PRÁCTICAS DE LABORATORIO 4 ESO...

PRÁCTICAS DE

LABORATORIO

4º ESO CURSO 2011-2012 ALUMNO: ___________________________________________

IES ORDEN DE SANTIAGO

DPTO. FÍSICA Y QUÍMICA

ARÁNZAZU GONZÁLEZ

MÁRMOL

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NORMAS GENERALES PARA LAS PRÁCTICAS DE LABORATORIO

- De obligada lectura antes de empezar -

En el trabajo de un científico, el laboratorio es fundamental para observar y comprobar los fenómenos a estudiar. Para llevar a cabo una investigación hay que ser cuidadoso en el método, tanto para obtener unos datos lo más precisos posibles como para evitar posibles accidentes. Ten en cuenta que se utilizan materiales de vidrio, eléctricos,… así como múltiples sustancias. Por tanto, es fundamental para empezar a aprender cómo trabaja un científico tener en cuenta las normas básicas de comportamiento y manejo de material en el laboratorio. Es del todo OBLIGATORIO conocer y aplicar las siguientes normas de seguridad para evitar incidentes desagradables. Veámoslo:

1. Antes de realizar una práctica, debe leerse detenidamente para obtener una idea clara del objetivo, fundamento y técnica. Hazlo en casa el día anterior a ir al laboratorio. Entérate bien de lo que vas a hacer.

2. Los experimentos pueden tener alguna parte peligrosa, por lo que debes estar atento en todo momento.

3. Los experimentos se realizan para buscar explicaciones a hechos, no son para jugar. Si no entiendes algo, pregunta siempre a tu profesor, así aprenderás más.

4. El orden y la limpieza deben ser fundamental en las experiencias de laboratorio. Ten siempre limpia tu mesa de laboratorio. Guarda la mochila, cuadernos…, quédate sólo con lo imprescindible. Al finalizar la práctica, debe recogerse todo el material (previamente limpio) y subir las sillas.

5. Cada grupo de prácticas se responsabilizará de su mesa y material. 6. En el laboratorio se debe trabajar de forma tranquila (no es una carrera de fondo) y

ordenada. Deja el estrés. Más vale hacer poco y bien, que todo rápido y sin enterarte. 7. Nunca comas (ni chicles) o bebas en el laboratorio. 8. Si tienes el pelo largo, recógetelo. Quítate pulseras, relojes, anillos… que se pueden

estropear. Si llevas medias, ten cuidado con las quemaduras. 9. Presta atención a las indicaciones que el profesor te dará siempre antes de la realización

de las prácticas. Son muy importantes. 10. Cuando uses las bombonas de butano y el mechero Bunsen, ten siempre cuidado tanto al

encenderlo como al manipularlo. Asegúrate de dejarlo al finalizar apagado y la bombona cerrada.

11. Maneja los materiales de vidrio con cuidado, te puedes cortar tú o un compañero. Si algo está en mal estado, no lo utilices.

12. No cojas ninguna sustancia si no está etiquetada, puede ser algo distinto a lo que crees y ser peligroso su manejo (incluso venenoso). Siempre pregunta a tu profesor, no seas

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adivino. Asegúrate siempre que el producto que estás utilizando es el que quieres, lee la etiqueta y pictogramas.

13. No devolveremos nunca a los frascos de origen los productos utilizados y que hayan sobrado, puesto que todo el contenido pudo contaminarse. Por tanto, las cantidades de reactivos que extraigamos de los recipientes no deben exceder de las necesarias para los experimentos.

14. Tira a las papeleras y no a las pilas las materias sólidas inservibles (cerillas, papel de filtro...) y los reactivos insolubles en agua. Las papeleras están clasificadas, según lo que debas depositar en ella.

15. Es de suma importancia que cuando tires productos químicos por las pilas (siempre y cuando lo haya indicado el profesor previamente), los neutralices previamente como indique el profesor y dejes circular abundante agua por la pila.

16. Antes de salir, siempre lávate bien las manos y muñecas, secándotelas con las toallas de papel. En el laboratorio se manejan toda clase de productos, incluso tóxicos.

17. Todas las llaves de agua, equipos eléctricos…deben estar cerrados o apagados cuando no se estén utilizando.

18. Mantén las sustancias inflamables (ver etiquetado) lejos de la llama de los mecheros. 19. Nunca mires por la boca de los tubos de ensayo o matraces cuando se está realizando una

reacción, en previsión de salpicaduras. 20. Si por descuido tocas o te cae algún producto, lávate con abundante agua la zona afectada

y comunícalo a tu profesor. 21. No pipetear nunca con la boca. Utiliza la perilla que el Centro te proporciona. 22. Los ácidos requieren un cuidado especial. Cuando queramos diluirlos, NUNCA ECHAREMOS

EL AGUA SOBRE ELLOS; siempre el ácido sobre el agua. 23. Los productos inflamables (gases, alcohol, éter, etc) no deben estar cerca de fuentes de

calor. Si hay que calentar tubos con estos productos, se hará al baño María, nunca directamente a la llama.

24. El vidrio caliente no se diferencia a simple vista del frío. Por tanto, para evitar quemaduras dejarlo enfriar antes de tocarlo o usar pinzas especiales para su manipulación.

25. Si tienes que calentar a la llama el contenido de un tubo de ensayo, observa cuidadosamente estas dos normas:

25.1. Ten sumo cuidado y ten en cuenta que la boca del tubo de ensayo no apunte a ningún compañero ni a ti mismo. Puede hervir y salir disparado por lo que podrías ocasionar un accidente. Con todo, USA SIEMPRE GAFAS PROTECTORAS.

25.2. Calienta por el lateral del tubo de ensayo, nunca por el fondo; agita suavemente.

26. Cuando se determinan masas de productos químicos con balanza, se colocará un vidrio de reloj o bien un papel de filtro sobre los platos.

27. Se debe evitar cualquier perturbación que conduzca a un error, como vibraciones debidas a golpes, aparatos en funcionamiento, soplar sobre los platos de la balanza, etc.

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28. Importante: Todos y cada uno de los pasos llevados a cabo en las diferentes prácticas de laboratorio deben ser anotados individualmente (aunque se hagan las prácticas por grupos). No debe dejarse nada a la memoria, pues al contestar las preguntas correspondientes a cada práctica pueden olvidarse algunas observaciones que expliquen el por qué de dicho proceso. Es pues necesario tener el diario de laboratorio en el que anotar todo con detalle. Una vez que ya sabemos trabajar en el laboratorio, vamos a aprender cómo debemos presentar un informe de la práctica debidamente, así como a distinguir el material básico de laboratorio y leer los pictogramas de las sustancias que a lo largo del curso vamos a utilizar.

CONFECCIÓN DEL DIARIO DE LABORATORIO

Ya sabrás que los científicos siempre van anotando cosas en un cuaderno. En el laboratorio, el registro de datos es esencial, y esto se ha de hacer de forma ordenada y metódica. Con los datos obtenidos, durante la realización de la práctica, se confeccionará un diario de laboratorio, que constará para cada ensayo de los siguientes apartados:

1) IDENTIFICACIÓN DEL AUTOR 2) TÍTULO DE LA PRÁCTICA 3) OBJETIVO 4) LISTADO DE MATERIAL Y REACTIVOS 5) FUNDAMENTO TEÓRICO 6) PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 7) OBSERVACIONES Y RESULTADOS 8) CUESTIONES A RESOLVER 9) APÉNDICE BIBLIOGRÁFICO

1) IDENTIFICACIÓN DEL AUTOR: nombre, curso y grupo.

2) TÍTULO DE LA PRÁCTICA: debe ser conciso y mostrar en una pequeña frase de qué trata la práctica.

3) OBJETIVO: fines de trabajo, lo que se pretende conseguir, lo que se persigue. Es una declaración de intenciones que orienta sobre lo que pretende con el trabajo.

3) LISTADO DE MATERIAL Y REACTIVOS: anotar en una lista todo el material utilizado. En el caso del material indica la capacidad del recipiente en caso de matraces, pipetas…. En los reactivos sólo hace falta indicar su fórmula. Recuerda que no se te puede olvidar nada.

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4) FUNDAMENTO TEÓRICO: explicación teórica en la que se basa el experimento. Por ejemplo, si lo que haces es el cálculo de densidades explicarás qué es la densidad y las técnicas utilizadas.

Sé claro y apóyate en las explicaciones del profesor, apuntes y libro de clase, además de poder ampliar información siempre con otras fuentes como libros biblioteca, Internet… Recuerda que siempre que utilices un material de apoyo deberás anotarlo para ponerlo en el apartado 8).

Se recomienda siempre incluir dibujos del procedimiento o montaje realizado, así como del material si lo ves necesario.

5) PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL: será redactado por cada uno de vosotros (no copiar el dado por el profesor) de forma impersonal y con verbos en infinitivo (añadir, mezclar…., no añadimos, mezclamos….)

Ir enumerando los pasos. No utilices grandes párrafos sin signos de puntuación. Es mejor que al principio uses muchos pasos cortos para explicar el proceso. Ten en cuenta que tu explicación debería servir para que alguien repitiese el experimento con tus indicaciones. Sé claro y conciso.

No olvides indicar las cantidades de las sustancias a utilizar así como la medida de los instrumentos en caso necesario.

6) OBSERVACIONES Y RESULTADOS: se indicarán todas las medidas, cálculos y resultados obtenidos en los ensayos (datos, fórmulas, tablas, gráficas….).

Fíjate que si en la práctica debes medir, por ejemplo, la longitud de un lápiz el resultado obtenido lo reflejarás aquí y no en el procedimiento experimental, que siempre son los pasos en general.

IMPORTANTE: deberás analizar los datos obtenidos y comentar los resultados. Lo importante no es que te dé siempre lo esperado sino que si no es así analices las posibles causas: errores de medida, añadir más reactivo del necesario….

7) CUESTIONES A RESOLVER: al final de cada práctica siempre se incluyen algunas cuestiones relacionadas que deberás responder basándote tanto en lo realizado en el laboratorio como en tus conocimientos.

Siempre contesta de forma razonada.

8) APÉNDICE BIBLIOGRÁFICO: deberás siempre reflejar aquellas fuentes de información que hayas utilizado en la elaboración de tu informe científico.

En el caso de libros deberás poner el título completo así como el autor del mismo y la editorial.

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En el caso de páginas de Internet deberás copiar todo el enlace, es decir, la página en concreto y no poner, por ejemplo, google, wikipedia…

NO COPIES EL GUIÓN DE PRÁCTICAS FACILITADO POR EL PROFESOR, intenta explicarlo con tus propias palabras, puntuará más.

ETIQUETADO DE SUSTANCIAS

COMBURENTE

-sustancias que en contacto con

otras, particularmente las

inflamables, originan una reacción

fuertemente exotérmica-

CORROSIVO

-sustancias que en contacto con los tejidos

vivos pueden ejercer sobre ellos una acción

destructiva. Debe evitarse todo contacto

con el cuerpo y vestidos, con este tipo de

sustancias, y no respirar sus vapores-

EXPLOSIVO

- sustancias que pueden explosionar

bajo los efectos de una llama o que

son muy sensibles a los choques y a la

fricción. Son las más peligrosas -

INFLAMABLE

- sustancias autoinflamables, gases

fácilmente inflamables y sustancias

que en contacto con el agua

desprenden gases inflamables -

MUY INFLAMABLE

- sustancia es extremadamente

inflamable -

PELIGROSO PARA EL MEDIO AMBIENTE

- Puede provocar a largo plazo

efectos negativos en el medio

ambiente -

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MATERIAL DE LABORATORIO

NOCIVO

- sustancias que por inhalación,

ingestión o penetración cutánea

pueden entrañar riesgos de

gravedad limitada -

TÓXICO

- sustancias que por inhalación,

ingestión o penetración cutánea

pueden entrañar riesgos graves o

extremadamente graves, llegando

incluso a la muerte -

MUY TÓXICO

IRRITANTE

- sustancias no corrosivas que

por contacto con la piel o

mucosas pueden provocar una

reacción inflamatoria -

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PRÁCTICA CASERA

Método científico (Primer trimestre)

Los conocimientos que la humanidad posee actualmente sobre las diversas ciencias de la naturaleza se deben, sobre todo, al trabajo de investigación de los científicos. El procedimiento que estos emplean en su trabajo es lo que se llamará MÉTODO CIENTÍFICO, siendo Galileo Galilei (1564-1642) el denominado “padre” de este método. Y es que el trabajo de investigación es siempre ordenado y esquemático, aunque creamos que todos los científicos son esos personajes caóticos y locos.

El método científico consta de las siguientes fases:

� Observación

� Formulación de hipótesis

� Experimentación

� Emisión de conclusiones

Observación

Los científicos se caracterizan por una gran curiosidad y el deseo de conocer la naturaleza. Cuando un científico encuentra un hecho o fenómeno interesante lo primero que hace es observarlo con atención.

La Observación consiste en examinar atentamente los hechos y fenómenos que tienen lugar en la naturaleza y que pueden ser percibidos por los sentidos.

Formulación de hipótesis

Después de las observaciones, el científico se plantea el cómo y el porqué de lo que ha ocurrido y formula una hipótesis.

Formular una hipótesis consiste en elaborar una explicación provisional de los hechos observados y de sus posibles causas.

Experimentación

Una vez formulada la hipótesis, el científico debe comprobar si es cierta. Para ello realizará múltiples experimentos modificando las variables que intervienen en el proceso y comprobará si se cumple su hipótesis.

Experimentar consiste en reproducir y observar varias veces el hecho o fenómeno que se quiere estudiar, modificando las circunstancias que se consideren convenientes.

Durante la experimentación, los científicos acostumbran a realizar múltiples medidas de diferentes magnitudes físicas. De esta manera pueden estudiar qué relación existe entre una magnitud y la otra.

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Emisión de conclusiones

El análisis de los datos experimentales permite al científico comprobar si su hipótesis era correcta y dar una explicación científica al hecho o fenómeno observado.

La emisión de conclusiones consiste en la interpretación de los hechos observados de acuerdo con los datos experimentales.

A veces se repiten ciertas pautas en todos los hechos y fenómenos observados. En este caso puede enunciarse una ley. Una ley científica es la formulación de las regularidades observadas en un hecho o fenómeno natural. Por lo general, se expresa matemáticamente.

Las leyes científicas se integran en teorías. Una teoría científica es una explicación global de una serie de observaciones y leyes interrelacionadas.

Pues ahora vamos nosotros a hacer una experimentación en casa, para lo cual nos grabaremos con nuestro móvil en las diferentes etapas.

Planteamiento del problema científico: ¿Cuál está más fría, el agua helada normal o el agua salada helada?

Emisión de la hipótesis:

Elige, antes de realizar la experimentación, si piensas que el agua del agua helada normal y el agua salada helada es la misma, menor o mayor. No debe importante acertar a priori. Piensa, reflexiona y emite una hipótesis. Grábate con el móvil.

Comprobación experimental: búsqueda de pruebas y obtención de resultados

Necesitas: diez cubitos de hielo; dos termómetros (si no tienes termómetros de vástago pídelos al profesor); dos vasos desechables (de plástico); un rotulador; una cucharada de sal; papel y lápiz.

Grábate con el material preparado encima de una mesa, enuméralo y luego ve haciendo el experimento explicando los pasos.

Cómo hacerlo: marca los vasos con los términos sal y sin sal. Introduce un termómetro en cada uno de los vasos. Mete los cubitos de hielos alrededor de los termómetros, cinco cubitos en cada vaso. Pon la sal recubriendo, por arriba y por los laterales, los cubitos de hielo. Espera aproximadamente treinta minutos para obtener resultados (no tienes que estar grabando todo el tiempo, apaga el móvil y vuélvelo a encender a mitad del experimento y al final). Lee la temperatura que registra cada termómetro y anótala.

Conclusión: emite la conclusión con los datos obtenidos y comprueba si tu hipótesis inicial es cierta o no.

Explicación: busca la temperatura de congelación del agua y del agua con sal. Compáralos y explica qué ha sucedido. También explica por qué las dos temperaturas de congelación son diferentes.

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Pero no solo para el científico es muy importante experimentar. También debe hacerlo bien, con sumo cuidado, controlando todas las variables y MIDIENDO BIEN, es decir, minimizar los ERRORES.

El error se define como la diferencia entre el valor verdadero y el obtenido experimentalmente. Los errores no siguen una ley determinada y su origen está en múltiples causas. Atendiendo a las causas que lo producen, los errores se pueden clasificar en dos grandes grupos: errores sistemáticos y errores accidentales. Se denomina error sistemático a aquel que es constante a lo largo de todo el proceso de medida y, por tanto, afecta a todas las medidas de un modo definido y es el mismo para todas ellas. Estos errores tienen siempre un signo determinado y las causas probables pueden ser:

- Errores instrumentales (de aparatos); por ejemplo, el error de calibrado de los instrumentos.

- Error personal: Este es, en general, difícil de determinar y es debido a las

limitaciones de carácter personal. Como, por ejemplo, los errores de paralaje, o los problemas de tipo visual.

- Errores de método de medida, que corresponden a una elección inadecuada del

método de medida; lo que incluye tres posibilidades distintas: la inadecuación del aparato de medida, del observador o del método de medida propiamente dicho.

Se denominan errores accidentales a aquellos que se deben a las pequeñas variaciones que aparecen entre observaciones sucesivas realizadas por el mismo observador y bajo las mismas condiciones. Las variaciones no son reproducibles de una medición a otra y se supone que sus valores están sometidos tan sólo a las leyes del azar y que sus causas son completamente incontrolables para un observador. Los errores accidentales poseen, en su mayoría, un valor absoluto muy pequeño y si se realiza un número suficiente de medidas se obtienen tantas desviaciones positivas como negativas. Y, aunque con los errores accidentales no se pueden hacer correcciones para obtener valores más concordantes con los reales, si pueden emplearse métodos estadísticos, mediante los cuales se pueden llegar a algunas conclusiones relativas al valor más probable en un conjunto de mediciones.

Instrumentos de medida: Sensibilidad, precisión, incertidumbre.

La parte fundamental de todo proceso de medida es la comparación de cierta cantidad de la magnitud que deseamos medir con otra cantidad de la misma que se ha elegido como unidad patrón. En este proceso se utilizan los instrumentos de medida que previamente están calibrados en las unidades patrón utilizadas (Centro Español de Metrología).

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Los instrumentos de medida nos permiten realizar medidas directas (un número seguido de la unidad) de una magnitud. Un instrumento de medida se caracteriza por los siguientes factores:

� La exactitud se define como el grado de concordancia entre el valor “verdadero” y el experimental. De manera que un aparato es exacto si las medidas realizadas con él son todas muy próximas al valor “verdadero” de la magnitud medida.

� La precisión hace referencia a la concordancia entre las medidas de una misma magnitud realizadas en condiciones sensiblemente iguales. De modo que un aparato será preciso cuando la diferencia entre diferentes mediciones de una misma magnitud sean muy pequeñas. La exactitud implica, normalmente, precisión, pero la afirmación inversa no es cierta, ya que pueden existir aparatos muy precisos que posean poca exactitud, debido a errores sistemáticos, como el “error de cero”, etc. En general, se puede decir que es más fácil conocer la precisión de un aparato que su exactitud (básicamente, debido a la introducción del término “verdadero”).

� La sensibilidad de un aparato está relacionada con el valor mínimo de la magnitud que es capaz de medir. Por ejemplo, decir que la sensibilidad de una balanza es de 5 mg significa que, para masas inferiores a la citada, la balanza no acusa ninguna desviación. Normalmente, se admite que la sensibilidad de un aparato viene indicada por el valor de la división más pequeña de la escala de medida. En muchas ocasiones, de un modo erróneo, se toman como idénticos los conceptos de precisión y sensibilidad, aunque ya hemos visto que se trata de conceptos diferentes.

Lo que estamos hablando (y hablaremos todavía un tiempo) de valores “verdaderos”, habrá que entenderlos como los que más tarde definiremos (básicamente, valores medios). Un instrumento de medida debe ser capaz de medir la cifra más pequeña de su escala. La incertidumbre está relacionada con el proceso de medida. Se trata del máximo error de la medida. Evidentemente, está relacionada con la precisión del instrumento. Por regla general se toma como incertidumbre la precisión del aparato, algunas veces aunque no sea demasiado correcto se toma la mitad de la precisión como incertidumbre.

Errores experimentales.

Tenemos dos tipos de errores en el proceso de medida:

1. Errores sistemáticos. Tienen que ver con la metodología del proceso de medida (forma de realizar la medida):

• Calibrado del aparato. Normalmente errores en la puesta a cero. En algunos casos errores de fabricación del aparato de medida que desplazan la escala. Una forma de arreglar las medidas es valorando si el error es lineal o no y descontándolo en dicho caso de la medida.

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• Error de paralaje: cuando un observador mira oblicuamente un indicador (aguja, superficie de un líquido,...) y la escala del aparato. Para tratar de evitarlo o, al menos disminuirlo, se debe mirar perpendicularmente la escala de medida del aparato.

2. Errores accidentales o aleatorios. Se producen por causas difíciles de controlar: momento de iniciar una medida de tiempo, colocación de la cinta métrica, etc. Habitualmente se distribuyen estadísticamente en torno a una medida que sería la correcta. Para evitarlo se deben tomar varias medidas de la experiencia y realizar un tratamiento estadístico de los resultados. Se toma como valor o medida más cercana a la realidad la media aritmética de las medidas tomadas.

Ejemplo. Se mide la distancia entre dos puntos y se obtienen como resultados 4,56 m; 4,57 m; 4,55 m; 4,58 m; 4,55 m. Si calculamos la media aritmética (sumamos todas las medida y dividimos por el total de medidas, cinco en este caso) nos sale 4,562 m. Como el aparato no sería capaz de medir milésimas, redondeamos y nos queda 4,56 m como medida que tomamos como real.

Cálculo de errores: error absoluto, error relativo.

Bien sea una medida directa (la que da el aparato) o indirecta (utilizando una fórmula) existe un tratamiento de los errores de medida. Podemos distinguir dos tipos de errores que se utilizan en los cálculos:

• Error absoluto. Es la diferencia entre el valor de la medida y el valor tomado como exacto. Puede ser positivo o negativo, según si la medida es superior al valor real o inferior (la resta sale positiva o negativa). Tiene unidades, las mismas que las de la medida.

• Error relativo . Es el cociente (la división) entre el error absoluto y el valor exacto. Si se multiplica por 100 se obtiene el tanto por ciento (%) de error. Al igual que el error absoluto puede ser positivo o negativo (según lo sea el error absoluto) porque puede ser por exceso o por defecto. no tiene unidades.

Cifras significativas.

Las cifras significativas de una medida están formas por los dígitos que se conocen no afectados por el error, más una última cifra sometida al error de la medida. Así, por ejemplo, si digo que el resultado de una medida es 3,72 m, quiero decir que serán significativas las cifras 3, 7 y 2. Que los dígitos 3 y 7 son cifras exactas y que el dígito 2 puede ser erróneo. O sea, el aparato de medida puede medir hasta las centésimas de metro (centímetros), aquí es donde está el error del aparato y de la medida. Por tanto, has de tener en cuenta:

• Que en física y en química el número de dígitos con das un resultado de una medida (directa o indirecta) es importante. No puedes poner todos los dígitos que te da la calculadora. Los resultados no pueden ser más precisos que los

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4

6

105,300035,0

103461,22346100−⋅=

⋅=

datos de donde se obtienen, es decir, los resultados deben tener tantas cifras significativas o menos que los datos de procedencia.

• No es lo mismo 3,70 m que 3,7 m. En el primer caso queremos decir que se ha precisado hasta los centímetros mientras que en el segundo caso sólo hasta los decímetros.

• Un aparato de medida debería tener el error en el último dígito que es capaz de medir. Así si tengo una regla cuya escala alcanza hasta los milímetros, su error debería ser de más / menos algún milímetro. Si el error lo tuviese en los centímetros no tendría sentido la escala hasta los milímetros.

Cuando el resultado de una operación matemática nos dé como resultado un número con demasiados dígitos hemos de redondearlo para que el número de cifras significativas sea coherente con los datos de procedencia.

Reglas de redondeo.

Una vez que sepas cuántas cifras significativas debes tener, el número se redondea utilizando las siguientes reglas:

• Si el primer dígito no significativo (primero de la derecha) es menor que cinco, se elimina y se mantiene el anterior que se convierte así en el último. Ejemplo si el número es 3,72; como el último dígito es 2 (menor que cinco), quedaría 3,7.

• Si el primer dígito no significativo (primero de la derecha) es igual o mayor que cinco, se añade una unidad al anterior que se convierte así en el último. Ejemplo si seguimos redondeando el resultado anterior (3,7) quedaría 4 dado que 7 es mayor que cinco, se suma una unidad al anterior que pasaría de 3 a 4.

Notación científica.

Tanto en física como en química se suelen manejar números muy grandes o muy pequeños. Una forma de evitar manejar demasiados dígitos (normalmente tendríamos problemas con las calculadoras para introducirlos) es utilizar la notación científica.

Todo número en notación científica siempre viene expresado de la misma forma:

• Una parte entera, a, que consta de un número distinto de cero, seguido de una coma y de cifras decimales.

• Una potencia de diez, con exponente positivo o negativo, n.

a . 10n, siendo a un número entero mayor o igual a 1 y menor de 10 y n un número entero. Veamos algunos ejemplos:

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Fíjate: se coge los números, distintos de cero, y se pone la coma entre el primero y el segundo y se multiplica por la potencia de base diez correspondiente.

CONTROL DE ERRORES: Cálculos con datos experimentales.

La estadística es muy importante en la Ciencias Experimentales. Toda experiencia debería tener detrás un estudio estadístico que nos indique cuantos datos debemos tomar y cómo tratarlos una vez realizada la misma.

Como se trata de iniciarte en las Ciencias Experimentales, las reglas que vamos a adoptar en el cálculo con datos experimentales son las siguientes:

• Una medida se debería repetir tres ó cuatro veces para intentar neutralizar el error accidental.

• Se tomará como valor real (que se acerca al valor exacto) la media aritmética simple de los resultados.

• El error absoluto de cada medida será la diferencia entre cada una de las medidas y ese valor tomado como exacto (la media aritmética).

• El error relativo de cada medida será el error absoluto de la misma dividido por el valor tomado como exacto (la media aritmética).

Ejemplo. Medidas de tiempo de un recorrido efectuadas por diferentes alumnos: 3,01 s; 3,11 s; 3,20 s; 3,15 s

1. Valor que se considera exacto:

2. Errores absoluto y relativo de cada medida:

Medidas Errores absolutos Errores relativos

3,01 s 3,01 - 3,12 = - 0,11 s -0,11 / 3,12 = - 0,036 (- 3,6%)

3,11 s 3,11 -3,12 = - 0,01 s -0,01 / 3,12 = - 0,003 (- 0,3%)

3,20 s 3,20 -3,12 = + 0,08 s +0,08 / 3,12 = + 0,026 (+ 2,6%)

3,15 s 3,15 - 3,12 = + 0,03 s +0,03 / 3,12 = + 0,010 (+ 1,0%)

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Práctica 1: Movimiento rectilíneo uniforme

Objetivo: estudiar el movimiento rectilíneo y uniforme de avance de un punto de ignición sobre una tira de papel.

Listado de material y sustancias:

� Disolución saturada de nitrato de potasio (hay que prepararla previamente)

� 2 hojas de papel DIN A4

� Lápiz

� Regla

� Cronómetro

� Pincel

Fundamento teórico:

Aquí tendrás que explicar qué es un MRU, cuáles son sus características y sus ecuaciones generales.

Procedimiento experimental:

1. Doblar una hoja de papel y poner encima otra doblada en forma de U donde se dibuja una regla en la que esté señalados los cm. Pintar con el pincel una línea recta paralela con la disolución saturada de KNO3.

Observaciones a tener en cuenta:

• La disolución de nitrato de potasio debe estar saturada.

• Para aplicar la disolución a la línea puede utilziarse una varilla de vidrio maciza o un cuentagotas.

• La línea debe ser lo suficientemente ancha para impedir que la ignición se interrumpa.

• Debe procurarse que el producto esté extendido de una forma lo más homógenea posible.

• El punto de ignición se debe hacer con la brasa de una mecha de papel, nunca con la llama de mechero o cerilla.

2. Aplicar la punta encendida de una mecha de papel sin llama en un punto antes de la regla.

3. Ir anotando el tiempo en que la llama llega va llegando a los distintos puntos de referencia.

4. Pedir los resultados al resto de los grupos para calcular el tiempo medio de cada uno de los recorridos.

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Observaciones y resultados:

Con las medidas tomadas rellena una tabla como esta:

Espacio (cm) Tiempo mi grupo (s) Media tiempo (s)

0

1

2

5

10

15

20

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FÍJATE: cuando hagas una tabla SIEMPRE debes poner arriba cuál es la magnitud (el tiempo, espacio, velocidad…) y la unidad correspondiente. NO LO OLVIDES NUNCA.

ANOTA AQUÍ QUÉ HAS OBSERVADO DURANTE LA PRÁCTICA Y A QUÉ CONCLUSIONES LLEGAS

Cuestiones a resolver:

1.- Representa en una gráfica los espacios en ordenadas y los tiempos en abcisas. ¿Qué forma tiene aproximadamente la línea que has obtenido?

2.- ¿Qué puedes deducir de la gráfica obtenida?

3.- Completa la frase: “Los espacios y los ________________ son ______________ proporcionales”

4.- Escribe la conclusión anterior mediante una ecuación matemática.

5.- ¿Qué nombre reibe la constante de proporcionalidad?

6.- A partir d elos valores, calcula la velocidad en el punto de ignición. ¿es constante? Pasa los datos al SI de unidades.

7.- Dibujas las gráficas v – e y v – t.

8.- Calcula los errores absolutos y relativos de las medidas correspondientes al tiempo empleado para el espacio 5 y 10 m de todos los grupos, poniéndolos en una tabla parecida a la de la página 18 del cuadernillo.

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Práctica 2: Movimiento Circular Uniforme

Objetivo: conocer las variables del movimiento circular y la relación entre ellas: arco, ángulo y radio. Relacionar velocidades lineal y angular.


� Cuerda

� Tizas de colores

� Cinta métrica

� Listón largo de madera

� Cronómetro


Describe qué es un MCU y cuáles son las variables que lo caracterizan.


La práctica se realizará en el patio del instituto. En un punto centrado se fija un poste al que se ata una cuerda que pueda girar. En el extremo se ata una tiza para dibujar dos circunferencias concéntricas en el suelo. Se acota un ángulo y se mide el radio y el arco con la cinta métrica. Se mide también el tiempo que tardan dos alumnos en recorrer a la vez ese ángulo con el listón (cada uno en su circunferencia)


Rellena el siguiente cuadro:

RADIO

(m) ARCO (m)

ÁNGULO (rad)

TIEMPO (s)

ω (rad/s) v (m/s)

Circunferencia A

Valor medio A

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RADIO

(m) ARCO (m)

ÁNGULO (rad)

TIEMPO (s)

ω (rad/s) v (m/s)

Circunferencia B

Valor medio B


1.- ¿Cómo son entre sí los datos de la velocidad lineal?

2.- ¿Son los arcos iguales?

3.- ¿Son iguales los ángulos?

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Práctica 3: Ley de Hooke

Objetivo: calcular la constante de proporcionalidad K, denominada constante elástica del muelle.


� Base soporte

� Barra soporte

� Nuez con gancho

� Regla graduada

� Muelles

� Portapesas

� Pesas de distintos tamaños


Una fuerza es toda causa capaz de deformar o modificar el estado de movimiento o reposo de un cuerpo. Es lógico pensar que, cuanto mayor fuerza mayor será la deformación producida en un cuerpo sobre el que se aplique. Pero, ¿cuánto mayor? Una forma de estudiar estas deformaciones y su relación con las fuerzas es el estudio de los muelles.

Hooke comprobó que la fuerza que se ejerce sobre un muelle es directamente proporcional al alargamiento o la comprensión que produce este, es decir:

NdKF =⋅=

Si observas la ecuación verás que, para producir el mismo alargamiento o comprensión, cuanto mayor sea la constante de elasticidad del muelle K (N/m), mayor será la fuerza. Sin embargo, no se puede alargar o comprimir infinitamente un muelle, ya que existe un límite a partir del cual el muelle no recupera su forma, el límite de elasticidad del muelle.

Procedimiento experimental: escribe los pasos que vas dando de acuerdo con lo explicado por el profesor previamente. Recuerda que debes explicar todos los pasos para que otra persona pueda hacer el mismo experimento sólo con tu guión.

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Con las medidas tomadas rellena una tabla como esta:

Nota: Recuerda que la fuerza que estás ejerciendo en el muelle es el peso de las pesas colgadas, el cual se

calcula como: 2/8,9 smmgmp ⋅=⋅= , como estudiarás más adelante.

Da como resultado de la constante de elasticidad del muelle la media de las medidas realizadas.


1.- Representar gráficamente los datos de la siguiente forma. En el eje X, pondremos el alargamiento. En el eje de Y los pesos. ¿Qué forma tiene la gráfica? Traza una recta que pase por el punto (0,0) pase aproximadamente por los puntos trazados. Calcula la pendiente de esta recta. ¿Qué valor nos da la pendiente?

2.- ¿Cómo podrías construir un dinamómetro?

3.- ¿Qué alargamiento tendría el muelle usado en la práctica si se le colgase una masa de 32 g? Hazlo tanto de forma gráfica como numéricamente.

4.- Calcula los errores absolutos y relativos de las medidas correspondientes a la constante del muelle, presentándolo en forma de tabla (ver página 18 del cuadernillo).

25

Práctica 4: Fuerza de rozamiento.

Objetivo: estudiar las características de la fuerza de rozamiento que siempre se opone al movimiento. Ver si depende o no la fuerza de rozamiento con la superficie, peso y características de los materiales que la componen.

Listado de material y reactivos:

� Dinamómetro

� Superficies de distintas materiales

� Tacos de madera de distintas formas


La fuerza de rozamiento es una fuerza que siempre se opone al movimiento. En este caso vamos a estudiar la fuerza de rozamiento entre superficies. Esta fuerza depende de la fuerza que haga el objeto contra el suelo y de las características de las superficies de contacto. La fuerza que hace el objeto contra el suelo en un plano horizontal es igual al peso en módulo y de sentido contrario. En un plano inclinado a esta fuerza es igual a PX (componente vertical del peso P) Se la denomina Normal (N) al ser perpendicular a la superficie. El otro factor del cual depende del coeficiente de rozamiento µ. Este coeficiente de rozamiento ciene determinado por las caracterísiticas de las superifcies de contacto y el cálculo del mismo es únicamente experimental, ya que depende de innumerables factores como la rugosidad, tipo de materiales, defectos de las superfies…

Por tanto, la fuerza de rozamiento viene expresada por: NNF =⋅= µ


1.- Pondremos el taco de madera apoyándolo por la cara de mayor superficie sobre una superficie determinada. A continuación engancharemos el dinamómetro al taco y lo pondremos horizontal. A continuación, vamos tirando siempre horizontalmente del dinamómetro viendo lo que marca en el momento en que empieza a moverse el conjunto. Una vez que se empieza a mover, seguimos tirando intentando que la velocidad del mismo sea uniforme (v=cte) y miramos lo que marca el dinamómetro anotándolo. Haz 3 medidas y calcula el valor medio obtenido.

2.- Repetiremos el mismo proceso con la parte del taco de menor superficie y anotamos el valor del dinamómetro cuando la velocidad que empuje sea constante. Haz tres medidas y calcula el valor medio obtenido.

3.- Repetimos el punto 1º y 2º con otras superficies de contacto anotando los resultados.

4.- A continuación pesa el taco de madera (el dinamómetro te vale). Con el peso calculado sabemos lo que vale la Normal (N) Calcula a continuación para cada medida el valor de µ

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Completa la siguiente tabla con las medidas realizadas:

SUPERFICIE LADO TACO

MEDIDA 1 (N)

MEDIDA 2 (N)

MEDIDA 3 (N)

PROMEDIO (N)

NORMAL (N)

COEFICIENTE µ

Madera / madera

Grande

Madera / madera

Pequeño

Rugoso / madera

--------

Madera / plástico

Grande

Madera / plástico

Pequeño

Rugoso / plástico

------

Nota: observa que el coeficiente de rozamiento µ es adimensional.

Anota todo lo que puedas concluir con los resultados obtenidos como, ¿depende el coeficiente de rozamiento con la superficie de contacto? ¿Y la fuerza de rozamiento? Y, ¿con la masa?

Cuestiones a resolver

1.- Si el objeto se mueve a mayor velocidad, manteniéndose constante durante el recorrido, ¿dependerá en algo la fuerza de rozamiento resultando mayor, menor o igual?

2.- Al cambiar el tipo de superficie de contacto, ¿varía la fuerza de rozamiento aunque el taco sea el mismo? ¿Por qué?

3.- ¿Si aumentásemos la masa del cuerpo, cómo se modifica la fuerza de rozamiento?

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Práctica 5: Segunda ley de Newton

Objetivo: comprobar experimentalmente la relación que existe entre la fuerza aplicada y la aceleración producida.


� Células fotoeléctricas

� Carrito de masa M

� Plano con guía central

� Portapesas de masa 5 g

� Pesas diferentes

� Polea

� Balanza


La segunda ley de Newton se refiere a los cambios en la velocidad que sufre un cuerpo cuando recibe una fuerza, es decir el cuerpo se acelera.

En este caso vamos a aplicar fuerzas diferentes al carrito de masa M, uniéndole una masa conocida m a través de una polea y un portapesas que se dejará caer libremente.

Cuando el sistema se deje en libertad, el carrito parte del reposo, con lo que tendrá un MRUA por lo que se podrá calcular la aceleración de este midiendo el espacio recorrido y el tiempo empleado.

)(

2:

2

12

2

3

3

2

2

1

1

agmamgmTt

saats

Mctea

F

a

F

a

F

−⋅=⋅−⋅=

==

====

Así, de acuerdo con la segunda ley de Newton, suponiendo el rozamiento despreciable, podemos ver que la fuerza que actúa sobre el carro será la tensión del hilo, T.

Modificando la masa m, aplicaremos distintas fuerzas sobre el carro, con lo que le provocaremos distintas aceleraciones, pero la relación fuerza/aceleración será constante e igual a la masa inercial M del sistema.


ESTA PRÁCTICA LA VAMOS A REALIZAR DE FORMA GRUPAL EN CLASE, POR LO QUE SÓLO DEBES OBSERVAR Y ANOTAR LOS RESULTADOS PARA LUEGO ESTUDIARLOS Y SACAR LAS CONCLUSIONES NECESARIAS.

1.- Colocar en el carrito una pesa de masa 200 g, de tal manera que su masa total sea: 200 g + M.

2.- Para compensar la fuerza de rozamiento, levantar ligeramente, mediante una cuña de 0,5 cm aproximadamente, el extremo del plano.

28

3.- Colocar separadas 0,5 m las células fotoeléctricas, asegurándose de el hilo esté paralelo al plano.

4.- En el portapesas, colocar una pesa de 10 g, con lo que la masa total será de m+ 10 g.

5.- Dejar el sistema en libertad y anotar el tiempo que tarda el carrito en recorrer ese espacio.

6.- Repetir las medidas aumentando las pesas del portapesas de 10 g en 10 g.


Completa la siguiente tabla con las medidas realizadas:

m (kg) t (s) a (m/s2) T (N) T/a (kg)

0,015

0,025

0,035

0,045

0,055

Masa del carrito: M + 200 g (trabajar en el SI)

Espacio recorrido: s= 0,5 m

g= 9,81 m/s2

OBSERVACIONES:


1.- Representa gráficamente la fuerza que actúa sobre el carrito, T, frente a la aceleración, a. ¿Qué forma tiene? Calcula su pendiente como la tangente del ángulo. ¿Qué magnitud representa esa pendiente? Comprueba con una balanza el resultado obtenido.

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Práctica 6: Trabajo

Objetivo: calcular el trabajo que realizan las distintas fuerzas en un desplazamiento.


� Balanza

� Cinta métrica

� Dinamómetro 1N

� Hilo resistente

� Juego de indicadores

� Perfil en V

� Taco de rozamiento

� Indicadores

� Cronómetro


En la definición de trabajo para una fuerza paralela al desplazamiento: dFW ⋅= , el desplazamiento d

es el que experimenta el punto de aplicación de la fuerza, siendo en algunos casos en el mismo sentido que la fuerza aplicada y, en otros, contraria.

El signo de W es positivo (trabajo motor) cuando el sentido de F coincide con el del desplazamiento d. En este caso la fuerza F actúan en el sentido del movimiento.

Se da a W el signo negativo (trabajo resistente) cuando el sentido de F es contrario al desplazamiento d del punto de aplicación. Un ejemplo es la fuerza de rozamiento que actúa en sentido contrario al movimiento.

Cuando F y d forman 90º, el trabajo es nulo.


1.- Situar el bloque de madera sobre la mesa al que se une mediante el gancho el dinamómetro de 1N en posición horizontal. Tomar el perfil en V y, a modo de guía apóyese sobre la mesa una vez que se han colocado unos indicadores separados entre sí, 15, 25 y 35 cm.

30

2.- Tirar del dinamómetro con la mano hasta que el bloque se desplace con una velocidad pequeña y uniforme, para que la aceleración sea nula. Probar varias veces antes de empezar las medidas.

3.- Realizar la experiencia con cuidado, de forma que se observe que el dinamómetro mide la fuerza F siempre constante, de forma que no hay aceleración y se cumple que:

oz

roz

FF

FF

==+ 0

rr

4.- Anotar la fuerza ejercida en cada uno de los indicadores.

5.- Repetir la experiencia anotando, además, el tiempo empleado en cada uno de los tramos.


La lectura del dinamómetro da el módulo de la fuerza F, lo que permite conocer también el módulo de la fuerza de rozamiento.

Para determinar el peso y la normal habrá que recurrir a las fórmulas aprendidas de clase.

Rellena el siguiente cuadro con los datos obtenidos en la práctica:

Experiencia 1:

Tramo 1 2 3

d m 0,15 0,25 0,35

F N

Fr N

P N

N N

Experiencia 2:

Tramo 1 2 3

d m 0,15 0,25 0,35

F N

Fr N

P N

N N

t s

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Ahora, con los datos obtenidos calcula el trabajo realizado por cada una de las fuerzas que están presentes en el movimiento y rellena la siguiente tabla:

Experiencia 1:

Tramo 1 2 3

WF J

WFr J

WP J

WN J

W total J

Experiencia 2:

Tramo 1 2 3

WF J

WFr J

WP J

WN J

W total J

Calcula ahora la potencia desarrollada por cada una de las fuerzas:

Experiencia 2:

Tramo 1 2 3

PF W

PFr W

PP W

PN W

Ptotal W

32

Cálculos a realizar:


1.- Haz un dibujo del montaje, señalando los vectores de las distintas fuerzas que intervienen y el sentido del movimiento.

2.- ¿Qué observas del trabajo total en cada uno de los tramos?

3.- ¿Ha variado la energía cinética del cuerpo? Relaciona esto con el resultado obtenido del trabajo total.

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PRÁCTICA CASERA

Transmisión del calor (Segundo trimestre)

¿Hasta qué punto conduce bien el calor los metales, el plástico o la madera? La respuesta, fundamental para la exploración espacial, está… ¡en el agua¡¡

Material necesario: objeto metálico (tenedor, clavo); objeto de plástico (cuchara, pajita de refresco); objeto de madera (lápiz, listón); vaso de agua muy caliente; ayuda de un adulto.

¿Qué hay que hacer? Para este experimento deberás pedir a un adulto que caliente un vaso de agua. Introduce los tres objetos en el vaso de agua, separando su extremo inferior y superior, como si se trataran de los radios de una bicicleta.

Transcurridos cinco minutos, tócalos con cuidado por su sección central, es decir, por donde se apoyan en el borde del vaso. Luego, retira los objetos uno a uno y toca el extremo que estaba cubierto de agua. ¿Cuál es el más caliente de los tres?

¿Qué sucede? El objeto metálico está más caliente que el de madera o plástico.

¿Por qué? Los metales son mejores conductores del calor que el plástico o la madera, ya que sus electrones están más separados entre sí y pueden transmitir el calor de una forma más eficaz.

Eso explica por qué el objeto metálico de nuestro experimento está más caliente al tacto que el de plástico madera.

Imagina lo importante que resulta esta información para los científicos espaciales a la hora de aislar o proteger las naves y los astronautas de las temperaturas extremas del espacio exterior.

34

Práctica 7: Temperatura de una mezcla

Objetivo: escoger una pequeña frase que resuma qué pretendemos hacer en esta práctica.


� Aro con nuez

� Calorímetro

� Cartucho de butano

� Matraz erlenmeyer 250 mL

� Mechero de butano

� Dos nueces dobles

� Pinza universal

� Placa – soporte

� Probeta 100 mL

� Rejilla con porcelana

� Soporte doble

� Termómetro de vástago

� Termómetro -10ºC á +110ºC

� Varilla 250 mm

� Varilla 600 mm

� Vaso precipitados 600 mL


Al mezclar dos cantidades de líquidos a distinta temperatura se genera una transferencia de energía en forma de calor desde el más caliente (T1) al más frío (T2) Dicho tránsito de energía se mantiene hasta que se igualan las temperaturas de ambos líquidos, alcanzándose entonces la temperatura de equilibrio (Te)

La cantidad de calor Q que se transfiere del cuerpo caliente al frío es igual al que recibe este y responde a

la expresión: TcmQ e ∆⋅⋅= Q, donde m es la masa del líquido, ce su calor específico y ∆T la variación

de temperatura que experimentan.

Al realizar la experiencia en un calorímetro no se producen pérdidas de energía al exterior por lo que la variación de energía del conjunto de los dos líquidos se anulan, pudiéndose escribir:

0222111 =∆⋅⋅+∆⋅⋅ TcmTcm ee

El calor cedido por el líquido caliente es negativo, mientras que el calor absorbido por el líquido frío es positivo.

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Cuando la experinecia se realiza con una misma clase de líquido, se cumple que los calores específicos son iguales, con lo que la expresión anterior se simplifica a:

02211 =∆⋅+∆⋅ TmTm

Sustituyendo las expresiones de la variación de temperatura y despejando la temperatura de equilibrio, obtenemos que:

21

2211

2211 0)()(

mm

TmTmT

TTmTTm

e

ee

++

=

=−⋅+−⋅


1.- Haz el montaje de la práctica de acuerdo con la figura adjunta.

2.- Echar en el calorímetro 200 mL de agua tomada del grifo y tapar este –introducir también la varilla y el termómetro en los orificios- Al cabo de cierto tiempo anotar su temperatura T2.

3.- Medir con la probeta 200 mL de agua y añadir al matraz erlenmeyer. Introducir un termómetro suspendido de la placa soporte, sin que llegue a tocar ni el fondo ni las paredes. Calentar el agua hasta alcanzar los 40ºC, aproximadamente, agitando con la varilla de vidrio para homogeneizar el medio.

4.- Añadir el agua caliente en el calorímetro. Cerrar, agitar y esperar hasta que se alcance la temperatura de equilibrio, la cual será anotada.

5.- Repetir la experiencia tomando 200 mL de agua fría y 100 mL de agua caliente.

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Diseña una tabla de recogida de datos de las dos experiencias a realizar.

Calcular la temperatura de equilibrio teóricamente (de acuerdo con la expresión anterior) y comparar con el dato experimental. Sacar conclusiones.


1.- El valor encontrado experimentalmente para la temperatura de equilibrio es menor que el calculado teóricamente. Si es así, ¿a qué puede deberse esa diferencia?

2.- Compara las diferencias encontradas en cada caso de la práctica. ¿En cuál de ellos es menor? ¿Qué explicación coherente debe darse?

3.- ¿Cómo podría mejorarse el cálculo teórico para que al resolver el problema numérico de mezclas térmicas, el valor de la temperatura de equilibrio se aproximase mejor al obtenido experimentalmente?

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Práctica 8: La medida en los instrumentos volumétricos

Objetivo: conocer cómo se miden correctamente los volúmenes en distintos instrumentos de laboratorio y cuál es más preciso.

Listado de material y reactivos: (díbujalos para aprenderlos)

� Cuentagotas Probeta 100 mL

� Vaso de precipitados 100 mL Matraz aforado 100 mL

� Pipeta 10 mL

� Agua Pipeteador

� Frasco lavador

Fundamento: Los instrumentos de uso más frecuentes para medir volúmenes de líquido son la probeta,

pipeta y bureta. Todos ellos son de vidrio y van graduados. La mayoría de los líquidos en su superficie, debido a fuerzas de tensión superficial, sufren una curvatura llamada menisco, que en los líquidos mojantes como el agua es cóncavo, mientras que en los líquidos no mojantes como el mercurio de los termómetros es convexo.

En el caso del agua se tomará como nivel del líquido la tangente horizontal al fondo del menisco que forma dicho líquido con la pared del vaso contenedor. Para facilitar la lectura, se coloca un papel blanco detrás del menisco, a la vez que situamos nuestro ojo a la altura del menisco.

Además, busca información sobre los distintos instrumentos volumétricos utilizados en la práctica,

acompañándola con un dibujo de cada aparato.

Procedimiento experimental

CUENTAGOTAS: Introduciendo agua en el mismo, echar 2 ó 3 veces un número distinto de gotas en un

matraz para coger el tacto del cuentagotas. Llenar hasta 10 cc la probeta de 100 cc y, posteriormente, se

calculará el tamaño de la gota, contando el número de gotas necesarias para alcanzar el volumen de 15

cc. El tamaño de gotas se obtiene con la fórmula:

MATRAZ AFORADO-VASO DE PRECIPITADOS: Enrasar un matraz con agua, ajustando el menisco. Luego,

vierte el agua en el vaso de precipitados y anota qué observas.

PIPETA-PROBETA: Toma una pipeta de 10 cc. Llénela de agua, con cuidado, hasta su enrase y viértala en

una probeta de 100 cc, anotando la lectura de ésta.

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Téngase en cuenta que el error que se observa es la acumulación de dos errores, uno el error

sistemático del instrumento, y otro el error del operador, propio de cada persona.


Anota qué observas en cada instrumento y la diferencia de medidas entre unos y otros. Anota, además,

los errores de cada instrumento para determinar cuál es más preciso.

Calcula, además, el volumen de una gota del cuentagotas como se ha descrito antes.


1. Indica las medidas realizadas acompañadas con su correspondiente incertidumbre por el

aparato de medida.

2. ¿En qué casos no se debe pipetear absorbiendo con la boca por el extremo, sino con una pera

de goma?

3. Enumera los tipos de error que puede haber en la medida de un volumen.

4. Si un operador en la lectura coloca el ojo por debajo del nivel del menisco, ¿qué tipo de error se

comete?. Razona si la lectura sería por exceso o defecto.

39

Práctica 9: Determinación de densidades de sólidos y líquidos

Objetivo: qué crees que se pretende con esta práctica.

Listado de material y reactivos: recuerda que pueden aparecer errores en los listados a partir de ahora.

� Balanza analítica con una precisión de 0,01 g. � Matraz erlenmeyer de 100 mL � Bureta. � Líquidos puros diversos o disoluciones cuya densidad vayan a determinarse. � Probeta de 100 mL � Sólidos diversos, no solubles en agua y cuyo tamaño sea inferior a la boca del tubo. � Soporte � Embudo pequeño � Vidrio de reloj � Densímetro

Fundamento teórico: la densidad es la relación entre la masa y el volumen de una sustancia. La masa y el volumen son propiedades extensivas (dependen de la cantidad de materia) pero su cociendo es una propiedad intensiva (tiene el mismo valor para todos los puntos de la sustancia) La densidad es una propiedad característica de cada sustancia, que sirve para identificarla.

3m

kg

V

md ==

Para medir la masa se utilizan balanzas y para el volumen depende de si se tiene un sólido regular o irregular o si es un líquido. (Describe cómo se hace en cada caso) Además, describe el funcionamiento de un densímetro de líquidos.


1.- Determinación de la densidad de un líquido con balanza y bureta

1.1. Pesar un erlenmeyer limpio y seco. 1.2. Cargar una bureta con el líquido cuya densidad se quiera determinar y precisar exactamente el volumen de partida 1.3. Verter al erlenmeyer, con cuidando de no salpicar, un volumen determinado de líquido. 1.4. Pesar el erlenmeyer con el líquido. 1.5. Determinar la densidad del líquido. 1.6. Comprobar el resultado con el densímetro de clase.

2.- Densidad de un sólido con balanza y probeta

2.1. Pesar el sólido seco en la balanza. 2.2. Llenar hasta la mitad con agua la probeta graduada y determinar el volumen de líquido introducido. 2.3. Introducir el sólido pesado en la probeta graduada. Se debe tener la precaución de que no queden burbujas de aire adheridas a la superficie del sólido, para lo cual golpear suavemente la base del tubo sobre un trapo depositado en la mesa. 2.4. Determinar el nuevo volumen. 2.5. Determinar la densidad del sólido.

40


Recoge también el resultado obtenido por el resto de compañeros para poder hacer las cuestiones.


1.- Calcular la densidad media y el % de error de tu medida.

2.- ¿Qué error estamos cometiendo en cada una de las medidas?

3.- ¿Cómo puedes minimizar dichos errores?

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Práctica 4: Enlace químico y propiedades de los compuestos

Objetivo: investigar el enlace presente en sustancias iónicas y covalentes mediante el estudio de la conductividad eléctrica.

Listado de material y reactivos: anota lo que vayas utilizando en la práctica y ponlo en forma de lista.

Fundamento teórico: la conductivida de una sustancia se efectúa por iones, partículas cargadas consituidas por uno o varios átomos, salvo en los metales cuya conducción eléctrica no consideraremos en este experimento.

Explica la conductividad eléctrica en el caso de sustancias iónicas y covalentes.

¿Por qué conducen/no conducen las sustancias iónicas? ¿Por qué conducen/no conducen las sustancias covalentes?

Busca por qué el agua, a pesar de ser una sustancia covalente, presenta una pequeña conductividad.


1. Montar la fuente de alimentación con los cables conectados (cada uno en su color) Al otro extremo poner la pinza de cocodrilo enganchado en él el electrodo (sobre un soporte). Encender la fuente. CUIDADO AL MANEJAR EL APARATO ELÉCTRICO.

2. En un vidrio de reloj depositar un poco de agua destilada. Poner los electrodos en extremos separados del vidrio de reloj tocando ambos electrodos el líquido. Medir la intensida y anotarla.

Se mide la intensidad con el óhmetro puesto en amperímetro (cable en C y cable en A) Introducir los electrodos. Poner escala mayor (2 A) e ir bajando hasta detectar o no corriente.

A mayor conductividad mayor intensidad y viceversa. Esto te dará el carácter iónico o covalente de cada sustancia.

3. Limpiar y secar bien todo cada vez que se cambie de sustancia.

4. En otro vidrio de reloj depositar la sal común y medir la intensidad.

Anotad el resultado. Ahora, verted un poco de agua destilada en la sal y disolverla con una varilla de vidrio. Medir de nuevo la intensidad y anotarla.

5. Repetir el mismo procedimiento que el paso anterior con las diferentees sustancias. Primero en sólido y luego disueltas en agua destilada, salvo con el ácido clorhídrico que es líquido. Ojo con el ácido clorhídrico y con el hidróxico sódico que son corrosivos. Además, recuerda que el electrodo debe ser limpiado con agua destilada y secado con papel cada vez.

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Observaciones y resultados

Anota tus resultados en una tabla como esta, incluyendo los resultados en sólido y en disolución para compararlos y determinar su carácter iónico o covalente.

Escribe todas las observaciones que te hayan parecido curiosas o importantes en la realización de la práctica, buscando su fundamento (el por qué)


1. Escribe las fórmulas de todas las sustancias que han intervenido en esta actividad.

2. ¿Qué clases de compuestos conducen la electricidad? ¿En qué condiciones?

3. ¿Puede una sustancia conducir la corriente cuando está disuelta? ¿Qué ejemplo se da en la experiencia?

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Práctica 10: Preparación de disoluciones y reacción química

Objetivo:


Fundamento teórico: hablar de qué es una disolución y de las diferentes formas de dar su concentración.


1. Preparar disoluciones acuosas de nitrato de plomo (II) y yoduro potásico, calculando previamente la

cantidad necesaria para obtener 100 ml de una disolución acuosa de nitrato de plomo (II) de

concentración 5 g/l y otros 100 ml de una disolución acuosa de yoduro potásico de 0´03 M. A

continuación, preparar las disoluciones:

a) Añadir con mucha precaución, y por separado, el soluto calculado de cada sustancia

sobre una cierta cantidad de agua y agitar hasta su total disolución. Realizarlo en un

matraz erlenmeyer. (ATENCIÓN: el nitrato de plomo (II) es un producto tóxico por

ingestión, inhalación y contacto, por lo que se debe utilizar guantes de plástico para su

manejo teniendo la precaución de no inhalarlo y lavar siempre las manos tras la

realización de cada operación)

b) Verter con ayuda del embudo las disoluciones sobre dos matraces aforados de 100

ml, enjuagando varias veces con agua. Agitar para disolver las sustancias antes de

enrasar definitivamente. Etiquetar ambas disoluciones.

2. Mezclar a continuación las dos disoluciones del siguiente modo: verter 2 ml de la disolución de

nitrato de plomo (II) en un tubo de ensayo y añadir a continuación 2 ml de la disolución de yoduro

potásico. En este momento aparecerá un precipitado en forma de turbidez amarilla brillante.

3. Calentar a continuación hasta ebullición el tubo de ensayo con el precipitado, observando que el

compuesto se disuelve de nuevo y desaparece el precipitado. Si no desaparece completamente filtrar

la disolución caliente para eliminar el exceso y que la disolución quede concentrada, por debajo de su

punto de saturación a esa temperatura)

4. Dejar enfriar lentamente la disolución observando como pasado el tiempo aparece un precipitado en

forma de laminillas de color amarillo dorado al que se conoce con el nombre de lluvia de oro.

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Escribe las operaciones realizadas para el cálculo de las cantidades a añadir para la preparación de las disoluciones (tienes que hacer el cálculo para las dos disoluciones aunque en el laboratorio sólo prepares uno)

Anota todo aquello que observes durante la realización de la práctica.

Cuestionario

1. ¿Cuál es la sustancia formada? Escribe la reacción, ajustándola adecuadamente. ¿Qué tipo de

sustancia será: iónica, covalente o metálico? Razona tu respuesta.

2. Los dos precipitados son de la misma sustancia sin embargo presenta distinto aspecto. Investiga

acerca de este fenómeno denominado alotropía.

3. Indica todas las medidas de seguridad que has tenido que tener en cuenta durante la realización de la

práctica.

4. Expresa la concentración del KI en g/L y la del nitrato de plomo (II) en molaridad.

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Práctica 11: Ley de Conservación de la masa o Ley de Lavoisier

Objetivo: comprobar que la masa de los reactivos es igual a la masa de los productos.

Listado de material y reactivos: apunta los materiales y sustancias que utilices en la práctica.

Fundamento teórico: Antoine-Laurent Lavoisie (1743 – 1794) es considerado por muchos el padre de la Química, debido a que con sus estudios contribuyó enormemente al desarrollo de la Química como Ciencia.

Lavoisier comprendió siempre la importancia de la exactitud y sus experimentos se caracterizaron por el gran cuidado y meticulosidad que ponía en los mismos. En su época, todavía había químicos que creían que todas las sustancias estaban compuestas por cuatro elementos: fuego, aire, agua y tierra. Pensaban que el motivo por el que después de calentar agua quedaba un sedimento, era porque el agua se transformaba en tierra. Lavoisier, mediante precisas medidas, demostró que el sedimento provenía del vidrio, que perdía peso.

Busca el enunciado de la Ley de Lavoisier y explica en qué se basa teóricamente.


1. Colocar en un matraz erlenmeyer 20 mL de ácido clorhídrico o ácido acético, empleando la probeta para medir el volumen.

2. En el interior de un globo coloca 1,5 g de bicarbonato de sodio (NaHCO3), procurando que se quede en el centro del mismo.

3. Pesar todo el conjunto y anotar la masa de los reactivos.

4. Poner el globo en la boca del matraz y echar el bicarbonato de sodio dentro del mismo para que se produzca la reacción. Esperar hasta que esta finalice.

5. Pesar de nuevo el conjunto sin quitar el globo, anotando la medida 2.

6. Encender una vela y quitando el globo con cuidado del matraz dirige la salida del mismo hacia llama de la vela.

7. Pesar de nuevo todo el conjunto, anotando la medida 3 del mismo.


Anota las tres pesadas realizadas, especificando cuál es cada una.

Anota también qué observas cuando diriges la boca del globo a la llama y cualquier otra apreciación que veas.

Comprueba si realmente se cumple la conservación de la masa.

46


1. Compara la medida 2 y 3. ¿qué ha ocurrido?

2. ¿se hubiera cumplido la Ley de Lavoisier si no hubiésemos puesto el globo?

3. ¿Qué le ha ocurrido a la llama de la vela con el gas del globo?

4. ¿Qué gas se desprende en la reacción? Escríbe y ajusta la reacción identificando los reactivos y los productos.

47

Práctica 12: Factores que influyen en una reacción

En este caso no debes hacer informe de laboratorio, se harán de forma conjunta la experimentación y

anota aquí las observaciones realizadas y contesta al cuestionario.

Intercambio de energía en una reacción química

1. Añadir en un vaso de precipitados 10 mL de ácido clorhídrico concentrado. Introducir el

termómetro y anotar la temperatura.

2. A continuación, añadir un trozo de cinc al vaso de precipitados. Observar el termómetro.

Anotar los resultados.

3. Hacer el mismo proceso con el agua y el nitrato de potasio.

Cuestionario

1. Escribe las reacciones que han tenido lugar, ajustándolas.

2. Clasifica ambas reacciones en endotérmicas y/o exotérmicas, explicando el por qué.

3. Haz el diagrama energético de ambos procesos.

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Velocidad de reacción: influencia de la concentración de los reactivos

1. Poner en dos tubos de ensayo 5 mL de cada disolución de ácido clorhídrico (1,2 M y 3,6 M).

Colocar en un soporte con dos pinzas.

2. Coger dos trozos de granalla de cinc de la misma masa (pesar aproximadamente 0,2 g)

3. Añadir los trozos a la vez a cada uno de los tubos de ensayo y observar cuál desaparece

primero. Anotar los resultados.

Velocidad de reacción: influencia de la temperatura

1. Tomar una pastilla efervescente y partirla por la mitad en dos trozos iguales.

2. Añadir a un vaso de precipitados 20 mL de agua fría (del grifo) y en otro la misma cantidad

pero de agua calentada previamente.

3. Introducir en cada vaso de precipitados el trozo de pastilla y observar qué sucede. Anotar

los resultados.

Cuestionario

1. Escribe la reacción del cinc con el ácido clrhídrico y ajústala. ¿Cuál es el gas que se desprende?

2. Explica qué ha ocurrido en cada caso y da la explicación teórica de lo observado en cada caso desde el

punto de vista de la teoría cinética.

49

Práctica 13: Grado de acidez

Esta práctica también se hará de forma grupal, sólo teniendo que ir anotando los resultados y observaciones, así como responder a las cuestiones.


• Sustancias: Disoluciones de ácido clorhídrico e hidróxido sódico. Otras sustancias como vinagre, leche, agua destilada, etc. Fenoftaleína.

• Material vidrio: Tubos de ensayo, pipetas de 5 ml y cuentagotas. • Material general: Gradilla, espátulas y papel indicador.

Fundamento teórico

El pH de una disolución es la medida de la concentración de protones, [H+], que hay en la misma. Se define como el logaritmo decimal, cambiado de signo, de dicha concentración:

pH=-log[H+]

Se puede conocer si un medio es básico o ácido a través de los indicadores, sustancias que en contacto con un medio cambian su color. Así mismo, la medida del pH de una disolución se puede hacer, de forma aproximada, con papel indicador, que es una mezcla de sustancias que en contacto con el medio cambian de color según el pH de la misma.


Los pasos a seguir serían los siguientes:

1. Colocar en un tubo de ensayo un poco de agua destilada. 2. En cada uno de los tubos restantes preparar sendas disoluciones acuosas de vinagre, zumo de

limón, leche, etc. 3. Marcar con una etiqueta el contenido de cada tubo de ensayo. 4. Con una espátula tomar una gota de uno de los tubos de ensayo y depositarla en la tira de papel

indicador. 5. Observar el color que toma el papel indicador, compararlo con la escala y anotar el pH de la

disolución. 6. Repetir la operación con el resto de tubos de ensayo.

Procedimiento 2:

1. Preparar cuatro disoluciones acuosas de ácido clorhídrico e hidróxido sódico diluidas en sendos tubos de ensayo.

2. Añadir una gota de fenoftaleína a un tubo que contenga ácido clorhídrico y otro hidróxido de sodio.

3. Observar el color que el mismo indicador toma en medio ácido y en medio básico y anotar el resultado en tu cuaderno.

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Observaciones y resultados

Haz una tabla de sustancias, pH medido, color observado.

Cuestionario

1.- ¿Qué disolución del procedimiento 1 es la más ácida? ¿Y la más básica? ¿Hay alguna con

pH neutro?

2.- Ordena de mayor a menor la acidez de las sustancias analizadas.

3.- ¿Qué indicador es incoloro en medio ácido? ¿Y naranja en medio básico?

4.- Busca el por qué los indicadores muestran un color diferente según el medio en el que se

encuentren.

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PRÁCTICA CASERA

Reacciones químicas en casa: (Tercer trimestre)

- Tinta invisible:

Si quieres escribir un mensaje secreto en un papel, usa vinagre, zumo de limón o cebolla a modo de tinta invisible. Escribe sobre papel blanco. Al secarse, la escritura es invisible. Quien recibe el mensaje deberá colocar el papel sobre la llama de una vela durante escasos segundos; el texto adquirirá una coloración amarronada y se podrá leer perfectamente. No acerques demasiado el papel a la llama; podría quemarse.

El vinagre y el zumo de limón o de cebolla desencadenan una reacción química en el papel, transformándolo en una sustancia similar al celofán y, dado que su temperatura de ignición es más baja que la del papel, el texto escrito se torna marrón.

Grábate y busca una explicación científica a este hecho.

PRÁCTICAS DE LABORATORIO 4 ESO...

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