Laboratorio 3 Mechero Y Balanza organizado PDF

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USO Y MANEJO DEL MECHERO BUNSEN Y LA BALANZA 1. INTRODUCCION la práctica en el laboratorio de química la cual tenía como objetivo conocer a cerca sobre lo que es el mechero bunsen. Asimismo, intentamos controlar las llamas ver la cantidad gas y oxigeno que necesita para lograr estos tipos de llamas. El mechero Bunsen es un tipo de encendedor que se utiliza en los laboratorios científicos para calentar, fundir, esterilizar y/o evaporar sustancias. El mechero Bunsen está compuesto por una base plana y pesada por la que se introduce el gas. Este último fluye en dirección ascendente a través de un tubo vertical con algunas perforaciones para que penetre el aire. Gracias al llamado ‘efecto Venturi’, la mezcla anterior se hace inflamable y sale en forma de llama por la parte superior del tubo. El mechero Bunsen debe su nombre al químico alemán Robert Wilhelm Bunsen. En realidad, el artilugio fue inventado por el físico y químico Michael Faraday. (O'Connor. 1999). La balanza es uno de los instrumentos fundamentales dentro de un laboratorio químico, ya que se emplea para medir la masa de muchos de los objetos que hacen parte de este entorno y son de gran utilidad en el momento de realizar análisis. Por consiguiente, este trabajo trata de la verificación y calibración de las balanzas para determinar si las mediciones obtenidas de estas se hallan en un rango permitido de error y si son confiables estos datos. (Day R,. y Underwood A. 1989). 2. PROCEDIMIENTO 2.1 MECHERO DE BUNSEN ✓ Examine cuidadosamente un mechero de Bunsen, manejando cada válvula (llave del mechero y llave del suministro de gas) antes de conectar el mechero a la toma de gas. Conecte el mechero por medio de una manguera de caucho a la llave del gas. Cierre la

USO Y MANEJO DEL MECHERO BUNSEN Y LA BALANZA entrada de aire del mechero, encienda el fósforo y aproxímelo al extremo superior del tubo de combustión, abra la llave del mechero que regula la entrada del gas y seguidamente la llave del gas del laboratorio. Si la llama del mechero se queda dentro del tubo de combustión, apáguelo cerrando la llave del gas del laboratorio y proceda a encenderlo nuevamente. Abra gradualmente la válvula de gas del mechero, hasta obtener una llama de 10cm de alto aproximadamente. Observe la llama del mechero con las ventanas abiertas y cerradas. Anote las observaciones. ✓ Con la ayuda de una pinza para crisol, sostenga sobre la llama por unos segundos una cápsula de porcelana (sin abrir las ventanas del mechero), examine el depósito negro que se forma en la cápsula. Luego repita el procedimiento con las ventanas abiertas (sin retirar el depósito formado en la capsula). Anote las observaciones. ✓ Coloque un pedazo de cartón de 10 cm x 10 cm en forma vertical que corte la llama en dos partes iguales, no demore mucho tiempo el cartón en esa posición, porque se puede quemar (para este caso la entrada de aire debe estar abierta). Repita el procedimiento con una lámina de cobre. Anote las observaciones. ✓ Coloque tres fósforos, uno en la parte inferior, uno en la parte media y otro en la parte superior de la llama. Observe cual fósforo se enciende primero. Repita el procedimiento con un alambre de cobre. Anote las observaciones ✓ Coloque una varilla de vidrio en la llama del mechero, tal como lo indique el profesor o auxiliar. Mantenga la varilla en la zona de mayor temperatura con movimientos de giro en forma uniforme. En la medida en que la varilla se calienta, se va ablandando y se presiona suavemente en los extremos hasta doblarla. Retírelo de la llama.

USO Y MANEJO DEL MECHERO BUNSEN Y LA BALANZA ✓ No se recomienda doblar el tubo en la zona más caliente de la llama, sino que una vez se siente blando, se baja a la zona de menor temperatura y se dobla. ✓ Examine y encienda una lámpara de alcohol. Observe las características generales de la llama. ✓ Observe cuidadosamente una vela de cera. Enciéndala y observe su llama y todo lo que ocurre mientras la vela se quema. Anote todas las observaciones que crea son de interés y que merezcan una explicación. ✓ Invierta un vaso de precipitado de 400mL, cubra totalmente la llama encendida (para el mechero de alcohol y para la vela) y espere hasta que la llama se extinga. Anote las observaciones.

2.2 USO Y MANEJO DE LA BALANZA ✓ Identifique cada una de las partes de una balanza. Limpie la balanza con un limpión o panola. Proceda a calibrar la balanza, manteniendo las tres pesas en cero de su respectiva escala. Gire el tornillo calibrador hasta que el fiel coincida en el cero o moviéndose uniformemente a los lados de la escala.

✓ Realice varias pesadas a un material indicado por el profesor (maicena, piedras, arena, etc.). Determine el promedio aritmético y la desviación estándar de los datos obtenidos.

Nota: cuando se pesen reactivos químicos es recomendable no hacerlo directamente en el platillo de la balanza. ¿Por qué?

USO Y MANEJO DEL MECHERO BUNSEN Y LA BALANZA 3. OBJETIVOS. ✓ Aprender a identificarlas diferentes partes del Mechero de Bunsen. ✓ Conocer e identificar cada una de las zonas de la llama. ✓ Identificar las partes de una balanza y hacer mediciones de la masa de los cuerpos.

4. MARCO TEORICO. Un mechero o quemador Bunsen es un instrumento utilizado en laboratorios científicos que se usa siempre que se requiere contar con una fuente de calor, ya sea para producir, acelerar una reacción química, calentar, efectuar un cambio físico y esterilizar muestras o reactivos químicos. Se utiliza mucho en los laboratorios debido a que proporciona una llama caliente, constante, sin humo y que no produzca depósitos de hollín al calentar objetos. Debe su nombre al químico alemán Robert Wilhelm Bunsen (1811-1899), que adaptó el concepto de William Faraday del quemador de gas en 1855 y popularizó su uso. El quemador tiene una base pesada en la que se introduce el suministro de gas. En la parte inferior del tubo vertical por el que el gas fluye atravesando un pequeño agujero en el fondo de tubo y un anillo metálico móvil o collarín también horadado. Ajustando la posición relativa de estos orificios (cuerpo del tubo y collarín respectivamente), los cuales pueden ser esféricos o rectangulares, se logra regular el flujo de aire (gracias al efecto Venturi) que aporta el oxígeno necesario proporcionando una mezcla inflamable a la salida delos gases en la parte superior del tubo donde se produce la combustión conformación de llama en la boca o parte superior del tubo vertical. La cantidad de gas y por lo tanto de calor de la llama puede controlarse ajustando el tamaño del agujero en la base del tubo. Si se permite el paso de más aire para su mezcla con el gas la llama arde a mayor temperatura

USO Y MANEJO DEL MECHERO BUNSEN Y LA BALANZA (apareciendo con un color azul). Si los agujeros laterales están cerrados el gas solo se mezcla con el oxígeno atmosférico en el punto superior de la combustión ardiendo con menor eficacia y produciendo una llama de temperatura más fría y color rojizo o amarillento. Cuando el quemador se ajusta para producir llamas de alta temperatura éstas, de color azulado, pueden llegar a ser invisibles contra un fondo uniforme. El calor originado por la combustión de un gas, que podría ser gas de hulla, gas natural, acetileno, propano o butano; según el diseño del mechero y de acuerdo con las necesidades. (Torres et al. 2010).

4.1 TIPOS DE COMBUSTIÓN 4.2 COMBUSTIÓN COMPLETA: Cuando una sustancia orgánica al reaccionar con el oxígeno el producto resultante es sólo CO2 y H2O esto es, la combustión completa y se produce cuando el total del combustible reacciona con el oxígeno. La ecuación puede balancearse, los productos de esta combustión son solamente: CO2, H2O, O2 y N2La combustión se denomina completa o perfecta, cuando toda la parte combustible se ha oxidado al máximo, es decir, no quedan residuos de combustible sin quemar y no se encontrarán sustancias combustibles en los humos o gases de combustión. (Villaflor et al. 2008). 4.3 COMBUSTIÓN INCOMPLETA Este tipo de reacción se caracteriza por la presencia de sustancias combustibles o también llamados quemados en los humos o gases de combustión. Estas sustancias generalmente son carbono como hollín, CO, H2O y también pueden aparecer pequeñas cantidades de los hidrocarburos que se utilizan como combustibles. En el caso de la reacción de combustión en la

USO Y MANEJO DEL MECHERO BUNSEN Y LA BALANZA que se produce únicamente CO en los gases de combustión, se conoce con el nombre de Combustión de Oswald y la reacción que produce CO y H2O se conoce como Combustión de Kissel. se produce la combustión de un inflamable en una atmósfera rica en oxígeno, se observa una emisión de luz, que puede llegar a ser intensa, denominada llama (más culto, flama). La llama es provocada por la emisión de energía de los átomos de algunas partículas que se encuentran en los gases de la combustión, al ser excitados por el intenso calor generado en este tipo de reacciones. Las llamas se originan en reacciones muy exotérmicas y desprenden gran cantidad de energía en forma de calor y están constituidas por mezclas. (Pastor J y Hortal J. 1990). 4.4 CLASES DE LLAMAS ✓ LLAMA NO LUMINOSA: Se consigue debido a un adecuado contacto entre aire y gas antes de efectuarse la combustión completa, de tal manera que casi no hay partículas sólidas incandescentes; porque la combustión es completa y existe un exceso de oxígeno y se producen altas temperaturas (zona oxidante). Cuando la entrada de aire está abierta, la llama es de color verde – azulado. Esta llama produce gran cantidad de energía a comparación de la llama luminosa, alcanza temperaturas hasta 1300 ºC y en algunos casos 1500 ºC. (Sánchez G. 2014). ✓ LLAMA LUMINOSA: La llama de un mechero es luminosa cuando la entrada de aire está cerrada porque el aire que entra en el quemador es insuficiente y el gas no se mezcla con el oxígeno en la base del mechero, por lo tanto, solo se quema el gas produciendo una llama de color amarillo y humeante. Emite luz porque contiene partículas sólidas que se vuelven incandescentes debido a la alta temperatura que soportan. Este tipo de llama produce gran

USO Y MANEJO DEL MECHERO BUNSEN Y LA BALANZA pérdida de calor y se genera en una combustión incompleta. Alcanza temperaturas hasta 900ºC. (Herrera P. 2012). ✓ ZONA FRÍA (CONO FRÍO): Es la zona de color oscuro formado por una mezcla de aire y gases sin quemar donde no llega el oxígeno. Alcanza hasta 300 ºC. Cono Interno: Es donde se produce las reacciones iniciales necesarias para la combustión. Alcanza hasta 600 ºC. Cono Externo: Constituido por los productos de combustión; donde se encuentra la más alta temperatura de la llama. Alcanza hasta 1500 ºC. La forma de la llama nos indica si la combustión es rica o pobre. (Prada P. 2009).

4.5 LA BALANZA Es un instrumento muy utilizado en un laboratorio, se emplea para medir o pesar la masa de un objeto. En el laboratorio es fundamental debido a que nos permite realizar análisis de muestras de acuerdo con los datos arrojados. Existen diversos tipos de balanza y estas se diferencian entre sí de acuerdo con su diseño, funcionamiento y a la sensibilidad que poseen, la más empleada es la balanza analítica. Llamamos sensibilidad o resolución de una balanza a la menor cantidad que es capaz de apreciar y medir. La balanza analítica es una de balanza que permite hacer pesajes con gran rapidez y exactitud, los datos arrojados son muchos más específicos. Su característica más importante es que poseen un margen de error muy bajo, lo que la hace ideal para usar en mediciones muy precisas. Las balanzas analíticas generalmente son digitales, y algunas pueden desplegar la información indistintos sistemas de unidades; por ejemplo, se puede mostrar la masa de una sustancia en gramos, con una precisión de 0,00001 g (0,01 mg). Es importante aclarar que la exactitud y la precisión son dos conceptos diferentes y que deben diferenciarse y distinguirse uno del otro, pues son vitales

USO Y MANEJO DEL MECHERO BUNSEN Y LA BALANZA en el momento de realizar un análisis de calibración de balanzas. La exactitud hace referencia a cuán cerca del valor real se encuentra el valor medido; en cambio la precisión es la dispersión del conjunto de valores obtenidos de mediciones repetidas de una magnitud. Cuanto menor es la dispersión mayor la precisión. A continuación, se observan dos tipos de balanzas analíticas, las cuales se diferencian porque una de ellas (balanza de la izquierda) posee cabinas haciendo que los datos sean menos susceptibles a los cambios externos y la otra (balanza de la derecha) por no tener nada que la proteja la hace más susceptible a los fenómenos externos haciendo que varíen los datos, esta arroja menos cifras significativas. (Soriano y Hernández. 2002)

5. MATERIALES Y EQUIPOS ✓ Mechero de bunsen ✓ Fosforo ✓ 1 capsula de porcelana ✓ Lamina de cartón ✓ 1 pinza para crisol ✓ Balanza ✓ 1 beaker de 500ml ✓ Mechero de alcohol ✓ Vela de cera

USO Y MANEJO DEL MECHERO BUNSEN Y LA BALANZA 6. ANALISIS Y RESULTADOS 6.1 MECHERO DE BUNSEN Se examinó cuidadosamente el mechero de bunsen, manejando cada válvula con precaución antes de conectar el mechero a la toma de gas, la llave del suministro de gas y la respectiva llave del mechero. Luego se conectó el mechero por medio de la manguera de caucho a la llave de gas, se cierra la entrada de aire del mechero.

Se encendió la llama del mechero primero con las ventanas cerradas y luego con las ventanas abiertas, se observó que las llamas eran distintas. Mechero con las ventanas cerradas.

Mechero con las ventanas abiertas.

USO Y MANEJO DEL MECHERO BUNSEN Y LA BALANZA Se puso a calentar una cápsula de porcelana sobre la llama con las ventanas cerradas y se observa que, después de un tiempo hay hollín en la parte inferior de la cápsula, el mismo procedimiento se hizo, pero esta vez con las ventanas del mechero abiertas, y al quitar la cápsula se observa que el hollín ya no se encontraba presente en la parte inferior de la cápsula. Cápsula de porcelana cuando se retiró del mechero con las ventanas abiertas, esto se debe a que con las ventanas abiertas la entrada de O2 era posible, y el hollín que estaba concentrado en la parte inferior de la cápsula va desapareciendo lentamente porque aquí la combustión se daba de forma completa, caso contrario cuando se calienta con el mechero con ventanas cerradas pues este al no dejar pasar el O2 crea una llama luminosa la cual produce mucho hollín que puede acumularse y observarse. A continuación, se usó una cartulina para obtener la fotografía de la llama, esto se hace poniendo horizontalmente la cartulina en medio de esta, soplamos y la parte quemada es la huella que dejó la llama en la fotografía. La marca que queda tiene una forma cónica, por lo tanto, la llama también lo es.

USO Y MANEJO DEL MECHERO BUNSEN Y LA BALANZA Se usó una lámina de aluminio de manera vertical que pasara en medio de la llama a distintas alturas con ayuda de las pinzas y a x altura se puede observar por el calor de cada fase, la marca en la lámina de cobre.

Después se procedió a colocar fósforos en las distintas fases de la llama y se observó que entre más alto se ponía el fósforo en la llama, más rápido este se prendía o quemaba, debido a que, en la llama, cada fase superior a la otra es más oxidante. Al apagar el mechero se procedió primero a cerrar la llave principal del gas ya que si no se cierra y el mechero se apaga el gas sale y es perjudicial para la salud o puede ocasionar accidentes, se procede a cerrar la llave principal para que el gas restante en el tubo sea consumido por la llama hasta que se apague. gaseoso (mechero de bunsen, el cuál su combustible es el propanol que pasa por el tubo) Nota: se observó que en el laboratorio se puede haber 3 tipos de mecheros, cada uno de ellos usa como combustible compuestos en distintas fases de la materia: sólido (vela)

USO Y MANEJO DEL MECHERO BUNSEN Y LA BALANZA Ya que para que exista combustión se necesita una chispa, combustible y O2, al poner un recipiente que cubra la vela la llama consumirá todo el O disponible y cuando este se agote se ahogara la llama.

Liquido (mechero de alcohol)

El mechero de alcohol tiene un combustible líquido (etanol), en donde se presenta capilaridad ya que esta cualidad que posee una sustancia de absorber a otra., permite que se consuma lentamente el alcohol.

USO Y MANEJO DEL MECHERO BUNSEN Y LA BALANZA 6.2 Balanza granataria Se identificaron las partes de la balanza, además se le realizo una limpieza con la panola para proceder a calibrar la balanza y de esta manera comenzar con los pesajes de las distintas masas.

MECHERO MASAS M1

128,7 g

M2

128,5 g

M3

128,7 g

𝑚𝑝𝑖𝑒𝑑𝑟𝑎 =

128,7 𝑔 + 128,5 𝑔 + 128,7 𝑔 3 = 128,56 𝑔

PEDAZO DE HIERRO (VARILLA) MASAS M1

13,0 g

M2

13,1 g

M3

12,9 g

𝑚𝑝𝑖𝑒𝑑𝑟𝑎 =

13,0 𝑔 + 13,1 𝑔 + 12,9 𝑔 = 13,0 𝑔 3

CRISOL MASAS M1

29,7 g

M2

29,8 g

M3

29,8 g

𝑚𝑝𝑖𝑒𝑑𝑟𝑎 =

29,7 𝑔 + 29,8 𝑔 + 29,8 𝑔 = 29,73 𝑔 3

USO Y MANEJO DEL MECHERO BUNSEN Y LA BALANZA 7. CUESTIONARIO ¿Porque es luminosa la llama del mechero cuando las entradas del aire están cerradas? Explique Porque la combustión es incompleta, ya que si los agujeros laterales están cerrados el gas solo se mezcla con el oxigeno atmosférico en el punto superior de la combustión ardiendo con menor eficiencia y produciendo una llama de temperatura mas fría y color rojizo amarillento, la cual es luminosa debía a pequeñas partículas de hollín incandescentes. ¿Que sucedió en el exterior de la capsula de porcelana? Explique La capsula de porcelana se ahumó, esto se produce cuando la entrada de aire se cierra, ya que no ingresa la cantidad necesaria de aire produciendo una llama amarilla. Muchas veces con humo y pueden ser que se vean como pequeñas chispas de carbono que no se quemo totalmente, estas son las características típicas de la combustión incompleta. El carbono que no se quema se desperdicia y produce humo y hollín, esta llama no tiene temperatura demasiada alta. ¿En qué zona de la llama se quemó primero el palillo de fosforo? Explique Se quemo primero en la llama superior, en este como externo se encuentra la más alta temperatura de la llama donde se puede alcanzar hasta los 1500C. ¿Porque la llama tiene forma cónica? Porque la fuente o comburente de donde proviene la llama es más caliente que la planta, que disminuye conforme se va alejando de la fuente y se va haciendo más fría hasta desaparecer su forma, y la punta siempre esta hacia arriba por la ley de la gravedad, el calor que proviene de la

USO Y MANEJO DEL MECHERO BUNSEN Y LA BALANZA llama es más ligera que el aire que la rodea, así que sus átomos están más separados entre sí y tienen menos densidad, por eso trata de subir sobre el aire que tiene sus átomos mas juntos y por consiguiente es más denso. ¿Cómo funciona la lámpara de alcohol y como es la llama? Explique Consiste en un recipiente de vidrio donde se coloca el alcohol y la tapa tiene una mecha, por donde el alcohol sube por capilaridad, se enciende la parte superior de la mecha y el alcohol que es inflamable, se prende y se va consumiendo lentamente, la llama de azul y por supuesto calor. ¿Porque no se quema la mezcla del mechero de alcohol o lo hace muy lentamente? El alcohol sube por capilaridad, lo que se quema es solo el alcohol, debido a la volatilidad de este, la llama no llega a la mezcla. De las explicaciones para los diferentes fenómenos observados MECHERO V.A

USO Y MANEJO DEL MECHERO BUNSEN Y LA BALANZA Cuando las válvulas están abiertas la combustión es completa ya que hay igual concentración de oxigeno y gas. MECHEROS V.C

Cuando las válvulas están cerradas la combustión es incompleta ya que se ingresa la cantidad de aire necesario. CARTULINA

Se forma cónico es gracias al comburente 1. No llega oxigeno 2. Poco oxigeno