porque siempre es más difícil desplazar a un electrón de un ión con
carga positiva que al átomo neutro correspondiente. La energía de ionización aumenta
de abajo hacia arriba en un grupo y de izquierda a derecha en un periodo. Los
elementos con energía de ionización baja forman compuestos iónicos al perder
electrones, dando lugar a iones con cargas positivas (cationes). Los elementos con
energía de ionización intermedia, por lo general, forman compuestos moleculares
(covalentes) compartiendo electrones con otros elementos. Los elementos con energía
de ionización muy alta a menudo ganan electrones para formar iones con cargas
negativas (aniones).
Afinidad Electrónica: La afinidad electrónica (AE) de un elemento es la cantidad de
energía que se absorbe cuando se añade un electrón a un átomo gaseoso aislado para
formar un ión con carga −1. Los elementos con afinidades electrónicas muy negativas
ganan electrones con facilidad para formar iones negativos (aniones). La afinidad
electrónica se hace más negativa de abajo hacia arriba en un grupo y de izquierda a
derecha en un periodo.
Electronegatividad: La electronegatividad de un elemento mide la tendencia relativa del
átomo a atraer electrones hacia si cuando se combina químicamente con otro átomo.
Las electronegatividades de los elementos se expresan en la escala de Pauling. La
electronegatividad del Flúor es la más alta de todas, esto indica que cuando el ión
flúor esta enlazado químicamente con otros elementos, muestra mayor tendencia de
atraer la densidad electrónica hacia sí que cualquier otro elemento. La
electronegatividad aumenta de abajo hacia arriba en un grupo y de izquierda a
derecha en un periodo.
Carácter Metálico: El carácter metálico aumenta de arriba hacia abajo en un grupo y
de derecha a izquierda en un periodo. Los elementos a la izquierda de los que tocan a
la línea zig− zag son metales (con excepción del hidrógeno), mientras que los que se
encuentran a la derecha son no metales. Los elementos adyacentes a esta línea suelen
llamarse metaloides porque muestran propiedades características tanto de metales
como de no metales.
Comportamiento Anfótero: Es la capacidad de una sustancia para comportarse como
ácido o como base. Por ejemplo, varios hidróxidos metálicos insolubles son anfóteros,
reaccionan con ácidos para formar sales y agua, pero también se disuelven en, y
reaccionan, con exceso de bases fuertes solubles.
4.3. PARTE EXPERIMENTAL
4.3.1. Material y Reactivos.
Materiales Reactivos
- Vaso de precipitados - Na (metálico)
Manual de Prácticas de Química I Ingeniería Industrial
33
- Probeta - Mg (metálico)
- Pizeta - Fenolftaleína
- Tubos de ensayo - Solución de NaOH (0,1 M)
- Gradilla para tubos - Solución de KOH (0,1 M)
- Pipetas
- Cocinilla
4.3.2. Procedimiento experimental
Experimento Nº 1: Familia de los Metales Alcalinos: Reactividad en Agua.
1. En un vaso de precipitados agregar 40 ml de agua destilada y dejar caer 0.5 g de
sodio metálico. Observar el desprendimiento de gas.
2. Al término de la reacción, agregar 2 gotas de fenolftaleína (indicador ácido − base),
la coloración rojo grosella, indicaría la formación del hidróxido correspondiente.
3. Reportar todas las observaciones y la ecuación química balanceada
correspondiente.
Experimento Nº 2: Familia de los Metales Alcalinotérreos: Reactividad en Agua.
1. En un vaso de precipitados agregar 40 ml de agua destilada y dejar caer 0.5 g de
magnesio metálico. Observar.
2. Agregar 2 gotas de Fenolftaleína. Observar la aparición de una coloración rojo
grosella, la cual indicaría la formación del hidróxido correspondiente. En caso de
que la reacción no ocurra a la temperatura del agua, someter a calentamiento
suave.
3. Reportar todas las observaciones y la ecuación química balanceada
correspondiente.
Experiencia Nº 3: Variación del carácter básico
1. En dos tubos de ensayo colocar sendamente 1 mL de las soluciones de Na(OH) y
K(OH) respectivamente. Enseguida adicionar a cada tubo, exactamente una gota del
indicador fenolftaleína. Agitar y ordenarlos por la intensidad del color, de mayor a
menor.
2. Interpretar los resultados.
4.4. REPORTE DE RESULTADOS
1. Escriba las observaciones del experimento Nº 1 y la ecuación química balanceada
de la reacción producida.
2. Escriba las observaciones del experimento Nº 2 y la ecuación química balanceada
de la reacción producida.
3. Escriba las observaciones del experimento Nº 3 y proceda a interpretar los
resultados obtenidos
Manual de Prácticas de Química I Ingeniería Industrial
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4. Indique cuál de los dos metales en más reactivo. Justifique su respuesta en base a
los experimentos realizados.
4.5. CUESTIONARIO
1. ¿Por qué la energía de la segunda ionización del Litio es mucho más grande que la
del Berilio?
2. Discutir las siguientes propiedades y sus tendencias con relación a la tabla
periódica.
a. Energía de ionización
b. Radio atómico
c. Electronegatividad
3. ¿Cuáles son las características físicas y químicas del bromo?
4. ¿Por qué se les llama alcalinos a los elementos del grupo I? Explique.
5. ¿Cuándo se dice que un compuesto es anfótero? Explique y de ejemplos
6. ¿Por qué las energías de ionización siempre son cantidades positivas?
7. Haga la configuración electrónica de los siguientes átomos y determinar los
números cuánticos del último electrón e indique sus propiedades magnéticas: Mg,
Cu, Cr, Cl y Zn
8. ¿Por qué los elementos de transición tienen variados estados de oxidación?
4.6. ACTIVIDAD
1. De las sustancias que utiliza para el aseo personal podría decir ¿Cuáles son ácidos
y cuáles son alcalinos? Realice el informe respectivo
Manual de Prácticas de Química I Ingeniería Industrial
35
PRÁCTICANº 5
ENLACE QUÍMICO
5.1. OBJETIVO:
� Determinar el tipo de enlaces de las diferentes sustancias.
� Predecir la polaridad de los compuestos covalentes.
� Aprender a diferenciar entre los electrólitos fuertes y débiles por su capacidad de
conducir la corriente.
5.2. FUNDAMENTO TEÓRICO
5.2.1. Enlace Químico
Puede definirse como las fuerzas que mantiene unidos a los átomos de elementos y
compuestos se llaman enlaces químicos. Para que se forme un enlace químico, entre dos
átomos, debe haber una disminución neta de energía potencial del sistema, es decir, los
iones o moléculas producidas por las distribuciones electrónicas deben estar en un
estado energético más bajo que el de los átomos aislados.
5.2.2. Tipos de Enlace:
Los átomos de los elementos químicos tienen diferentes estructuras electrónicas, por
tanto, presentan una variedad de uniones químicas.
Enlace iónico; Se forma cuando uno o más electrones del nivel de valencia de un átomo,
se transfieren al nivel de valencia de otro, transformándose ambos en iones positivo y
negativo, respectivamente, y atrayéndose entre sí electrostáticamente. El átomo que ha
perdido uno o más electrones de valencia posee carga positiva (ion positivo o catión); del
mismo modo, el átomo que ha ganado uno o más electrones posee carga negativa (ion
negativo o anión); a estos iones se les conoce por electrolitos, porque estos conducen la
corriente eléctrica. Los compuestos que contienen enlace predominante iónico se
conocen como compuestos iónicos. Esta atracción electrostática entre los iones de
carga contraria es el enlace llamado iónico. Los compuestos iónicos en estado fundido o
en soluciones acuosas contienen iones (átomos con carga eléctrica), los cuales originan
una diferencia del potencial, que permite el paso de la corriente eléctrica. Por lo general,
estos compuestos son sólidos con puntos de fusión altos (>400 ºC), muchos de ellos
son solubles en agua, la mayoría es insoluble en solventes no polares, los compuestos
fundidos, así como, sus soluciones acuosas conducen bien la electricidad porque
contienen partículas móviles con carga. Por ejemplo: NaCl, MgCl2, Li2O, CaO, Al2O3,
Mg3N2, etc.
Enlace Covalente: Se debe a que se comparten uno o más pares de electrones entre
dos átomos, debido a que diferencia de electronegatividades no es suficientemente
grande como para que se efectuara una transferencia de electrones; por lo tanto, no
pierden ni ganan electrones, sino que los comparten. Por consiguiente, este tipo de
enlace se encuentra en todas las moléculas constituidas por elementos no metálicos,
combinaciones binarias que estos elementos forman entre sí, tales como hidruros
Manual de Prácticas de Química I Ingeniería Industrial
36
gaseosos y en los compuestos de carbono. En la mayoría de los enlaces covalentes
participan dos, cuatro o seis electrones, es decir, uno, dos o tres pares de electrones;
formado enlaces covalentes simples, dobles o triples, por aportes equitativos de cada
átomo. Los compuestos que contienen enlace predominantemente covalente se llaman
compuestos covalentes. Por lo general, estos compuestos son gases, líquidos o sólidos
con puntos de fusión bajos (
Manual de Prácticas de Química I Ingeniería Industrial
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Electrólitos Fuertes: Son compuestos que se ionizan en su totalidad o casi totalmente
en solución acuosa diluida, por lo tanto, conducen bien la electricidad. Ejemplo: HCl,
HNO3, H2SO4, Li(OH), Na(OH), K(OH), NaCl, CuSO4, etc.
Electrólitos Débiles: Son compuestos que se ionizan levemente (menos del 5 %) en
solución acuosa diluida, por lo tanto, conducen débilmente la electricidad. Ejemplo:
HF, HCN, H2CO3, H3PO4, CH3COOH, (COOH)2, NH4OH, etc.
No Electrólitos: Son compuestos que no se ionizan (existen en forma de molécula) en
solución acuosa, por lo tanto, no conducen la electricidad. Por ejemplo: los
compuestos orgánicos como sacarosa, glucosa, etanol, acetona, hexano, etc.
5.3. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
5.3.1. Material y Reactivos
Materiales Reactivos
- Lunas de reloj - Yoduro de potasio
- Pipetas - Cloruro de sodio
- Tubos de ensayo - Cloruro de calcio
- Bagueta - Ácido cítrico
- Conductímetro - Sacarosa
- Gradilla para tubos - Agua destilada
- Etanol
- Heptano
5.3.2. Procedimiento Experimental Experimento Nº 1: Solubilidad en Agua
1. Obtener cinco tubos de ensayo y añadir 5 mL de agua destilada en cada tubo.
2. Añadir en cada tubo muestras de 0,5 g de los compuestos utilizados
anteriormente.
3. Agitar las muestras con una bagueta o varilla de agitación, observar y anotar los
compuestos solubles en agua.
4. En la tabla N° 1 proporcionada, registrar si los compuestos son solubles en agua.
5. Reportar los resultados obtenidos.
Experimento Nº 2: Solubilidad en Etanol
1. Obtener cinco tubos de ensayo y añadir 5 mL de Etanol en cada tubo.
2. Añadir en cada tubo muestras de 0,5 g de los compuestos utilizados
anteriormente.
3. Agitar las muestras con una bagueta o varilla de agitación, observar y anotar los
compuestos solubles en Etanol.
4. En la tabla N° 1 proporcionada, registrar si los compuestos son solubles en agua.
Manual de Prácticas de Química I Ingeniería Industrial
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5. Reportar los resultados obtenidos
Experimento Nº 3: Conductividad
1. Prueba la conductividad de una muestra en estado sólido, para esto coloca una
porción pequeña en una luna de reloj y toca el sólido con el electrodo del
conductímetro (pide al docente indicaciones de cómo utilizar el equipo de
conductividad ya que son fuentes de toques eléctricos).
2. Prueba la conductividad de los disolventes que vas a utilizar (agua destilada y
heptano) en un vaso de precipitados de 50 mL.
3. Enjuaga y seca los electrodos del equipo de conductividad con el disolvente antes y
después de cada prueba. Anota tus resultados en la tabla N° 2.
5.4. REPORTE DE RESULTADOS
1. Complete la siguiente tabla N° 1
Compuesto Solubilidad
Agua
Etanol Yoduro de potasio
Cloruro de sodio
Acido cítrico
Sacarosa
2. Complete la siguiente tabla N° 2
Compuesto
Conductividad
Solido Agua Heptano
3. ¿Qué tipo de enlace predomina en cada uno de los compuestos con los que
trabajaste? ¿En qué propiedades te basaste para asignar el tipo de enlace?
Responde en la tabla N° 3
Sólido Yoduro de potasio Cloruro de sodio Acido cítrico Sacarosa
Tipo de enlace
Propiedades
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5.5. CUESTIONARIO
1. Describa las principales diferencias entre los compuestos iónicos y compuestos
covalente.
2. ¿Por qué es líquida el agua a temperatura ambiente?
3. ¿Por qué las disoluciones conducen la corriente eléctrica?
4. Al medir con un conductímetro la conductividad del agua destilada (su unidad es el
Siemens), aunque es mucho menor que la del agua del caño (que lleva sales
disueltas) no es cero. ¿Por qué?
5. ¿Cómo influyen los enlaces de hidrógeno en la estabilidad térmica del ADN?
6. ¿Qué ocurre cuando sudas?
7. ¿La conductividad eléctrica de las sustancias es una prueba indicativa del tipo de
enlace químico que forman las sustancias?
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PRÁCTICA Nº 6
FUNCIONES QUÍMICAS INORGÁNICAS
6.1. OBJETIVOS
� Estudiar la formación, características y nomenclatura de las diferentes funciones
químicas inorgánicas
� Establecer la similitud de propiedades de acuerdo al grupo funcional.
6.2. FUNDAMENTO TEÓRICO
6.2.1. Función Química
Se designa como función química a la presencia de un elemento(s) común a un
conjunto de compuestos, que determinan características comunes al conjunto de
compuestos, ello no descarta que los compuestos que se clasifican dentro de una
función química puedan tener propiedades físicas y químicas diferentes.
6.2.2. Clasificación de los Compuestos Inorgánicos
Anteriormente, se indicó que los compuestos inorgánicos pueden ser clasificados como
iónicos o covalentes, de acuerdo al tipo de enlace que predomine en ellos. Sin
embargo, para una mejor clasificación de los compuestos inorgánicos, se han aplicado
dos criterios (ver Tabla 6.1.), de acuerdo al número de elementos en el compuesto y de
acuerdo al grupo funcional
Nº de Elementos Grupo Funcional
Binarios
Óxidos Metálicos
Óxidos No metálicos
Hidruros metálicos
Hidruros No metálicos
Sales Haloideas
Ternarios
Hidróxidos
Ácidos Oxácidos
Sales Oxisales
Cuaternarios Complejos
Tabla 6.1. Clasificación de los compuestos inorgánicos.
Manual de Prácticas de Química I Ingeniería Industrial
41
6.2.3. Compuestos Binarios.
Son compuestos que constan de dos elementos; pueden ser iónicos o covalentes. Entre
estos tenemos:
Óxidos: Son compuestos binarios que contienen oxígeno. El oxígeno se combina con
casi todos los elementos, con excepción de los gases nobles y metales no reactivos (Au,
Pd, Pt), para formar óxidos. Aunque este tipo de reacciones suelen ser muy
exotérmicas, pueden producirse con bastante lentitud y requiere de calentamiento
para proporcionar la energía necesaria para romper los fuertes enlaces de la molécula
de oxigeno (O2). Una vez iniciada la reacción, la mayoría libera energía más que
suficiente para mantenerse por si solas y en ocasiones provocan incandescencia.
Existen dos tipos de óxidos: óxidos metálicos u óxidos básicos, y óxidos no metálicos u
óxidos ácidos.
• Óxidos Metálicos u Óxidos Básicos: Por lo general, son sólidos iónicos, resultan de la
combinación del oxígeno con metales.
Metal + Oxigeno → Oxido Metálico
2 Ca(s) + O2(g) → 2 CaO(s)
• Óxidos No Metálicos u Óxidos Ácidos: Resultan de la combinación del oxígeno con un
no metal, generalmente presentan enlace covalente.
No Metal + Oxigeno → Oxido No Metálico
C(s) + O2 (g) →CO2 (g)
Sales Haloideas: Son compuestos binarios que resultan de la neutralización de un
ácido hidrácido con un hidróxido.
Acido Hidrácido + Hidróxido →Sal Haloidea + Agua
HCl(ac) + NaOH(ac) →NaCl(ac) + H2O(l)
6.2.4. Compuestos Ternarios.
Son compuestos que constan de tres elementos; pueden ser iónicos o covalentes.
Entre estos tenemos:
Hidróxidos: Son compuestos ternarios que resultan de la combinación de un oxido
metálico, soluble en el agua, sin cambio en el estado de oxidación del metal; o de la
combinación de un hidruro metálico con agua, en la cual los iones hidruro reducen al
agua para formar iones hidróxido e hidrógeno.
Oxido Metálico + agua →Hidróxido
BaO(s) + H2O(l) →Ba(OH)2(ac)
Hidruro Metálico + Agua →Hidróxido + Hidrogeno
LiH(s) + H2O(l) →Li(OH)(s) + H2(g)
Los hidróxidos, también, se pueden obtener al reaccionar un metal alcalino o alcalino
térreo (los más pesados) con agua, con desprendimiento de hidrógeno.
Metal Alcalino o Alcalinotérreo + Agua → Hidróxido + Hidrógeno
2 K(s) + 2H2O(l) →K(OH)(ac) + H2(g)
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Oxácidos: Son compuestos ternarios que resultan de la combinación de un oxido no
metálico, soluble con agua, sin cambio en el estado de oxidación del no metal.
Oxido No Metálico + Agua → Oxácido
SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(ac)
Oxisales: Son compuestos ternarios que resultan de la neutralización de un oxácido
con un hidróxido, sin cambio en los estados de oxidación.
Oxácido + Hidróxido → Oxisal + Agua
H2SO4(ac) + NaOH(ac) → Na2SO4(ac) + H2O(l)
Las sales oxisales, también, se pueden obtener al reaccionar un oxido metálico con un
oxido no metálico, sin cambio en los estados de oxidación.
Oxido Metálico + Oxido No Metálico → Oxisal
MgO(s) + CO2(g) → MgCO3(s)
Existen varios tipos de sales, de acuerdo a las proporciones estequiométricas del ácido
o base, entre las cuales tenemos:
• Sales Neutras: Son las descritas anteriormente, en las que reaccionan cantidades
estequiométricas de ácido y base.
HNO3(ac) + KOH(ac) → KNO3(ac) + H2O(l)
• Sales Acidas: Cuando reaccionan cantidades menores a las proporciones
estequiométricas de bases con ácidos polipróticos (más de un H+), las sales
resultantes se les conoce como sales acidas porque aún son capaces de neutralizar
bases. Por ejemplo, el ácido fosfórico (H3PO4) puede producir tres sales distintas,
dependiendo de las cantidades relativas de ácido y base que se empleen.
H3PO4(ac) + NaOH(ac) →NaH2PO4(ac) + H2O(l)
H3PO4(ac) + 2NaOH(ac) → Na2HPO4(ac) + 2H2O(l)
H3PO4(ac) + 3NaOH(ac) →Na3PO4(ac) + 3H2O(l)
• Sales Básicas: Las bases polihidroxiladas (más de un OH) reaccionan con
cantidades de áci