LABORATORIO DE QUIMICA I Nro. PFR

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Tema : OPERACIONES COMUNESCdigo :G06113

Semestre:I

Grupo :04

Lab. N :1

1. INTRODUCCION: Este laboratorio tiene como objetivo dar a conocer cules son las operaciones ms comunes en el laboratorio, as como sus posibilidades y optimizaciones, y en algunos casos los modos o tendencias a trabajar. Paralelamente; ser muy importante la adquisicin de buenos hbitos de trabajo en el laboratorio de manera que se utilicen como pauta para que se desarrollen correctamente los experimentos prcticos.Las personas que trabajen en el laboratorio deben utilizar material muy diverso, diseado cada uno para una funcin especfica y poder alcanzar un objetivo concreto. 2. OBJETIVOS GENERALES:

Evaluar el buen estado y funcionamiento del mechero bunsen. Aplicar tcnicas u operaciones bsicas del laboratorio. Medir la densidad de in metal.3. OBJETIVOS ESPECIFICOS: Identificar correctamente las partes del mechero de bunsen. Identificar los tipos de llama. Medir correctamente con los instrumentos que hay en el laboratorio. Aplicar frmulas para los clculos de rea, volumen, densidad y otros para realizar una buena prctica. Determinar el volumen por el mtodo geomtrico y de probeta.

4. MATERIALES Y EQUIPOS: Computadora personal con programa Data Studio instalado Interfase USB Link Sensor de temperatura Balanza Digital Matraz 100ml Probeta graduada Pinzas universales (2) Nuez doble (2) Varilla Mechero bunsen Agitador Piezas de solidos Fe, Al, Cpsula de porcelana Trpode Rejilla con Asbesto Alicate Vernier

5. FUNDAMENTOS TEORICO:

Calentamiento: MECHERO BUNSENEl mechero bunsen es un dispositivo de laboratorio usado para calentar o dar energa a reacciones qumicas de naturaleza endotrmica.

El mechero bunsen consta de tres partes:a) La boquilla de entrada de gases, que est regulada por una vlvula de apertura y cierre.b) La entrada de aire (anillo regulador de aire desplazable).c) El tubo o vstago donde se mezcla el gas inflamable (gas licuado de petrleo) y aire.

La llama de mechero bunsen:

La llama es el resultado de la combinacin de gases a alta temperatura. La llama es una manifestacin visible del fuego y es resultado del calentamiento hasta la incandescencia de pequeas partculas de materia.

Figura N1: llama mechero bunsen

Clases de llama en el mechero bunsen:

Figura N2: llama luminosa

Llama luminosa, es la llama producto de una combustin incompleta de hidrocarburo; esto ocurre cuando la entrada de aire est totalmente cerrada; es amarilla brillante. Esta es la llama de difusin en la que el aire procede enteramente del exterior, de la atmosfera y hay presencia de partculas de carbn sometidas a altas temperaturas.

Llama no luminosa, es azulada y ms caliente; es la que se produce con la entrada de aire bien abierta permitiendo la combustin completa del gas; esta llama brinda un calentamiento a ms altas temperaturas con respecto a la llama luminosa. En la llama no luminosa el color amarillo brillante de la llama luminosa desaparece.

Figura N3: llama no luminosa

En la llama no luminosa (la ms caliente) podemos notar tres zonas: Zona fra de color oscuro, es la regin ms interna donde hay gas frio sin quemar. Si se coloca la cabeza de un fosforo en esta zona, este no se prendera. Presenta una combustin parcial donde no hay equilibrio trmico y se calienta por conduccin y radiacin de la zona ms caliente que esta sobre ella.

Cono interno o zona interconal, que envuelve a la zona oscura y tiene forma de cono de color verde azulado brillante, de un espesor menor de 1mm. Es la zona ms caliente de la llama. En esta delgada zona, el combustible reacciona con el aire premezclado, sin embargo la cantidad de aire premezclado es insuficiente para producir una combustin completa.

Cono externo, que recubre al cono interno con una llama de difusin de color violeta azulado; en esta zona, el CO que viene del cono interno puede reaccionar con ms oxgeno dado anhdrido carbnico (CO2) y agua (H2O). El oxgeno adicional necesario, para la combustin de los gases precedentes del cono interno, lo suministra el aire precedente de la atmosfera.

5 . PROCEDIMIENTOS Y RESULTADOS:

Experimento N1: Encendido del mechero bunsen y pruebas de combustin:1. Identifique la line ageneral que abastece de gas al laboratorio. Verifique que todas las llaves esten cerradas.Se identific correctamente las partes del mechero bunsen.

2. Revise las partes del mechero, observe la manguera y verifique que este vien sujeta al ; Luego proceda aconectar a la salida de gas. Las lneas de abastecimiento de gas tuvieron que ser tapadas para prevenir posibles

Accidentes al momento del encendido y utilizacin de la flama.

3. Procedemos abrir la llave general del gas.

Se ubic el mechero en la mesa de trabajo en la posicin adecuada.

4. Seguidamente cerramos el anillo regulador de la entrada del aire del mechero.

El encendido fue inmediato al abrir las llaves de combustible

5. Encendemos el fosforo, abrimos la llave del gas.La llama se regulo de tal forma que no contamine al medio ambiente.

6. Regulando la entrada al mechero observamos los tipos de llama :luminosa y no luminosa.

Llama luminosaLlama no luminosa

Figura N4: Clases de llama del Mechero Bunsen. Experimento N 2: Estudio de la llama.

Figura N5: capsula de porcelana con la llama no luminosa.

1. Con la ayuda de un alicate coja una capsula de porcelana y calintela directamente con la llama luminosa del mechero observe la formacion de un solido negro.Qu sustancia es? La sustancia que se forma es el hollin, la combustin incompleta del del gas propano.C3H8 +3O2 C + CO + H2O 1. Siga calentando pero ahora abra las ventanas del mechero y logre una llama no luminosa.Observe la desaparicion del slido negro.Que es lo que ocurre? Lo que ocurre en este experimento es que al hacer contacto la capsula de porcelana con la llama no luminosa del mechero se logra la combustin completa del gas propano y gracias a esto, desaparece el hollin de la capsula de porcelana .

C3H8 +5O2 3CO2 + 4H2O1. Coloque de manera vertical una tarjeta y retirela antes de que se queme en la llama no luminosa durante unos segundos y retirela ;Observe lo que sucede.

La tarjeta no se quema al colocarla en las zona fria de la llama ; si la ponemos en la zona interna esta empieza a calentarse y si colocamos en la zona externa se calientaun poco. 1. Repita el paso anterior , pero esta vez con la llama luminosa.

En esta ocasin si colocamos la tarjeta en la llama luminosa llega a ponerse negra ya que tenemos la presencia del hollin.

1. Introduzca un almbre de nicromo en diferentes partes de la llama y observe cual es la zona mas caliente.

TABLA 1: colores de la llama del mechero500-700 CRojo oscuro

700-900CRojo naranja

900-1300CNaranja

1300-1500CBlanco naranja

1500 Cblanco

Llama no luminosaEn este experimento si colocamos el alambre de nicromo en la zona interconal dde la llama no luminosa , este llega a estar incandescente y si colocamos en otras zonas de la llama no llega a la incandescencia y asi comprobamos que la zona interconal es la de mxima incandescencia que puede llegar hasta los 800c.

Llama luminosa

Si colocamos en esta llama luminosa amarillenta el alambre nicromo no llega a la incandescencia y por tantono es la llama de mxima temperatura del mechero.

Experimento N3: Determinacion de la densidad de un material.

I. Determinacin de la densidad por el metodo geometrico.

1. Determinar la masa del material que nos entreg la profesora, para ello debemos pesarlo en una balanza ;apunte los datos en la tabla 1. 1. Mida las dimensiones del material para calcular el volumen :

Si es como un paraleleppedo el volumen es igual al rea.

V = largoanchoaltura Luego evalue la Densidad (D) del materialpor el metodo geometrico

TABLA 2: Datos para determinar la densidad por el metodo geometrico.

Dimensiones

Paraleleppedo

Slidow(g)a(cm)

b(cm)c(cm) V(cm)

Fe59,9 g1,94cm

1,94cm

1,94cm

7,301 cm

Al104 g 2,43cm

6,00cm 2,43cm

35,42 cm

D = = 8,205 g / cm D = = 2,93 g / cm

II. Determinacin de la densidad por el mtodo de la probeta.1. Determinar la masa del material que nos entreg la profesora, para ello debemos pesarlo en una balanza ; apunte los datos en la tabla 21. Sumerjer el material con cuidado y completamente en una probeta que contenga un volumen exacto de agua (V).Luego lea el volumen final (Vf).El volumen del solido corresponde a la diferencia: V = V = Vf V

Figura N6: mtodo de la probeta

TABLA 3: Para determinar la densidad por el metodo de la probeta.

SlidoVVfV = V(cm)

Fe50 cm56 cm6 cm

En esta oportunidad se hara la comparacionde la determinacion de la densidad por el metodo geometrico y de la probeta: Es un paraleleppedo y el volumen es igual al rea.

V = largoanchoaltura V = a b c V = 0.99cm0.99cm6cm V =5.8806 cm

Comparando la densidad por el metodo grafico y de la probeta se calculo que la variacion volumen (V) fue de 0,119 cm. Por lo que el porcentaje de error fue mnimo y se dio este error debido a que el slido (Fe), medido tenia una agujero y debido a este se dio el error porcentual.

Experimento N4: Determinacin de la temperatura con el sensor de temperatura:1. Coloque 200ml de agua de cao en un vaso de 300ml y mida su temperatura inicial (t) con el sensor de tempertura.1. Ponga a calentar el agua con la cocina electrica usando un trpode y una rejilla con asbesto o ceramica.1. Mida la temperatura como indica la tabla 3 con el sensor de temperatura.

1. A qu temperatura hirvi el agua en el experimento?

En la siguiente experiencia el agua hirvi Alos 91,6 c

1. Por qu hay diferencia entre la temperatura de ebullicion del agua a nivel del mar y resultado en su experimento?La diferencia es de que el punto de ebullicion del agua depende de la presion y la temperatura es decir el punto de ebullicion del agua es directamente proporcional y debido a esto hay diferencia del punto de ebullicion del agua al nivel del mar y otros lugares.

Figura N7: calentamiento del agua

TABLA 4: Determinacion de temperatura con el sensor temperatura.

t

t2mint4mint6mint de ebullicin2min despus de ebullicin

16,3c21,4 c 25,2 c29,8 c91,6 c90,9 c

1. OBSERVACIONES:

Se observ que al momento de que el agua lleg a su punto de ebullicin la temperatura ya no sube mas grados y en este caso va bajando decimales. Que el mechero bunsen llega hasta los 800c ; que la llama no luminosa es la de mxima temperatura y la zona interconal es la de mxima incandescencia. Adems que la combustin incompleta del gas propano produce el holln.

1. CUESTIONARIO:1. Ahora usted conoce el laboratorio sus instalaciones de gas y algunas de sus instalaciones para brindarle seguridad y remediar accidentes, indique por lo menos 05 cinco situaciones que pondran en riesgo un buen uso del mechero bunsen

2. La aspirina tiene una densidad de 1.40Cul es el volumen(en cm3 y en ml) de una tableta de aspirina que pesa 125mg

3. La vinagreta para ensaladas consiste principalmente en aceite y vinagre. La densidad del aceite de olivo es de 0.918g/ml la densidad del vinagre es de 1.006g/ml y los dos no se mezclan. Si cierta mezcla de aceite de olivo y vinagre tiene una masa total de 397.8g y un volumen de 422.8cm3 Cul es el volumen del aceite y cual es del vinagre en la mezcla?

4. Imagine que coloca un corcho que mide 1.30cm x 5.50cm x 3.00cm en un recipiente con agua y arriba del corcho pone un pequeo cubo de plomo que mide 1.15cm en cada arista. La densidad del corcho es de0.235g/cm3y la del plomo es de 11.35g/cm3Flotara o se hundir la combinacin del corcho con el plomo?

5. Una muestra de 125ml de agua a 293.2k se calienta durante 8 minutos y 25 segundos de manera que hay un incremento constante de temperatura de 3.0 f/min Cul es la temperatura final del agua en c?

6. De la siguiente relacin indique cual es un compuesto qumico: a. Aguarraz b. Thinner c. Sacarosa d. Aleacin e. Limonada

De la siguiente relacin la sacarosa es un compuesto qumico.

7. De la siguiente relacin cual es una sustancia: a. Gaseosa b. Bronce c. Agua de mar d. Diamante e. Margarina

De la siguiente relacin el diamante es una sustancia.

8. Identifique el tipo de materia, sealando si son sustancias(S) o mezclas (M) para los siguientes ejemplos:

a. Acero (M) b. Acetileno (S) c. Latn (S) d. ter (M) e. Pisco (M).

9. Seale el nmero de compuestos y mezclas de la siguiente lista: Detergente-aire-bromo-azcar-agua regia-vodka-plata-gasolina

A.2-4 B.3-5 C.2-3 D.4-6 E.3-4

En la siguiente lista hay 3 compuestos y 5 mezclas.

10. Identifique la relacin incorrecta: a. latn: mezclab. Diamante: elementoc.NH3: compuestod. Etanol: sustanciae. Anilina: solucin

La relacin incorrecta es Anilina: solucin.

11. Con respecto a los ejemplos indique lo incorrecto: a. Acero: solucin b. Petrleo: mezcla homognea c. Cao: sustancia compuesta d. Agua destilada: combinacin e. Acetona: mezcla

En los siguientes ejemplos lo incorrecto es Acero: solucin. 16. Cuntas fases, componentes y constituyentes existen en un sistema formado por una mezcla de agua, alcohol y latn: 3 fases, 2 componentes, 4 constituyentes. 17. Determinar la cantidad de protones, electrones y neutrones respectivamente, de un tomo de fsforo cuya masa atmica es 31 y su nmero atmico 15. Adems su carga elctrica es +3.

A = 31 P = 15e = 12N = 16 18. Entre los siguientes iones. Cul tienes mayor nmero de electrones? a. b. 12 c. Al d.18 Ar e. Ca Entre los siguientes iones el que tiene mayor nmero de electrones es el 18 Ar19. Calcular el nmero de neutrones que posee un elemento:

X + E

20. Cuntos electrones tienes A=99 ^ Z=? si su cantidad de partculas neutras es 30? A= 99 ; N = 30 ; P = 69 Respuesta: e =72

21. Si en un tomo neutro la suma de sus nmeros atmicos y de masa es 68. Si su carga nuclear es 17. Hallar el nmero de neutrones. X ; Z = 17 A + Z = 68 A = Z + N A + 17 = 68 N = A Z A = 51Respuesta: N = 3422. El nmero de masa y el nmero de protones de un catin divalente estn en la relacin de 22 a 9. Si el nmero de protones es 4 unidades menos al nmero de neutrones. Determine la carga nuclear de dicho tomo. A = 2x4 Z = x4 N = x e = x6 A/e = 22/9 Z = x4 2x4 / x4 = 22/9 Z = 324 x =32 Respuesta: La carga nuclear es Z = 28.23. Un elemento qumico posee cuatro isotopos donde la suma de sus masas atmicas es 320 y el promedio aritmtico de los neutrones es 20. Determina el nmero de electrones y la posicin en la Tabla peridica respectivamente, para uno de los istopos que es anin trivalente. 4A = 320 A = 80 =204n = 80 n = 2 Respuesta: e = 63 ^ Posicin en la tabla = 80

24. El in 2 presenta 18 electrones, determinar el nmero atmico del tomo neutro , si el in Y es isoelctrico con el ion 3+---isoelectronico-----> e= 18 Respuesta: Z=2025. Un tomo tiene nmero atmico igual a 25 y es isoelectronico con de numero de masa 63 calcular nmero de neutrones de XX-----isoelectronico-----> Y Z =25 Z=17 ^ n =46 ^ A=63 ^ e=25

Respuesta: n=4626. Efectuar la distribucin electrnica en niveles del elemento Bromo (Z=35) Br = 35 Respuesta:

27. Realiza la distribucin electrnica simplificada del elemento Cromo (Z= 24) Cr = 24Respuesta: (Ar) 1828. Halla los electrones de valencia de un tomo si su nmero de masa es 80 y la relacin existente entre su nmero de masa y su nmero de neutrones es 16 a 9.XA = 80 ^ n= 45

Respuesta: n = 45

29. Si un tomo presenta la siguiente configuracin: [Ar] y adems posee 20 neutrones. Hallar su nmero de masa(Ar) X A = Z +n 18 A =? ^ n =20 A = 19+20 Z = 19 Respuesta: A = 3930. Los nmeros de masa de dos isotopos suman 100 y la suma de sus neutrones es el triple de la cantidad de protones. Cuantos orbitales tipo p apareados tiene uno de los istopos de carga -3.

31. La configuracin electrnica de un tomo termina en 37 y posee 32 neutrones. Determina su nmero de masa. XZ =27 A =? ^ Z =27 ^ n =32 A = Z +n A = 27+32 Respuesta: A = 59

32. Un in tripositivo +3 presenta 16 orbitales apareados, Qu nmero atmico posee?

1 1 3 1 3 1 5 1 en total 16 orbitales apareados Respuesta: Z = 3233. Determinar la cantidad de electrones que posee un catin trivalente, si su tomo neutro tienes 12 orbitales llenos. 1 1 3 1 3 1 2 en total 12 orbitales apareados Z = 20 Respuesta: e =23

1. CONCLUSIONES:

En conclusin este experimento nos muestra que el mechero o quemador Bunsen es un instrumento muy eficaz y por lo tanto su uso en laboratorios cientficos para calentar o esterilizar muestras o reactivos qumicos. Para un buen uso del mechero bunsen, debemos manipular los tipos de llama que deseamos mediante el collarn regulador y la entrada de gas. Podemos determinar las zonas las zonas ms calientes para diferentes experimentos que se puedan realizar. al utilizar el mechero no se debe colocar el objeto en la parte inferior de la llama o zona fra, hay que colocarlo de tal manera que la parte superior de la llama, ya que en esta zona alcanza la mayor temperatura y por lo tanto nuestro trabajo ser ms eficaz. Se concluye que se puede determinar la densidad de cualquier cuerpo midiendo su volumen o sus longitudes siempre y cuando se sepan aplicar las formulas apropiadas o de otro modo utilizar la variacin de densidad para determinar el volumen de cada cuerpo. En caso que no podamos medir el cuerpo ya que su forma no lo permita, podemos usar el mtodo de la probeta y as obtener resultados exactos.

1. BIBLIOGRAFIA:

TECSUP(2013).gua de laboratorio de qumica 2013-2 Wikipedia (2008). Mechero bunsen, [en lnea]. Quito. Recuperado el 19 de Agosto del 2013. http://es.wikipedia.org/wiki/mecherobunsen