Manual de Química para Ingenieros civiles 2012.docx

Facultad de Ciencia, Tecnología y AmbienteDepartamento de Ciencias BásicasCoordinación de Ciencias Naturales

MANUAL DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE QUÍMICA PARA INGENIEROS

CIVILES

Managua, Mayo del 2012

INTRODUCCIÓN

La química para Ingenieros comprende el programa 2 unidades de mucha importancia para la formación de los Ingenieros estas son:

Unidad I Fundamentos de Química Inorgânica Unidad II Fundamento de Química Orgánica

Con este contenido programático se elaboraron las prácticas de laboratorios que comprende cada una de las unidades temáticas, con el propósito de poder correlacionar la teoría con la práctica. Esta correlación es de mucha importancia, dado que a partir de aquí se consolidan los conocimientos teóricos – prácticos que todo estudiante de Ingeniera debe de saber.

Para la estructura el reporte de laboratorio, se retomará lo expuesto en el manual de guías de Química General, así como también las reglas que se deben cumplir en el laboratorio.

También se cuenta con una guía base del manejo y usos de los materiales del laboratorio, en esta guía se explica a detalle los distintos materiales que se utilizan en las prácticas de laboratorio, esta guía concluye con una serie de recomendaciones dirigidas a los estudiantes para el uso y manejo de los materiales y reactivos de laboratorio.

Se finaliza con las guías de prácticas de laboratorio correspondiente para la asignatura de Química para Ingenieros, donde cada guía contempla el paso a paso para la realización de la práctica finalizando con una serie de preguntas para reafirmar los conocimientos adquiridos.

CONOCIMIENTO DEL MATERIAL DE LABORATORIO Y SU USO

I. INTRODUCCIONLa química como ciencia eminentemente práctica, está fundamentada en resultados experimentales.

Estos resultados experimentales cuidadosamente controlados se realizan en lugares especiales y apropiados llamados laboratorios. Un experimento es un proceso controlado que se realiza en condiciones bien específicas de un fenómeno para investigar sus leyes ó causas, ó bien demostrar una ley general.

Experimentar: Es hacer prácticas de laboratorio para descubrir ó demostrar ciertos fenómenos o principios científicos; por consiguiente, un practicante de laboratorio de química debe saber exactamente a que llega y para ello debe prepararse de antemano con esmero, estudiando anticipadamente la guía de laboratorio. Todo buen estudiante de química debe ser prudente, ordenado y nítido en sus prácticas de laboratorio y pensar que su trabajo es una labor de investigación por lo tanto debe considerarla como un trabajo muy serio.

Esta práctica tiene por objeto que el alumno conozca los aparatos de uso más corriente que va a emplear durante el curso, así como la utilidad de cada uno de ellos. El profesor le mostrará el material y explicará el uso más frecuente.

II. USO DEL MATERIAL DE LABORATORIO1. Tubos de ensayo. Sirven para mezclar líquidos, para calentarlos, etc. Son los aparatos más

corrientes e imprescindibles.2. Cilindro graduado o probeta. Para medir volúmenes de líquidos. No se calientan ni se realizan en

ellos reacciones de tipo químico.3. Pipeta graduada. Para medir exactamente pequeños volúmenes de líquidos.4. Bureta. Para medir exactamente volúmenes de líquidos y realizar titulaciones de ácidos y bases.5. Tubos de seguridad rectos o curvos. Se emplean en los generadores de gases para regular la

presión dentro del aparato.6. Retorta. Para la destilación seca (de materiales sólidos, madera, hulla, etc), y para preparar

productos químicos corrosivos (bromo, ácido nítrico, etc).7. Matraz de fondo plano, corriente o de Florencia. Para construir generadores (aparatos donde se

realiza una reacción química); para hervir o calentar líquidos.8. Matraz cónico, Erlenmeyer o Fiola. Para disolver sólidos en líquidos, lavar gases y realizar

titulaciones.9. Matraz aforado. Para preparar volúmenes exactos de soluciones de concentraciones.10.Balón de destilación. Para destilación simple y fraccionada. Para obtener agua destilada en el

laboratorio.11.Vaso de precipitado o Beakers. Para reacciones químicas de precipitación, calentar o hervir

líquidos.12.Cuba hidroneumática. Complemento de un generador de gases, para recoger el gas por

desalojamiento del agua.13.Refrigerante. Se emplea para condensar los vapores de un líquido durante la destilación.14.Vidrio de reloj. Para evaporar gotas de líquidos, tapar vasos precipitados.15.Cápsula de porcelana. Para evaporar y concentrar soluciones.16.Crisol de porcelana. Para calentar al rojo o fundir cuerpos sólidos.17.Triángulo de arcilla. Para soporte de crisoles durante el proceso de calentamiento.18.Mortero. Para triturar y desmenuzar sustancias.19.Rejilla metálica o malla de asbesto. Para colocar el material de vidrio durante el calentamiento.20.Soporte universal. Para fijar el material de vidrio en el montaje de los generadores.

21.Cuchara de combustión. Para combustiones en pequeña escala.22.Trípode. Soporte para calentar vasos de precipitados, Erlenmeyer, cápsulas de porcelana, crisoles.23.Embudos. Pueden ser de vidrios, porcelana, plástico y se emplean para las filtraciones.24.Gradilla. Soporte especial, metálico o de madera, para colocar en ella los tubos de ensayos.

VI. CUESTIONARIO1. ¿Cuántos tipos de balanza conoce?2. ¿Porqué los laboratorios deben estar ubicados en la parte superior de los edificios?3. Porque los laboratorios deben de estar bien ventilados.4. ¿Cuál es la importancia del uso de la gabacha durante las prácticas?5. ¿Cuál es la importancia de la puntualidad en el laboratorio?

Modelo de informe

Facultad de Ciencia, Tecnología y AmbienteDepartamento de Ciencias BásicasCoordinación de Ciencias Naturales

INFORME DE LABORATORIO DE QUÍMICA GENERAL

INTEGRANTES:

Sofía Roberta Reyes MedinaFabiola carolina Baca Quezada.

DOCENTE:

Msc. Cipriano Agustín López Lezama

CARRERA:

Ingeniería en Calidad Ambiental

GRUPO:

0670

TURNO:

Matutino

Managua, Nicaragua.Jueves 05 de Junio del 2011

RESUMEN.

El propósito de esta práctica fue determinar experimentalmente el peso molecular del de oxígeno a través la obtención de oxígeno por la descomposición del KClO3, Para llevar a cabo dicha práctica, primeramente se determinaron las ecuaciones que permitieron calcular el peso molecular del elemento. Una vez finalizado este paso, se prosiguió con el montaje del equipo para la obtención de éste. A medida que se elaboraba la práctica fue posible determinar otras propiedades como presión, temperatura, masa, color, olor y volumen. Como resultado se obtuvo un valor aproximado del peso molecular establecido en la tabla periódica del oxígeno diatómico. En la determinación del peso molecular de un compuesto influyen la presión, temperatura, y el volumen.

INTRODUCCIÓN

El oxígeno es un gas inodoro, insípido e incoloro que al condensarse adquiere un color azulado o nubloso, Es uno de los elementos más abundantes de la tierra: 1/5 del aire es oxígeno, el 47% de la superficie terrestre y el 89% de los océanos también lo son y además, también forma parte en la composición de todas las piedras y seres vivos.

Este elemento puede ser obtenido fácilmente en un laboratorio, a través de la descomposición térmica del clorato de potasio. Esta práctica se realizó con el propósito de la obtención del oxígeno mediante este método y poder comprender las propiedades de éste, además de obtener habilidades en el manejo de los instrumentos del laboratorio.

Este tema es de mucha importancia, ya que permite saber como se comportan los elementos, como actúan ciertos componentes ante la presencia de catalizadores, ya que como ingenieros en calidad ambiental es indispensable para poder generar propuestas de utilización, tratamiento, entre otras cosas para poder evitar el deterioro ambiental.

OBJETIVOS.

General Comprobar experimentalmente el peso molecular del oxígeno, haciendo uso de la

ecuación general de los gases.

Específicos Adquirir habilidades con el montaje y manipulación del equipo Determinar los parámetros físicos como volumen, masa, presión, etc.

MARCO TEÓRICO

El oxígeno es un elemento químico de número atómico 8 y símbolo O. En su forma molecular, O2, es un gas a temperatura ambiente y representa aproximadamente el 20% de la composición de la atmósfera terrestre. Es uno de los elementos más sobresalientes de la química; participa de forma muy importante en el ciclo energético de los seres vivos y es muy esencial en la respiración celular de los organismos aeróbicos y junto con el hidrógeno forma el agua.

Los gases son en diversos aspectos mucho más sencillos que los líquidos y sólidos. Estos se comportan en forma previsible por lo que pueden realizarse diferentes estudios respecto a estos. (Vallejos, 2005)

Muchas sales se descomponen por acción del calor (descomposición térmica), generando nuevas sustancias químicas de las cuales suelen desprenderse gases. Los gases desprendidos pueden recogerse por desplazamiento de agua, ya sea en una botella o frasco cualquiera, dependiendo el fin con que desee utilizarse. (González, 2007)

Es posible medir el peso molecular de un gas a través del método de recolección de gases, ya que se supone que el agua no reacciona con un gas y que éste no se disuelve en ella. (Cruces J. y Canalda J., 2000)

El peso molecular indica cuantas veces el peso de la molécula de una sustancia dada es mayor que 1/6 del peso absoluto medido de los átomos de oxígeno. Para calcular el peso molecular de un gas se hace necesaria la ecuación del gas ideal. Éste es un gas hipotético cuyo comportamiento de presión, volumen y temperatura se pueden describir completamente y son indispensables en sus comportamientos. (Chang, 2002)

METODOLOGÍA

Este trabajo tiene un carácter descriptivo ya que en él se pretende detallar como se llevó a cabo la realización de dicho laboratorio y de igual manera exponer la importancia de la utilización de catalizadores para el incremento de la velocidad en las reacciones, como es el caso del dióxido de manganeso utilizado, y de la determinación de las propiedades físicas del elemento, lo cual facilita caracterizar al elemento y entender su comportamiento.

Para la realización de este experimento primeramente se realizó el montaje del aparato para la recolección del gas (ver anexos), luego se pesó un sendo tubo de ensayo y un tapón de corcho monohoradado, una vez realizada la determinación del paso se agregó al tubo 7g de KClO3 y 2g de dióxido de manganeso, se tapó el tubo de ensayo y se prosiguió a calentar el tubo, el gas desprendido se recolectó en frascos de vidrio, los cuales fueron llenados previamente de agua y colocado en la tina neumática que también contenía agua.

Para la verificación de la presencia de oxígeno a cada frasco se le insertó una astilla en brasas, la cual en presencia de oxígeno se encendía más.

RESULTADOS y DISCUSIONES

Tabla de las propiedades físicas y peso molecular determinado en el laboratorio

Temperatura°C

VolumenL

Presión

atm.

Peso molecular

g/mol

Porcentaje de error

%Frasco 1 29 0,070 0,96 37 -15,6Frasco 2 29 0,075 0,96 34,5 -6,25

En la tabla se demuestra que con la descomposición del clorato de potasio se logra desplazar el agua del frasco, obteniendo un promedio de 0,0725 L de oxigeno, con un error promedio del 11%. Se observa que el peso molecular en este caso es inversamente proporcional al volumen, al mantener temperatura y presión constante y al incrementar el volumen el peso molecular disminuye, esto permite para este caso que el peso molecular calculado se encuentre más próximo al teórico.

Las variaciones en los volúmenes obtenidos de oxígeno se deben a la fuga de éste debido a que con la adición del catalizador (dióxido de manganeso) la reacción ocurre con mayor rapidez

Los pesos moleculares calculados para los dos frascos donde se recolectó el oxígeno tuvieron un porcentaje de error bastante aceptable, el que se relaciona con la fuga del gas.

CONCLUSIONES

La presión parcial del oxígeno se determina restando la presión del vapor de agua del oxígeno de la presión total, lo cual se determinó despejando la ecuación de la Ley parcial de Dalton.

El oxígeno gaseoso se obtiene experimentalmente por la descomposición del clorato de potasio en presencia de Dióxido de manganeso (el cual actúa como un acelerador de la reacción), haciendo desplazar el agua contenida en la botella.

BIBLIOGRAFÍA Cruces J. y Canalda J. (2000). Catalizador [en línea]. [Consultado el 25 de mayo de

2007]. Disponible en la página web: http://www.ciencia-ficción.com/glosario/c/cataliza.htm

Chang R. (2007). Química. Novena edición, México DF : Mcgraw Hill,.

http://www.xn--ciencia-ficcin-xob.com/glosario/c/cataliza.htm

González. K. Laboratorio de obtención de oxígeno. [en línea] [Consultado el 04 de Junio del 2008] Disponible en la página Web: http://nicolasordonez0.tripod.com/id27.html

ANEXOS

Fig. 1.1 Equipo para la obtención de oxígeno

PRÁCTICA DE LABORATORIO # 1

TEMA: "PREPARACIÓN DE SOLUCIONES Y DETERMINACIÓN DECONCENTRACIONES”

I. INTRODUCCIÓN

Una solución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias. La sustancia disuelta se denomina soluto y esta presente generalmente en pequeña cantidad en comparación con la sustancia donde se disuelve denominada solvente. La concentración de una solución expresa la relación de la cantidad de soluto a la cantidad de solvente.

Las soluciones poseen una serie de propiedades que las caracterizan entre la cuales se tiene:

1. Su composición química es variable.2. Las propiedades químicas de los componentes de una solución no se alteran3. Las propiedades físicas de la solución son diferentes a las del solvente puro la adición de un

soluto a un solvente aumenta su punto de ebullición y disminuye su punto de congelación; la adición de un soluto a un solvente disminuye la presión de vapor de éste.

A su vez toda solución tiene una concentración definida, esta concentración esta en función de la experimentación que se este realizando o la concertación requerida para que se lleve a cabo una reacción química. Existen 2 tipos de concentraciones; las Físicas y las Químicas.

Concentración: cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solvente, o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solución. Siempre indica una proporción entre soluto y solvente. Existen concentaciones físicas y químicas.

Físicas1. Porcentaje en masa (m/m): Cantidad de gramos de soluto disuelto en gramos de solución.2. Porcentaje en volumen (V/V): Volumen en mililitros de soluto disuelto en mililitros de

solución.3. Porcentaje masa a volumen (m/V): Cantidad de gramos de soluto disuelto en mililitros de

solución.4. Partes por millón (ppm): Cantidad de miligramos de soluto disuelto en 1 litro (ó 1 Kg) de

solución.

Químicas1. Molaridad (M): Cantidad de moles de soluto disuelto en 1 litro de solución. Este concepto

de mol se aplica a la molécula de soluto disociada en iones.2. Molalidad (m): Cantidad de moles de soluto disuelto en 1 Kg de solvente. 3. Normalidad (N): Cantidad de equivalentes-gramo de soluto disuelto en 1 litro de solución.

Equivalente-gramo es la cantidad de sustancia que reaccionaría con 1,008 gramos de hidrógeno, es decir, con un átomo-gramo de este elemento.

4. Fracción molar (X): Cantidad de moles de soluto o de solvente con respecto al número total de moles de la solución.

5. Porcentaje molar (X%); Fracción molar multiplicada por 100

Con esta practica se pretende determinar a partir de los datos obtenidos la concentración (o formas de concertación) que se pueden encontrar de una solución, así como poder realizar las disoluciones pertinentes partiendo de una concentración conocida.

II. OBJETIVOS

1. Preparar soluciones de distintas sustancias para calcular la concertación de ella.2. Desarrollar habilidades en el cuido, uso y manejo de materiales y reactivos de laboratorio.

III. MATERIALES Y REACTIVOS (Para un grupo de trabajo)

3 o 6 Beaker de 50 mL 1g de NaCl2 Beaker de 100 mL 1g de KI1 varilla de agitación 0.5 g de FeCl3

Balanza de precisión 2 mL de HCl concentrado1 Termómetro 0.5 g de CuSO4

Agua destilada 0.5 g de NaOH

IV. PROCEDIMIENTO

Para cada una de las experimentaciones que realizará anote la temperatura inicial y final y los pesos de las sustancias utilizadas para luego realizar los cálculos de las concentraciones físicas y químicas posibles

a) Preparación de soluciones de concentración desconocida1. Deposite en un Beaker de 50mL una muestra de 1 gramo de Cloruro de Sodio y diluya en un

volumen de 30 mL, anote los cambios que se dan durante el proceso de mezcla.

2. A una muestra de 1 gramo de Ioduro de Potasio adicione 20 mL de agua en un beaker de 50 mL, anote los cambios que se dan durante el proceso de mezcla.

3. Tome una muestra de 0.5 gramos de Cloruro de Hierro (III) diluya hasta alcanzar un volúmen de 25 mL y anote sus observaciones.

Nota: No deseche las soluciones preparadas, dado que estas le servirán para la parte c.

b) Preparación de soluciones de concentración conocida

1. Prepare 50 mL de una solución 1 M de Ácido clorhídrico, a partir de HCl puro cuya concentración es de 37%(m/m) y la densidad 1,19 g/ml.

2. A partir de Sulfato de Cobre ( II) obtenga 50 mL de una solución con 100 ppm, calcule los gramos de Sulfato de Cobre II que se requieren para el experimento.

3. El Hidróxido de sodio es una base fuerte (tener mucho cuidado con su manipulación) prepare 50 mL de una solución 0.1 N, calcule la cantidad de Hidróxido de sodio que se requiere para el experimento.

Nota: Después de no deseche las soluciones, dado que estas le servirán para la parte c de los experimentos.

c) Preparación de disoluciones a partir de las soluciones del inciso a y b

A partir de las 3 experimentaciones que realizó en el inciso a y las 3 experimentaciones que realizo en el inciso b, obtenga de cada experimentación la dilución con las concentraciones finales de 0.05 M y 0.01 M, tome de cada solución la mitad para preparar las nuevas disoluciones.

V. CUESTIONARIO

1. Para las experimentaciones del inciso b, encuentre las cantidades en gramos requeridas de cada uno de las sustancias por cada uno de los experimento.

2. Detalle los cálculos realizado para la obtención de las diluciones (recuerde que es para las 6 experimentaciones tiene que a partir de cada una de ellas diluir hasta 0.05 M y 0.01 M)

Nota: En los cálculos detalle las conversiones y formulas empleadas en cada uno de los experimentos.


TEMA: EQUILIBRIO QUIMICO. FACTORES QUE AFECTAN ELEQUILIBRIO QUIMICO

I. INTRODUCCIÓN

Prácticamente, todos los cambios o transformaciones químicas son más o menos reversibles en condiciones adecuadas, rehaciendo las sustancias iniciales, porque la velocidad de reacción a la izquierda se hace igual a la velocidad de reacción hacia la derecha; ambas reacciones continúan, pero el cambio neto es cero. El equilibrio químico se logra cuando en un sistema dado, dos reacciones opuestas ocurren simultáneamente con la misma velocidad. Una vez alcanzado el equilibrio, el sistema permanecerá así hasta que se produzca alguna perturbación que cambie las condiciones.

El principio de Le Chatelier es una forma de predecir el desplazamiento del equilibrio en un sistema, el cual depende del tipo de perturbación a que dicho sistema sea sometido. Según el principio de Le Chatelier, el sistema reaccionará desplazando el equilibrio en el sentido en que disminuya el efecto perturbador. En otras palabras, cuando algún factor externo perturba un sistema, que se encuentra en equilibrio; dicho equilibrio se pierde momentáneamente. El sistema comienza entonces a reaccionar químicamente hasta que el equilibrio se restablece. Pero, en este nuevo estado de equilibrio las condiciones son diferentes a las condiciones en que originalmente se hallaba el sistema. Se dice entonces que el efecto perturbador ha sido causante de un desplazamiento del equilibrio, ya sea hacia la derecha o hacia la izquierda, es decir, la reacción directa o la inversa se ven favorecidas.

Existen 3 formas de perturbar el equilibrio de un sistema químico:a) Agregando o substrayendo un reactivo o producto del sistema.b) Cambiando la presión o el volumen (cuando se trata de gases) del sistema.c) Cambiando la temperatura del sistema.

En la presente práctica de laboratorio se trabajará con cambios en las cantidades de los reactivos ó productos (cambios de las concentraciones) y con cambios de temperatura. El experimento Nº 1 se basa en el siguiente equilibrio en disolución acuosa:

2 K2CrO4 + 2 HCl K2Cr2O7 + 2 KCl + H2O

Al disminuir la concentración de ácido HCl, añadiendo solución de KOH, el equilibrio se desplaza hacia la izquierda y se forma cromato de potasio (K2CrO4), mientras que al acidificar, el equilibrio se desplaza a la derecha, hacia el dicromato de potasio (K2Cr2O7).

Los experimentos Nº2 y Nº3 se basan en los colores característicos de los complejos de coordinación y en el equilibrio siguiente:

[Co (H2O)6]+2 + 4 Cl- [COCl4]2- + 6 H2O. Rosado azul

La mayoría de los complejos están caracterizados por colores brillantes y fuertes, por lo que la variación de color es la forma más sencilla de apreciar en forma cualitativa, la transformación de un complejo en otro, o la formación de uno a partir de átomos ó moléculas sencillas.

II. OBJETIVOS1. Comprobar el desplazamiento del equilibrio químico cambiando la concentración de los

reactivos y productos, y variando la temperatura.

2. Desarrollar habilidades en el cuido, uso y manejo de materiales y reactivos de laboratorio.

III. MATERIALES Y REACTIVOS (para un grupo de trabajo)

2 Beaker de 250 mL 1 mL Cromato de Potasio 0.1M (K2CrO4)1 Pizeta 1 mL Dicromato de Potasio 0.1M (K2Cr2O7)1 Gradilla 3 mL Cloruro de cobalto (II) 0.1M en solución alcohólica (CoCl2)1 Trípode con malla 2 mL Hidróxido de potasio 0.1 M (NaOH)4 Tubos de ensayo Ácido clorhídrico (HCl) 12 M1 Gotero 3 mL Nitrato de plata 0.1M (AgNO3)1 Espátula Agua destilada1 Probeta de 10 mL Hielo1 Mechero o calentador eléctrico

IV. PROCEDIMIENTO

- EXPERIMENTO Nº 1

1. Vierta 1 mL de disolución de K2CrO4 0.1 M en un tubo de ensayo y 1 mL de solución de K2Cr2O7 0.1 M, en otro tubo de ensayo.

2. Con el gotero vierta, gota a gota, solución de KOH 0.1M sobre cada uno de los tubos de ensayo hasta que observe algún cambio. Anote sus observaciones.

3. Ahora agregue a cada tubo de ensayo, gota a gota, solución de HCl 0.1M hasta observar algún cambio. Anote sus observaciones.

- EXPERIMENTO Nº 2

1. Coloque 2 mL de solución alcohólica de cloruro de cobalto 0.1M en un tubo de ensayo y agregue agua hasta lograr un cambio de color. Observe y anote.

2. Añada gotas de HCl concentrado (12 M) en el tubo de ensayo hasta lograr un cambio de color. Observe y anote.

3. Agregue 3 mL de solución de AgNO3 0.1M. Agite. Observe y anote.

- EXPERIMENTO Nº 3

1. Tome dos beaker de 250 mL y haga lo siguiente:a) Llene un beaker con hielo.b) Llene otro beaker con 1/3 de agua y póngalo a calentar en el mechero o calentador

eléctrico.2. Tome dos tubos de ensayo y ennúmerelos. Agregue al primero 1 mL de solución alcohólica de

cloruro de cobalto 0.1M y 3 mL de agua destilada al segundo. Observe y anote.

3. Coloque el tubo de ensayo #1 color azul en el baño de enfriamiento ¿Qué sucede?. Compare con el tubo de ensayo #2. Observe y anote.

4. Posteriormente, introduzca el mismo tubo de ensayo en el baño de calentamiento ¿Que sucede? Compare con el tubo # 2. Observe y anote.

V. CUESTIONARIO

1. Qué papel juegan las disoluciones de KOH y HCl en el experimento Nº 1.2. Explique cuál es el papel que desempeña el nitrato de plata en el experimento Nº 2?3. ¿Qué se pretende comprobar en el experimento Nº3 enfriando y calentando el sistema reactante?4. ¿Cuál es la evidencia en la reacción que demuestra un cambio en el equilibrio?5. Escriba los enunciados de los principios de Le Chatelier que se comprobaron en esta práctica.6. ¿La reacción es endo- o exotérmica si, cuando aumentamos la temperatura, el equilibrio se desplaza hacia la izquierda?

Nota: Para la próxima práctica traer una muestra de suelo de interés.


TEMA : DETERMINACIÓN DEL REQUERIMIENTO DE CAL (CaO) DE LOS SUELOS

I. INTRODUCCIÓN

Cuando un suelo ácido se trata con una base como el Hidróxido de Calcio o Bicarbonato de Calcio, absorbe algo de calcio de la solución que consecuentemente puede medirse la reducción de la alcalinidad de la solución, mediante la titulación con ácido sulfúrico. En esto se basa el método Htchison-McLenan para los requerimientos de cal en el suelo.

II. OBJETIVOS

1. Determinar la cantidad de cal requeridas por el suelo en una muestra.2. Desarrollar habilidades en el uso y manejo de materiales y reactivos de laboratorio.

III. MATERIALES Y REACTIVOS

1 Frasco de 500 mL con tapa. 200 mL Bicarbonato de Calcio 0.02 N 1 Bureta (CaHCO3)

1 Probeta de 25 mL Ácido sulfúrico 0.1 N (H2SO4)1 Soporte para buretas Anaranjado de Metilo1 Agitador magnético1 Papel filtro1 Muestra de suelo1 soporte universal2 Beaker1 pescante1 Pizeta1 aro metálico1 varilla de agitación

IV PROCEDIMIENTO

1. Tome 100 mL de una solución de Bicarbonato de Calcio 0.02N y transfiérala a un Erlenmeyer de 250 mL.

2. Adicione unas gotas de anaranjado de metilo y titule la solución con Ácido Sulfúrico 0.1N, hasta que haya un cambio de color. Anote los mL de ácido que gastó en la valoración (a)

3. Coloque 10 g de suelo en un frasco de 500 mL de capacidad, junto con 100 mL de una solución de Bicarbonato de Calcio 0.02N.

4. Tape el frasco y colóquelo en un agitador o agítelo de forma manual durante 30 minutos; después de este tiempo, filtre la solución y mida el pH.

5. Tome 50 ó 100 mL del filtrado y se valoran con ácido sulfúrico 0.1 N empleando como indicador el anaranjado de metilo. Anote los mL gastados (b)

CaCO3 + H2SO4 CaSO4 + CO2 + H2O

La diferencia de concentración de la solución del filtrado y de la solución extractora de Bicarbonato de Calcio representa la cantidad de Carbonato de Calcio absorbido, lo que puede expresarse también como toneladas de CaCO3 requeridas por una hectárea de suelo secado al aire.

V. CÁLCULOS

CaCO3 =

(a−b )∗0 ,005∗2500P

Donde: a: mL de H2SO4 al 0.1 N usados en la valoración de la solución de CaHCO3 al 0.02 N.b: mL de H2SO4 al 0.1 N usados en la valoración del filtrado de suelo.0.05: coeficiente que, según la ecuación 1 mL de H2SO4 al 0.1 N equivale a 0.05 gr. de CaCO3.25.00: peso en toneladas de una hectárea de tierra de 22 cm de profundidad.P: peso del suelo en gr. tomados para el análisis.

* Exprese la demanda de cal (CaO) de un suelo ácido en Kg.

VI. CUESTIONARIO

1. Realice todos los cálculos pertinentes y argumente sus resultados2. Cual es la importancia de conocer la composición del suelo3. Investigue que importancia tiene para una edificación el conocer previamente el tipo de suelo


DETERMINACIÓN DEL pH DEL SUELO

I. Introducción

La reacción del suelo se evalúa midiendo el pH, es decir, el logaritmo negativo de la concentración de los iones Hidrógeno en la solución o suspensión, o sea:

pH - log H +,

Donde H + Es la concentración de ión Hidrógeno.

Es importante recordar que la disociación del agua pura en el ión Hidrógeno e iones oxhidrilos resulta de una reacción de disociación que en equilibrio se puede representar por:

H + OH- K eq -------------- 10 -13.96 o aproximadamente 10 -14

H2O

Por tanto cuando existen condiciones neutras se verifica la relación:

H + OH- 10 -7 o - log 7 es igual a pH 7

La expresión de la actividad iónica del ión Hidrógeno en forma de pH, es de uso universal. Este valor expresa la acidez activa del suelo, es decir, la cantidad de acidez (H+ o Al 3+) que se encuentra en la suspensión en equilibrio con el suelo. Esta es solamente una pequeña parte de la acidez total o acidez potencial del suelo, la que incluye a todos los iones Al3+ y H+

cambiables. Este último valor se acostumbra determinarlo por titulación.

OBJETIVOS

1. Determinar el pH en agua y en cloruro de potasio 1N en suelos 2. Familiarizar al estudiante en el uso y manejo del pH-metro

EQUIPOS Y REACTIVOS

pH-metro de campo y mesaBalanza analíticaTamices de 2mm2 Beakers de 250 mL2 Agitadores de vidrio 1 PizetaSolución de Cloruro de potasio 1 N (KCl)Solución tampón de pH 7Agua destiladaMuestra de suelo1 probeta de 50ml

1 espátula grande1 reloj

PROCEDIMIENTO

Pese 20 gramos de suelo y después de tamizar, deposítelos en un beaker de 250 mL de capacidad. Esto debe hacerse en doble, que será:

Uno para la determinación del pH del suelo con agua destilada. Un segundo para la determinación del pH del suelo con Cloruro de potasio 1N. Al primer vaso agregue 50 mL de agua destilada y al segundo vaso 50 mL de Cloruro de potasio

1N. Cada 10 minutos remover la suspensión de suelo de cada vaso durante 2 minutos. A la hora de contacto de la muestra de suelo con el agua y la solución de Cloruro de potasio 1N,

se procede a medir el pH con el pH-metro previamente calibrado.

INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS

1. La interpretación se efectuará haciendo uso de las escalas del pH para la clasificación de los suelos de acuerdo a esta característica. Cuando el análisis se efectúa con KCl 1 N se obtiene:

Extremadamente ácidos 4Fuertemente ácido 4.0 - 4.9Medianamente ácido 5.0 - 5.9 Ligeramente ácido 6.0- 6.9 Neutro 7.0Ligeramente alcalino 7.0 - 8.0Medianamente alcalino 8.1 - 9.0

2. Cuando el análisis se efectúa con agua destilada se obtiene:

Muy ácido 5.5Acidez media 5.6 - 6.0Acidez débil 6.1 - 6.5Acidez muy débil 6.6 - 7.0Alcalinidad muy débil 7.1 - 7.5Alcalinidad débil 7.6 - 8.0Alcalinidad media 8.1-8.5Vierta los residuos en el jardín o suelo de la universidad frente al laboratorio.

PARA SU INFORME: 1. Investigue otros métodos comunes para medir el pH del suelo.2. Investigue consultando la bibliografía adecuada la clasificación de los suelos y los ácidos

húmicos.3. Existe alguna relación entre acidez y materia orgánica.


TEMA : “VISITA A LA CEMENTERA”

Guía de visita: Visita a la Cementera

I. Objetivos:

Reconocer los pasos para el proceso de producción del cemento Indagar sobre la importancia de las sustancias químicas que intervienen en el proceso

productivo del cemento Participar activamente durante la visita a la cementera.

II. Introducción

Estimado estudiante:

Esta visita a la cementera tiene el propósito de consolidar conocimientos teóricos acerca del proceso de obtención del cemento, que es de gran importancia para el perfil de tu formación como futro ingeniero.

Se pretende que con la información previamente seleccionada seas capaz de responder objetivamente a las preguntas que se detallan a continuación.

1) Elabora un esquema para el proceso de producción del cemento.2) Menciona los métodos de separación utilizados en el proceso de producción.3) Cuál es la diferencia entre el cemento común y el cemento portland.4) Indica en que parte del proceso de producción participan las sustancias químicas.5) En qué consiste el proceso de clinkeración.6) Cuáles son los componentes básicos para la fabricación del cemento.7) Identifica dos o tres cementeras en el país.8) Investiga las reacciones que tienen lugar en el proceso de obtención del cemento.

IV. Metodología:

Cada estudiante debe llevar su guía de la visita.

V. Evaluación:

Se evaluará individualmente la participación activa durante la visita y tendrá el valor de 8 puntos.Cada estudiante entregará un Informe corto de la visita como mínimo de dos páginas ayudándose de las preguntas, el cual tendrá un valor de 17 puntos.


TEMA: DETERMINACIÓN DE TEXTURA EN SUELOS

Introducción En el suelo se encuentran partículas minerales diversos tamaños; las mayores de 2mm constituyen el material denominado fragmento rocoso y las menores de 2mm: la fracción tierra fina, esta última tiene como componentes la arena, el limo y la arcilla. El término textura se define como la proporción relativa por peso de las diversas clases de partículas menores de 2mm.

Existen diversos sistemas que permiten caracterizar la fracción de tierra fina de los suelos. Los principales son: el Sistema del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA), el Internacional y el Europeo. El primero ha sido adoptado por la mayoría de los países latinoamericanos. Este sistema considera las subdivisiones y limites siguientes:

Fracciones de tierra fina(subdivisiones)

Diámetro de partículas en:mm µ

Arena muy gruesa 2 – 1 2000 – 1000Arena gruesa 1 – 0.5 1000 – 500Arena media 0.5 – 0.25 500 – 250Arena fina 0.25 – 0.10 250 – 100Arena muy fina 0.10 – 0.05 100 – 50Limo grueso 0.05 – 0.02 50 – 20Limo medio 0.02 – 0.005 20 – 5Limo fino 0.005 – 0.002 5 – 2Arcilla < 0.002 < 2

La textura es una de las propiedades más importantes de los suelos en razón de su enorme influencia en muchas de las características físicas y químicas determinantes de su productividad y aptitud para el uso (Zavaleta, 1992). Es también una de las más permanentes.

Baize (1990) pone en evidencia la importancia de la textura expresando que si tendría que efectuarse un solo análisis para caracterizar un suelo, un horizonte, habría que escoger el análisis de textura, pues, sería prácticamente imposible su caracterización si no se conociera su granulometría. Tampoco sería posible interpretar los otros resultados analíticos sin referirse explícitamente a esta característica, sobre todo al porcentaje de arcilla.

La textura se determina tanto en el campo como el laboratorio. En el campo se determina por lo general al tacto, basándose en la sensación que dan al tacto la arena, el limo y al arcilla mezcladas en diferentes proporciones. Debido a que esta determinación es motivo de otra práctica, por el

momento, nos limitamos a decir que ésta tiene especial importancia en el caso de los suelos especiales, como por ejemplo, suelos derivados de cenizas volcánicas.

En el laboratorio, la textura se determina principalmente por dos métodos: el de Bouyoucos y el de la pipeta. Ambos se basan en la Ley de Stokes 11, es decir en la velocidad de sedimentación de las partículas de arena, limo y arcilla del suelo, una vez que éstas son suspendidas en agua, luego de la destrucción de la materia orgánica (con agua oxigenada en caliente) y de la dispersión de las mismas (mediante tratamiento químico o ultrasónico). Específicamente el método del hidrómetro o de Bouyoucos se basa en la sedimentación continua de la suspensión a través del tiempo. En cualquier momento la densidad de la suspensión es más baja cerca de la superficie y se incrementa hacia el fondo. Usando un hidrómetro especial se realiza dos lecturas en la suspensión. La primera, a los 40 segundos, determina los gramos de limo y arcilla que permanecen en suspensión, pues, la arena (2.00 a 0.05 mm) antes de tiempo ya ha sedimentado. Del peso inicial de la muestra se sustrae la lectura realizada a los 40 segundos y da los gramos de arena. La lectura a las 6 horas determina los gramos de arcilla (< 0.002 mm), se calcula por diferencia entre 100 y % arena + % de arcilla.

Luego de las dos lecturas, la suspensión suelo se vierte sobre un juego de tamices de diversas aberturas de mallas (1.000, 0.500, 0.250, 0.125 y 0.053 mm), dispuestos verticalmente de mayor a menor, con el fin de separar las diversas fracciones de arena. A partir del material retenido en cada una de éstos se obtiene, respectivamente, las fracciones: arena muy gruesa, arena gruesa, arena media, arena fina y arena muy fina. A continuación, bajo la forma de cuadro, se presenta la información siguiente: límites de variación (en mm) del diámetro de cada una de éstas fracciones y tamices estándares americanos e ingleses, existentes en el comercio, utilizados para su separación.

Fracciones de arena

Límites de fracciones de arena

(mm)

Tamices

US-ASTM UK-TYLER STANDAR UK-BSA

Designación No

Abertura (mm)

Designación malla

Abertura Designación No

Abertura (mm)

Arena muy gruesa

2.00 – 1.00

18 1.000 16 0.991 16 1.003

Arena gruesa

1.00 – 0.50

35 0.500 32 0495 30 0.500

Arena media

0.50 – 0.25

60 0.250 60 0.246 60 0.251

Arena fina 0.25 – 0.10

120 0.125 115 0.124 150 0.104

Arena muy fina

0.10 – 0.05

270 0.053 270 0.053 300 0.053

1 Según esta Ley la velocidad de sedimentación de las partícula finas del suelo está en función directa al cuadrado del radio de las mismas, a la gravedad y a la diferencia entre la densidad de las partículas y la densidad del agua destilada. En cambio, está en función inversa al coeficiente de viscosidad del fluido. En anexo se presenta la expresión matemática de esta ley y algunas consideraciones generales relacionadas con su uso.

Una vez terminado cuantitativamente el porcentaje de arena, limo y arcilla, se establece la clase textural con la ayuda del triángulo textural. El lado izquierdo del triángulo representa el porcentaje de arcilla (de 0 a 100%), el lado derecho, el porcentaje de limo (0 a 100 %) y la base, el porcentaje de arena (de 0 a 100%). La clase textural se establece por la combinación de los porcentajes correspondientes a las fracciones obtenidas en el análisis de textura de laboratorio, conocido también como análisis mecánico o del tamaño de las partículas. Si la combinación de los tres porcentajes cayera en el límite de dos clases texturales, se opta por la clase textural más fina. Al final de la presente guía se adjunta el diagrama del triángulo textural.

Se han establecido 12 clases texturales básicas, las mismas que conforme incrementa la fracción fina (la arcilla) y en relación al suelo toman los nombres siguientes:

1. Arena2. Arena franca3. Franco arenosa4. Franca5. Franco limosa6. Limo7. Franco arcillo arenosa8. Franco arcillosa9. Franco arcillo limosa10. Arcillo arenosa11. Arcillo limosa12. Arcilla

En la designación de la clase textural se usa el nombre de las fracciones predominantes. La palabra “Franco” se utiliza cada vez que las tres fracciones (arcilla, limo, y arena) representen proporciones considerables.

A partir de la demarcación de las diferentes clases texturales incluídas en el triángulo textural se desprende que debería haber más de 85% de arena para llamar a un suelo “arenoso”, más de 80 % de limo para denominarlo “limoso” y sólo más de 40% de arcilla para llamarlo “arcilloso”.

Denominación de suelos y texturas en función del agrupamiento de las clases texturales de los

mismos.

Suelos Textura Clase textural

Arenosos Gruesa Arena Arena Franca

Francos Moderadamente Gruesa Franco arenosaFranco arenoso fina

Media Franco arenoso muy finaFrancaFranco limosaLimo

Moderadamente fina Franco arcillo arenosaFranco arcillosaFranco arcillo limosa

Arcillosos Fina Arcillo arenosaArcillo LimosaArcilla

Cuando el suelo contiene fragmentos o partículas de diámetro superior a 2 mm, al nombre de la clase textural se añade el calificativo adecuado, de manera tal que denote la proporción relativa de la clase específica del fragmento grueso del suelo, sea por peso o por volumen, de acuerdo con las normas para calificar el tenor de este tipo de fragmento 2 2(por ejemplo gravillas, cascajos, piedras, etc). Si el material grueso contiene de 2 a 15% de gravilla, a la clase textural del suelo, se le añade el calificativo poco gravilloso; del 15 al 20% gravilloso; y más de 20% muy gravilloso. Los mismos rangos se usan para connotar la presencia de cascajo o de piedras (ejemplo: textura franco-arcillosa cascajosa; arcillosa pedregosa) (Mejía, 1983).

Se considera importante remarcar que la precisión de los resultados del análisis de textura depende fundamentalmente de la dispersión de las diferentes fracciones minerales presentes en la muestra, ésta debe ser completa y estable. Algunos suelos, como por ejemplo los andosoles, son un tanto problemático debido debido a la abundancia de minerales amorfos los mismos que se encuentran unidos entre si, gracias a la presencia de materiales cementantes. Erróneamente estas partículas compuestas son contabilizadas como partículas individuales de mayor dimensión en los análisis de textura cuando previamente no se disuelven estos cementos.

Según Baize (1990) la coloración parda o rojiza de las diversas fracciones de arena, luego de ser tamizadas y secadas, indica, frecuentemente, la existencia de fragmentos de agregados en la muestra tratada, consecuentemente que la dispersión no ha sido completa. Añade que este hecho es fácil de verificar con la ayuda de una lupa binocular.

OBJETIVOS

- Familiarizar al estudiante con uno de los procedimientos utilizados en el laboratorio para determinar el contenido de las diferentes partículas minerales conformantes de la fracción de tierra fina de los suelos;

- Determinar la textura de los diferentes tipos de suelos identificados en el corredor Jinotepe-Tisma.

- Determinar la clase textural de los suelos analizados haciendo uso del triángulo textural;

- Interpretar los resultados obtenidos haciendo uso de los índices texturales presentados por Baize (1990): Indice de diferenciación textural e índice de arrastramiento.

2 Al final de la presente se adjunta las normas para calificar el tenor de los fragmentos gruesos del suelo.

1. MATERIALES Y MÈTODOS

Materiales

- Muestras de suelos- Agua destilada- Probeta de sedimentación Bouyoucos- Probeta de 50 ml- Hidrómetro ASTM (E 100) 152 H-62- Termómetro 0 C.- Pipetas graduadas de 10 ml- Vasos pirex de 600 ml- Vasos pirex de 50 ml- Lunas de reloj de 10 cm de diámetro- Hidróxido de sodio N- Oxalato de sodio saturado- Permanganato de potasio- Amoniaco puro- Alcohol amílico- Alcohol etílico

- Agua oxigenado de 30 y 100 volúmenes

- Espátula mediana (2 unidades)- Pisetas de 500 y 1000 ml (2 unidades

de c/u).

Equipos

- Balanza de décimo de g de aproximación (0.1 g);

- Dispersador Bouyoucos; - Plancha eléctrica- Estufa- Tamices de 2.000, 1.000, 0.500,

0.250, 0.125 y 0.053 mm.

Procedimiento

Para determinar la textura por el método del hidrómetro se mide la densidad de la suspensión suelo con un hidrómetro a diferentes tiempos, los mismos que están en función con la velocidad de caída de las partículas, la que a su vez ésta en relación a su diámetro (mayor información sobre el particular se incluye en la sección 2 y en el anexo de la presente guía).

Pasos a seguir:

- Pesar 50 gr de suelo (tfsa 33 );- Colocar la muestra en el vaso de dispersión;- Adicionar agua hasta llevarlo a capacidad de campo.- Adicionar los dispersantes: 10 ml de hidróxido de sodio N y 10 ml de oxalato de sodio

saturado;Preparación de soluciones: - Dejar reposar por 16 horas;- Colocar el vaso en el agitador bouyoucos y agitar la muestra durante 5 minutos;- Trasvasar la dispersión suelo dispersada a la probeta de sedimentación ayudándose con una

pizeta con agua destilada. Enrazar a 1000 ml. Es necesario preparar una solución testigo a la cual se le debe adicionar los dispersantes y enrazar con agua destilada hasta los 1000 ml;

3 Tierra fina seca al aire (muestra de suelo que ha sido tamizada por una malla de 2mm).

- Agitar la suspensión, selle la parte superior de la probeta con la palma de su mano derecha y con la otra tome la base de la misma. Seguidamente dé 10 giros de 180 0 con el fin de homogenizar al suspensión de suelo; este paso no se le aplica a la solución testigo.

- Inmediatamente después ponga en reposo la probeta y contabilize el tiempo a partir de éste momento;

- A los 20 segundos de iniciado el proceso de sedimentación sumerja cuidadosamente el hidrómetro;

- Efectúe la primera lectura a los 40 segundos y registre ésta en el formato previsto para éste fin. Si hubiera espuma adicione una gota de alcohol amílico sobre la superficie de la suspensión del suelo antes de efectuar la lectura;

- Retire el hidrómetro con cuidado y mida la temperatura de la suspensión. Anote éste valor en el formato adjunto.

En caso de duda de la primera lectura se recomienda repetir los cinco pasos anteriores hasta estar seguro de la lectura efectuada;

- Mantenga en reposo la probeta. Después de 6 horas al inicio del proceso de sedimentación realice la segunda lectura. Para esto introduzca el hidrómetro en la probeta de sedimentación, espere que se estabilice (unos cuantos segundos), efectúe la lectura y registre el resultado.

- Seguidamente, introduzca la parte sensible del termómetro en la suspensión del suelo, efectúe la lectura y registre el resultado;

- Luego separe las diversas fracciones de arena; para esto, efectúe los pasos que se indican a continuación:

Vierta la suspensión suelo sobre un juego de tamices de diversas aberturas de mallas (1.000, 0.500, 0.250, 0.125 y 0.053mm) dispuestos verticalmente de mayor a menor;

Con la ayuda de una piceta con agua destilada haga pasar todo el contenido de la probeta sobre el juego de tamices;

Siempre con la ayuda de una piceta aplique abundante agua sobre la toda la superficie del tamiz superior (1.000 mm) con el fin de eliminar las fracciones inferiores de 0.050 mm y de lavar las fracciones de arena retenidas en los diversos tamices utilizados;

Una vez que han pasado todos los gramos de arena que normalmente deben atravesar el tamiz superior, se retira éste y se trasvasa todos los granos de arena retenidos en el mismo en un vaso pirex de 50 ml;

Eliminar la mayor parte del agua sobrenadante en el vaso; Llevar el vaso a la estufa ajustada a 70 0 C. Una vez evaporada el agua

sobrenadante ajustar la estufa a 105 0 C para secar la fracción de arena contenida en el mismo;

Luego de la evaporación del agua sobrenadante y el secado de la fracción de arena pesar el vaso y su contenido;

Por diferencia con el peso del vaso vacío, determinar el peso de la fracción de arena contenida en el mismo;

Proceda en forma similar a los pasos antes indicados para determinar el peso de las otras fracciones de arena retenidas en los otros tamices utilizados. Nota: antes de trasvasar los granos de arena retenidos en cada uno de los tamices restantes (0.500, 0.250, 0.125 y 0.053 mm) a vasos pirex de 50 ml, aplicar abundante agua sobre toda la superficie del tamiz, que a su turno ocupe la posición superior; esto, con los mismos fines antes indicados (eliminar las fracciones inferiores de 0.050 mm y

continuar lavando las fracciones de arena retenidas en cada uno de los tamices restantes);

A partir del material retenido en cada uno de estos se obtiene respectivamente, las fracciones: arena muy gruesa, arena gruesa, arena media, arena fina, y arena muy fina. Estos resultados se expresan igualmente en porcentaje.

- En cada serie de análisis se incluye en blanco;Para el blanco o control se procede en la misma forma que en el caso de una muestra de suelo cualquiera excepto que en este caso no se incluye muestra de suelo alguna;

- Cada muestra de suelo formando parte de la serie se analiza en doble.

Correcciones a efectuar:

- Las lecturas del hidrómetro correspondiente al blanco son restadas de aquellas correspondientes a las suspensiones de cada suelo formando parte de la serie de análisis;

- Las lecturas del hidrómetro correspondientes a las suspensiones de suelo son corregidas por efectos de la temperatura. 0.2 es el factor de corrección utilizado. Por cada 0 F de diferencia entre la temperatura de calibración del hidrómetro y la temperatura de suspensión de la muestra se añade o sustrae el valor correspondiente al factor de corrección (0.2).

* Si la temperatura de la suspensión del suelo es mayor que la temperatura de calibración del hidrómetro, se añade el factor de corrección al valor registrado en la lectura del hidrómetro.

* Si la temperatura de la suspensión del suelo es menor que la temperatura de calibración del hidrómetro, se sustrae el factor de corrección al valor registrado en la lectura del hidrómetro.

67 0 F = 19.44 0 C68 0 F = 20.00 0 C

Fa Factores de corrección para hidrómetros calibrados a 67 y 68 0 F y temperaturas de suspensión fluctuantes entre 20 y 40 0 C.

Temperatura de suspensión(0 C)

Factores de corrección de hidrómetros calibrados a: 67 0 F 68 0 F

20 0.20 0.0021 0.56 0.3622 0.92 0.7223 1.28 1.0824 1.64 1.4425 2.00 1.8026 2.36 2.1627 2.72 2.5228 3.08 2.8829 3.44 3.2430 3.80 3.6031 4.16 3.9632 4.52 4.3233 4.88 4.68

34 5.24 5.0435 5.60 5.4036 5.96 5.7637 6.32 6.1238 6.68 6.4839 7.04 6.8440 7.40 7.20

2. CALCULOS

El hidrómetro esta calibrado de tal forma que la lectura corregida da los gramos de suelo en suspensión.

Cálculo del peso y porcentaje de arena:

La arena se sedimenta en el fondo de la probeta durante los primeros 40 segundos del proceso de sedimentación, por lo tanto la lectura efectuada a este tiempo (primera lectura) da la cantidad (en gramos) de limo y arcilla presente en la suspensión.

El peso de arena en la muestra es obtenido por sustracción de la primera lectura corregida del peso total de muestra utilizado en el análisis.

El porcentaje de arena es calculado dividiendo el peso de la arena presente en la muestra entre el peso total de la misma y multiplicando el cociente por 100.

Cálculo del peso y porcentaje de arcilla:

Al igual que la arena, el limo se sedimenta en el fondo de la probeta. Esto se produce en el lapso de tiempo comprendido entre los 40 segundos y las 6 de iniciado el proceso de sedimentación. La segunda lectura corregida del hidrómetro (a las 6 horas de iniciado el proceso de sedimentación) representa la cantidad (gramos) de arcilla presente en al muestra.

El porcentaje de arcilla es calculado dividiendo el peso de la arcilla presente en la muestra entre el peso total de la misma y multiplicando el cociente por 100.

Cálculo del porcentaje de limo:

El porcentaje de limo es calculado a partir de la diferencia entre 100 y la suma de los porcentajes de arena y arcilla.

Ejemplo de cálculo (utilizando un termómetro en 0 F)

Primera lectura (a los 40 segundos):

- De la suspensión de suelo: 20- Del blanco : - 2

Temperatura: 70 0 F (21.11 0 C)Temperatura: 70 0 F (21.11 0 C)

Segunda lectura (a las 6 horas):

- De la suspensión de suelo: 4- Del blanco : - 4

Temperatura: 80 0 F (26.66 0 C)Temperatura: 80 0 F (26.66 0 C)

Porcentaje de arena (1ra lectura: a los 40 segundos):

- Corrección por Temp.: 70 – 67 = 3 * 0.20 = 0.60- Corrección por lectura: 20 – (-2) + 0.60 = 22.60

22.56 gr es la cantidad de arcilla +Limo presente en la muestra de suelo utilizado en el análisis (50 g).

Peso de arena: 50.00 gr – 22.56 gr = 27.44 gr.Porcentaje de arena = 1ra lectura corregida/ peso muestra x 100 = 27.44 / 50 x 100 = 54.88

Porcentaje de arcilla (2 da lectura: a las 6 horas) :

- Corrección por Temp..: 27 0 C; fc = 2.72- Corrección por lectura : 4 – (-4) + 2.72 = 10.72.

10.72 es la cantidad de arcilla presente en al muestra de suelo utilizada en el análisis (50 g)

Porcentaje de arcilla = 2da lectura corregida / peso muestra x 100 = 10.72 / 50 x 100 = 21.44

Porcentaje de limo = 100 – (% de arena + % arcilla) = 100 – (54.88 + 21.44) = 23.68

5. INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS

La interpretación de los resultados se efectuará a través de su relación con las principales características físicas y químicas de los suelos; a través de las clases texturales obtenidas vía el triángulo textural y a través de los índices texturales presentados por Baize (1990): Indice de diferenciación textural e índice de arrastramiento.

6. BIBLIOGRAFIA

- Aubert, G. 1978. Métodos d’analyses des sols. Centre National de documentatión pedagogique. Marseille-France. CADP Crop Marseille. 191 p.

- Baize, D. 1990. Guide des analyses courantes en pédologie. Choix – expresión – presentation – interprétation. Premiére reimpresión. Institut National de la Recherche Agronomique (INRA). Paris-France. Lavoisier TEC & DOC. 172 p.

- Forsythe, W.1975. Física de suelos. Manual de laboratorio. Primera edición. San José-Costa Rica. Editorial IICA. Serie: libros y materiales educativos N0 25.212 p.

- Henríquez, C.; F. Bertsch y R. Salas. 1995. Fertilidad de suelos – Manual de laboratorio – Primera edición. San José- Costa Rica Asociación costarricense de la ciencia del suelo. 64 p.

- Lozet, J. Et Mathieu, Cl. 1986. Dictionnaire de sciencie du sol. Paris- France. Lavoisier TEC & DOC. Teechnique et Documentation – Lavoisier. 269 p.

- Mejía C., L. 1983. Pedología descriptiva. Compendio de normas para el examen y descripción de suelos en el campo y en el laboratorio. Editado e impreso en Bogotá-Colombia. Centro Interamericano de Fotointerpretación- Unidad de suelos y Agricultura. 176 p.

- Villachica L., H.; Felipe M., C; Bazán T., R. Y Estrada A., J. 1972. Manual de laboratorio de edafología. La Molina- Lima- Perú. Universidad Nacional Agraria- Departamento de Suelos y Geología.111 p.

- Zavaleta, A. 1992. Edafología. El suelo en relación con la producción. Primera edición. Lima- Perú. Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (COCYTEC). 223 p.


TEMA : “Caracteres esenciales de los compuestos del carbono”

I. INTRODUCCION

Los compuestos que estudia la Química Orgánica se caracterizan:

1. Escaso número de elementos que intervienen en su formación y que el elemento fundamental es el carbono, también se encuentran en combinaciones el hidrógeno, Oxígeno y el nitrógeno, en menor escala: cloro, bromo, yodo, azufre y fósforo.

2. Los compuestos Orgánicos son muy sensibles al calentamiento, y se descomponen cuando se les somete a calcinación. Numerosos compuestos Inorgánicos pueden ser sometidos a elevadas temperaturas si que sufran descomposición.

3. Sensibilidad a los agentes químicos: Los compuestos Orgánicos son relativamente inestables, presentan gran sensibilidad a los agentes oxidantes, reductores, ácidos y bases, que en la mayoría causan profundas transformaciones.

4. Isomería, otra particularidad de los compuestos del carbono es que al variar el orden de colocación de los átomos de carbono, varían las propiedades físicas y químicas.

II. OBJETIVOS

1. Diferenciar entre compuestos Orgánicos e Inorgánicos2. Reconocer la sensibilidad de los compuestos químicos a los agentes oxidantes, ácidos y bases

III. MATERIALES Y REACTIVOS

MATERIALES REACTIVOS Cápsula de porcelana, Cloruro de sodio, Azúcar caña, papel tornasol óxido cobre(II), papel tornasol ácido naftaleno, urea,lámina de asbesto, trípode, mechero, hidróxido de bario

IV. PROCEDIMIENTO

Comportamiento al calentamiento

Tome dos cápsula de porcelana en cada una coloque un poco de cloruro de sodio y en la otra azúcar de cana, situé cada capsula sobre un anillo de hierro y caliente suavemente al principio, observe los cambios que ocurre. Luego calcine al rojo opaco. Deje enfriar y observe los residuos, anote sus observaciones cambio de aspecto, desprendimiento de gases, olor y cambios de coloración con el papel tornasol después de humedecer con dos gotitas, carbonización.

InflamabilidadTome dos capsulas de porcelana coloque en una cloruro de sodio y en la segunda naftaleno.Caliente suavemente hasta fundir el naftaleno, luego aproxime el mechero de bunsen por encima de las sustancias para ver si las muestras son inflamables o no.

Descomposición de la ureaIntroduzca en un tubo de ensayo un poco de urea y calentar durante un minuto.Observe el desprendimiento de amoniaco sosteniendo un papel tornasol rojo previamente humedecido sobre la boca del tubo.

Carbono e hidrógeno en compuestos orgánicosa. Cierre la entrada de aire del mechero encendido y coloque una cápsula de porcelana con agua

sobre la llama. Se observará la formación de un deposito carbonoso en el fondo de la cápsula ¿Qué indica este resultado

b. Mezcle un poco de azúcar de caña con 2 g de óxido de cobre (II), colocar en un tubo de ensayo seco, provisto de un tapón con tubo de vidrio de desprendimiento.

c. Sobre la mezcla se coloca un poco mas de óxido de cobre (II) y luego se corre la llama hacia la mezcla en el fondo del tubo de ensayo. El dióxido de carbono que se desprende se hace burbujear por otro tubo que contiene agua de barita (hidróxido de bario), pero solamente durante el tiempo de calentamiento.

d. Observe la formación de gotas de agua en las partes frías del tubo de desprendimiento.e. ¿Qué observa en la solución de agua de barita. Agregue acido sulfúrico diluido al precipitado y

observe el desprendimiento de CO2

Agentes OxidantesEn un tubo de ensayo coloque 1ml de alcohol etílico, adicione 5 gotas de solución de permanganato alcalino y caliente suavemente. Observe los cambios que se producen y el olor que se desprende del tubo.

Halógenos en compuestos orgánicos

Los halógenos en compuestos orgánicos están generalmente enlazados con el carbono por enlaces covalentes, mientras que en los inorgánicos la unión es iónica, esto se puede evidenciar mediante la prueba con la solución de cloruro de sodio diluida (1 mL) y en otro tubo de ensayo 1mL de cloroformo. Añada a cada uno unas gotas de la solución de nitrato de plata. Observe los resultados.

Prueba de Beilstein

Fije un alambre de cobre con un tapón de corcho por un extremo. En el otro extremo haga un anillito. Introduzca este extremo en la parte superior de la llama del mechero hasta que desaparezca todo el color de la llama y el alambre se torne de color negro por formación de óxido de cobre. Se retira el alambre de la llama, se toca con el anillito la sustancia, que quedará adherida a él y se vuelve a colocar en la llama, que toma una coloración verde azulada, si existe algún halógeno en la sustancia en prueba. El ensayo no permite la diferenciación de los halógenos entre si. Utilice las siguientes sustancias para efectuar la prueba: Naftaleno, Cloroformo, Clorobenceno, Etanol.

Cuestionario1. Cuanto óxido de cobre se necesita para oxidar completamente 1 g de glucosa C6H12O6

2. Cual es la constitución del precipitado en la solución de agua de barita3. Generalmente cuando un compuesto orgánico se quema por completo no quedan cenizas. En

algunos casos se observan residuos de cenizas ¿ que indica esta observación4. Escriba la ecuación de descomposición de la urea al ser calentada5. Explique el proceso de formación del deposito carbonoso que deja la llama amarilla en el

fondo de la capsula de porcelanaEstablezca diferencias entre compuestos orgánicos e inorgánicos utilizados en el laboratorio


TEMA: “Determinación de materia Orgánica de los suelos”

I. INTRODUCCIÓN

La materia orgánica del suelo consiste de residuos de animales y plantas en diferentes grados de descomposición, microbios vivos y muertos del suelo y de sustancias sintetizadas por los microorganismos de este ecosistema.

La materia orgánica tiene gran importancia porque influye en la propiedades físicas y químicas del suelo, como son: la estructura físicas, el aumento en la retención del agua y en la capacidad de absorción de cationes y aniones, la disponibilidad de los nutrientes como nitrógeno, fosforo y azufre y en general una influencia positiva al crecimiento de los microorganismos.

La determinación de la materia orgánica de los suelos constituye una de las caracterizaciones típicas que se deben efectuar para la clasificación de los diferentes suelos.

Es muy importante conocer este factor para establecer la fertilidad de los suelos, que se acostumbra determinar por varios métodos entre los que sobresale el método Walkley y Black, este método consiste en la combustión de la materia orgánica por efecto del acido crómico que se utiliza en forma de Dicromato de potasio y se usa en exceso, este exceso se titula luego con solución de sulfato de amonio y hierro, el resultado nos revela el contenido de materia orgánica. Este método tiene la ventaja de que casi no ataca al carbón elemental que pueda haber presente.

ObjetivosAplicar un método oxidativo en la determinación de la materia orgánica en los suelos.Reconocer la importancia de la materia orgánica en los suelos.

MATERIALES Cápsula de PorcelanaEspátulaAnillo metálicoMecheroMangueraTubos de ensayo (2)Papel Tornasol RojoVarilla HuecaTapón de HuleMonohoradadoPipeta de 1 mLGoterosAlambre de CobreTapón de CorchoSoporte UniversalPinza para CápsulaTubo de vidrio de desprendimiento

REACTIVOS

NaClAzúcarNaftalenoUreaOxido de Cobre (II)Hidróxido de Bario, 0.1MÁcido Sulfúrico (diluido), 0.01 MEtanolPermanganato alcalino, CloroformoNitrato de Plata, 0.1 MClorobenceno

Procedimiento

Preparación del suelo

1. Prepare una muestra de suelo del patio de su casa, tome 10 – 15 g de la capa superior de 10 cm profundidad, una semana antes de la práctica.

2. Seque el suelo al aire bajo techo y luego páselo a través de un tamiz de cocina.

3. El suelo seco y tamizado llévelo al laboratorio

4. Pese 1,00 g de suelo seco y tamizado, colóquelo en un matraz Erlenmeyer, adicione 20ml de solución de Dicromato de potasio (1N) con una pipeta, agitar bien la solución.

5. Agregue bajo agitación constante 20ml de ácido sulfúrico concentrado, y agite la mezcla por 1 minuto. Si la disolución se vuelve verde debido a que tenia un exceso de materia orgánica, se descarta y se inicia el experimento pero se pesa 0,5 g de suelo.

6. Deje en reposo la solución durante 30 minutos, agitando ocasionalmente.

7. Transfiera la solución a un matraz aforado de 250ml y afore con agua destilada. Cuando se enfría (sumergir para este efecto en agua fría), afore de nuevo, agite bien y tome una alícuota de 25 ml.

8. Coloque los 25 ml en un matraz erlenmeyer de 250ml, añadir 3ml de ácido fosfórico y 5 gotas de solución difenilamina.

9. Valore la muestra con solución de sulfato de amonio y hierro (II) hasta que el color del indicador vire de azul oscuro a verde claro. La solución de sulfato de amonio y hierro (II) debe ser aproximadamente 0,1 normal.

Cálculo

El porcentaje de materia orgánica se obtiene por medio de la siguiente ecuación% MO = (Normalidad * ml de dicromato de potasio ( K2 Cr2 O7 ) – normalidad * ml de sulfato de amonio y hierro(II)(NH4)2 Fe (SO4)2. 6H2O ) * 0,67En el caso de que se haya pesado 0,5g de suelo, el factor a usar es 1,34.

Cuestionario1. ¿Qué es un suelo?2. ¿Cómo está presente la materia orgánica en los suelos?3. ¿Qué función ejerce la difenilamina en la titulación con sulfato de amonio y hierro (II)?4. Dónde espera encontrar porcentajes de materia orgánica más altos, en un suelo de un bosque, o en suelos de las

sabanas? ¿Por qué?

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