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Informe de Laboratorio de Química del Experimento N°1 del Folleto de Química General para estudiantes de Ingeniería, 3ra Edición...

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UNIVERSIDAD TECNOLOGIA DE PANAMÁ FACULTAD DE INGENIERIA DE SISTEMAS COMPUTACIONES ASIGNATURA DE QUÍMICA (LABORATORIO)

INFORME #1

GRUPO. 1SF111 A

PROFESORA. GRICELDA DE MITRE

FECHA. Lunes, 11 de septiembre de 2017

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INTRODUCCIÓN

El lenguaje de la química simplemente no concuerda con el de la biología. La química es sobre las sustancias y cómo reaccionan, mientras que las apelaciones a los conceptos de biología son sobre la información y organización. Relatos informativos impregnan la biología. -

En este informe de laboratorio, se

Paul Davis

buscara enfatizara en desarrollar habilidad de

diferenciar los diferentes métodos que se pueden utilizar para reconocer los estados de la materia, sus propiedades y características y de las mezclas homogéneas y heterogéneas y como estas se pueden separar, además de utilizar los diferentes instrumentos y materiales de laboratorio para separar las mezclas. Además de lo anterior mencionado se intentara calcular las densidades de las diferentes materias en estado sólido y líquido, en donde también se diferenciara cuando una sustancia más densa que otra y reconocer cuando una mezcla es realmente homogénea y heterogénea.

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OBJETIVOS OBJETIVOS GENERALES: Clasificar las técnicas para la determinación de algunas de las propiedades de la materia que ayuden a identificarla y determinar sus posibles usos.

OBJETIVOS ESPECIFICOS:  Clasificar muestras desconocidas en homogéneas y heterogéneas, de acuerdo al número de fases observables.  Distinguir ente mezcla y sustancia mediante la técnica de evaporación, para clasificar debo hacer esto u otra cosas.  Comparar la densidad de líquidos, sólidos regulares e irregulares, cuantificando su masa y su volumen.  Comparar la densidad de sustancias líquidas, atendiendo a su estratificación.  Utilizar las técnicas de filtración y evaporación para superar los componentes de una mezcla sólida. METAS: Al finalizar el laboratorio, el estudiante debe ser capaz de diferenciar los materiales estudiados en materia homogénea de una heterogénea, basándose en las propiedades y características. Además determinar y calcular la densidad de las sustancias o algún material, decidir, cuando los líquidos son inmiscibles, que líquido es más denso y separar una mezcla sólida.

INDICE 3

Contenido INTRODUCCIÓN....................................................................................................................2 OBJETIVOS..............................................................................................................................3 INVESTIGACIÓN SOBRE EL TEMA...................................................................................5 RESULTADOS..........................................................................................................................8 CUESTIONARIO...................................................................................................................12 CONCLUSIÓN.......................................................................................................................15

INVESTIGACIÓN SOBRE EL TEMA 1. ¿Qué entiendes por materia?

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R. Personalmente, tengo entendido que la materia se define como cualquier cosa u objeto que ocupa un espacio en el universo y por consiguiente este tiene una masa, un peso y un volumen. 2. ¿Cómo clasificarías la materia? R. Para clasificar distintas materias, me fijaría en sus propiedades, sus características, las reacciones que pueden con otras materias, entre otros tipos de propiedades que pueden tener la materia. 3. ¿Qué otros criterios utilizarías para clasificar la materia, (distintos a su color y estado). R. Como mencione, en la respuesta anterior los clasificaría también por las reacciones que pueden a otras materias, si estas cambian dependiendo la temperatura, si estos segregan alguna sustancia o manifiestan algún olor específico. 4. ¿Qué entiende por densidad y explique como la determinaría en un líquido y un sólido? R. Entiendo por densidad, una propiedad física que tiene la materia en la que comprende su masa y su volumen. Para determinar el volumen en un líquido y un sólido, además de utilizar la formula universal de la densidad ( D= M/V), procedería a utilizar instrumentos de medición de volumen para cada caso. 5. ¿Cómo compararía las densidades de tres líquidos? R. Las compararía utilizando algún instrumento que mide densidades de líquidos y proceder a observar y comparar cuál de estos es más denso o juntar todos los líquidos en un tubo de ensayo o algún tubo cilíndrico transparente y poder observar cuál de estos se encuentra en la parte inferior, en la parte superior y en la parte media y de esa manera, saber cómo son de densos.

6. ¿Qué procedimiento realizarías para verificar sus predicciones? 5

R. Como mencione antes, utilizaría el método de mezclar y depositar todos los líquidos en un tubo de ensayo o un tubo cilíndrico de vidrio o transparente y de esa manera, poder verificar las predicciones que he propuesto.

7. Si dos de los tres líquidos son miscibles como afectaría su predicción. R. Afectaría en que se complicaría el modo de identificar, cuál es cada uno de los líquidos utilizados para la medición del volumen de los líquidos.

8. ¿Qué criterios utilizarías para separar los componentes de una mezcla? R. Tomaría en cuenta, si por ejemplo es una mezcla solido-liquido, puedo evaporar el líquido para dejar el sólido expuesto, o también filtrar los componentes no solubles en agua de la mezcla y luego evaporar los solubles y así ser más exactos. 9. Investigue las técnicas de separación de mezclas sólidas y líquidas. Separación de mezclas de sólidos Se emplean básicamente dos métodos: la separación manual o tamizado y la levigación. La separación manual o tamizado. Se utiliza cuando la mezcla está formada por partículas de diferentes tamaños. El instrumento utilizado se denomina tamiz, consta de un cedazo, de un recipiente y su tapa. Este método es muy utilizado en el análisis de suelos y en la industria de las harinas. La levigación. Consiste en pulverizar la mezcla sólida y tratarla luego con disolventes apropiados, basándose en su diferencia de densidad. Este método es muy empleado en la minería especialmente en la separación del oro. La imantación o separación magnética. Consiste en separar metales y no metales, utilizando un campo magnético (imán). Separación de mezclas de líquidos 6

Para realizar esta separación se puede usar la destilación simple, la destilación fraccionada y la cromatografía. La destilación simple: se fundamenta en la diferencia en los puntos de ebullición de los componentes de la mezcla. Por calentamiento se hace que el líquido de más bajo punto de ebullición se evapore primero, para luego recogerlo haciendo pasar sus vapores por un medio refrigerado llamado refrigerante o condensador. La destilación fraccionada: es empleada cuando se requiere hacer la separación de una mezcla que está formada por varios líquidos cuyos puntos de ebullición son diferentes pero muy próximos entre sí. Este procedimiento es empleado en la industria del petróleo. El líquido con el punto de ebullición más bajo, saldrá primero convertido en vapor, el cual se condensa al pasar por un refrigerante y posteriormente se recoge en un recipiente; la temperatura se controla mediante un termómetro. Este procedimiento se repite varias veces hasta aislar todos los componentes de la mezcla. Cromatografía: Las primeras investigaciones sobre cromatografía fueron realizadas entre 1903 y 1906 por el botánico ruso Mikhail Tswett. Aunque puede resultar difícil definir con rigor el término cromatografía ya que el concepto se ha aplicado a una gran variedad de sistemas y técnicas, se puede decir que todos estos métodos tienen en común el empleo de una fase estacionaria y una fase móvil. Los componentes de una mezcla son llevados a través de la fase estacionaria por el flujo de una fase móvil gaseosa o líquida. Las separaciones están basadas en las diferencias en la velocidad de migración entre los componentes de la muestra.

RESULTADOS l. PARTE. CLASIFICACIÓN DE LA MATERIA. 7

A. Clasificación de muestras desconocidas en homogéneas y heterogéneas B. Clasificación de muestras liquidas homogéneas.  Líquidos Muestra #1

Al comienzo era una sustancia incolora, en la cual no se apreciaba nada más que el líquido. Luego de realizar la evaporación del líquido se pudo observar que permaneció algo parecido a una especie de polvo blanco. Con este podemos saber que la muestra #1 era una

Muestra #2

mezcla homogénea y al mismo tiempo una solución. La sustancia se observó como un líquido que presentaba un color azulado claro. Al realizar la evaporación se puedo observar que aún quedaban ciertos rasgos de un material del mismo color que la solución. Por lo que se concluye que era una mezcla homogénea y

Muestra #4

que es una solución. Igual que la muestra #1, esta sustancia no presentaba ningún color. Se le realizo el proceso de evaporación y para nuestra sorpresa, la sustancia había desaparecido por completo. Esto nos deja claro que la era una sustancia pura.

 Sólidos Muestra #5

Este material, se podría decir que presentaba una similitud a la azúcar y que a simple vista se podía concluir que era una sustancia

Muestra #6

pura. En esta muestra, sabíamos que era nada más y nada menos que era arena, la cual es una mezcla heterogénea por los diferentes objetos y materiales de distintas procedencias y los cuales se

Muestra#7

pueden distinguir a simple vista. Esta muestra era sal de mesa, la cual está formada por diferentes piedritas de color blanco, la entra en la clasificación de sustancia

pura. ll. PARTE. DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DE LÍQUIDOS Y SÓLIDOS. A. Densidad de un líquido. El procedimiento utilizado fue el siguiente: 8

Con el uso de una balanza electrónica, pipeta volumétrica, y un vaso químico, se buscaba la manera de medir la densidad del agua, por lo que, primero, se colocó el vaso químico en la balanza electrónica y se le deposito cierta cantidad de agua, el cual nos dio que era 20g de agua, luego sacamos el agua del vaso químico con una pipeta volumétrica, para medir su volumen, el cual nos dio que era 20 ml, y con la fórmula de la densidad, nos dimos cuenta que la densidad del agua es 1 g/ml.

B. Densidad de un sólido irregular. Para realizar la medida de la densidad de este solido irregular, utilizamos un tubo cilíndrico graduado, el cual lo llenamos de a una medida de 40 ml, e introducimos el sólido para ver a cuanto se eleva la medida del volumen, el cual fue de 44ml. Es decir que el volumen del solido era de 0.4 ml. Luego solamente medimos su masa en la balanza y nos dio que era 12g. Utilizamos la fórmula de la densidad y nos da que era 3g/ml.

lll. PARTE. COMPARACIÓN DE LA DENSIDAD Y MISCIBILIDAD DE LÍQUIDOS.  Predicción. (Sustancias de Menos a Mayor densidad). 1. Etanol 2. Agua 9

3. Aceite de Motor 4. Aceite de Cocina

Resultado de los procedimientos realizados para conocer cual sustancia era más denso. Después de colocar las diferentes sustancias en varios tubos de ensayos, procedimos a mezclar todas en un solo tubo de ensayo, al hacer esto nos percatamos de algo, sumamente peculiar, algunas sustancias estaban en diferentes orden y no eran miscibles entre sí. Con esto pudimos comprobar cuál de todas era más denso y cual no, por lo que podemos decir que realmente este era el orden (de Menos a Mayor densidad): 1. Aceite de motor. 2. Aceite de cocina. 3. Etanol. 4. Agua. lV. PARTE. SEPARACIÓN DE UNA MEZCLA DE SÓLIDOS. Se nos planteó, el cómo realizar una separación de una mezcla de sólidos, por lo que nos ocurrió, el de utilizar un vaso químico y un papel filtro para separar los componentes solubles en agua y los que no son. Al realizar esto, podemos observar que los componentes más grandes (piedritas de sal y rocas) eran los no solubles en 10

agua, así que procedimos a evaporar el agua que paso por el papel filtro y al final se observó una especie de pasta blanca, y concluimos que era una mezcla tanto heterogénea como homogénea.

Componentes no solubles en agua.

CUESTIONARIO 1. ¿Qué criterios utilizó para clasificar una muestra líquida homogénea como sustancia o como disolución?

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R. Utilice este criterio: Una supuesta sustancia pura se evapora sin dejar residuos significa que no es una solución. 2. ¿Qué principios aplicó para determinar la densidad de un sólido irregular? R. Aplique el siguiente principio: Se mide la masa y después se sumerge en un líquido, y por diferencia de volúmenes (se mide antes y después) se conoce el volumen del sólido, sin importar su geometría. Entonces se calcula la densidad dividiendo la masa por el volumen y listo. 3. Explique cómo determinaría la densidad de un sólido regular (esfera y cubo). R. Bien, procedería a medir su maza con la balanza. Posteriormente utilizaría la fórmula para calcular el volumen de este sólido regular y con estos dos propiedades, procedería a buscar su densidad con la formula D= M/V. 4. ¿Qué puede usted decir con respecto a la densidad de los tres líquidos de la lll parte del experimento? R. (Primeramente eran 4 sustancias) Estos cuatros líquidos tenían densidades diferentes, por lo que no se mesclaban homogéneamente. 5. ¿Cómo compararía usted, en cuanto

a propiedades el sistema miscible

con el inmiscible, con base a los resultados obtenidos en la lll y lV parte del experimento? R. La separación en fases es señal clara de la falta de miscibilidad del en las mezclas. Estas fases se pueden separar por medio de diferentes operaciones unitarias como:, filtración, evaporación, destilación, cristalización.

6. ¿Qué propiedades de los componentes de la mezcla de sólidos, en la V parte del experimento, permitieron su separación?

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R. Según lo observado, la propiedad que propicio su separación fue la solubilidad en el agua del disolvente, luego por tener un punto de ebullición mayor que el agua al esta evaporarse pudimos recuperar el disolvente de manera sólida. 7. De acuerdo a su experiencia, clasifique cada una de las siguientes muestras en homogéneas y heterogéneas. Agua, sal de mesa, arena, sal y arena, alcohol y agua, alcohol y aceite; agua, aceite y arena. Heterogéneas

Homogéneas

-Sal de mesa

- Agua

-Arena

- Alcohol y agua

-Sal y arena -Alcohol y aceite Agua, aceite y arena

8.

Escriba

cinco

ejemplos

de

sustancias,

disoluciones

y

de

mezclas

homogéneas.

-

Sustancias Agua pura

-

Disoluciones Café con leche

Mezclas homogéneas - Oro blanco

-

Azufre

-

El Aire

-

Mayonesa

-

Benceno

-

Café con agua

-

Bronce

-

Dióxido de carbono

-

Chocolate con leche

-

Leche

-

Oro puro

-

Agua de cal

-

Jugo Artificial

9. ¿Por qué el hecho de que una muestra líquida homogénea no deje residuo al evaporarse no es garantía de que se trata de una sustancia? R. Porque cualquier mezcla homogénea de diversos componentes, puede estar formada por varias sustancias que tengan puntos de ebullición semejantes o que por lo menos también se evaporen del todo. 10. Explique qué técnica de separación alterna a la evaporación utilizaría en el caso de que la mezcla homogénea estuviera formada por dos líquidos miscibles. 13

R. Tomando en cuenta lo anterior, podríamos armar un sistema de destilación y aplicar las temperaturas respectivas al punto de ebullición de los líquidos para separarlos 11. Se tiene una mezcla de carbonato de calcio y cloruro de sodio: a) Identifique las propiedades de los componentes El carbonato de calcio es insoluble en agua, mientras que el cloruro de sodio si lo es. b) Explique cómo separaría usted una mezcla Al ser el carbonato de calcio totalmente insoluble se agrega agua a la mezcla y la sal de cocina se disolverá en el agua, se arma un sistema de filtrado y se vierte el agua y lo que se posara sobre el papel filtro es el carbonato de calcio, se evapora el agua y lo que se tiene es el cloruro de sodio sólido y separado. 12. Identifique las posibles fuentes de errores experimentales. R. Entre los errores más comunes tenemos: - Error humano - Error en la calibración de la balanza - Error en medición de la temperatura al evaporar. - Porcentaje de error existente en los distintos instrumentos de laboratorio - Diferencia en los criterios de evaluación.

CONCLUSIÓN En conclusión las mezclas entre sólidos y líquidos las cuales son sustancia que resulta de la unión de dos o más componentes diferentes, poseen distintas clasificaciones, las 14

cuales son homogéneas y heterogéneas; que poseen distintos componentes, apariencias, propiedades y tamaños. Se suele decir que son muy difíciles de reconocerlas, pero por lo general, se los puede diferenciar al separar compuestos, como el cloruro de sodio o el carbonato de calcio, ya que si comparamos estos dos compuestos poseen propiedades distintas; por lo que se recomienda tener un conocimiento previo de cada uno de los compuestos y sustancias. La separación de mezclas se logra por varios métodos entro los cuales están: decantación, solubilidad, filtración y evaporación, de los cuales se deduce que necesitan una fuente alterna para poder funcionar, ya que por lo general para lograr el método de la evaporación su fuente directa es el fuego que produce calor y por consiguiente separa partículas calentando el agua y dejando solo los residuos más sólidos. Además se puede concluir que para cada método existen fuentes distintas ya que si se compara la filtración , la cual utiliza un filtro para retener sustancias, y la evaporación nos damos cuenta que necesitan fuentes directas totalmente distintas. Es por esto que se recomienda utilizar adecuadamente los materiales implicados en cada método y tener mucha paciencia para poder obtener resultados concretos y satisfactorios para la separación.

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