Practica 2. Separación de los componentes de una mezcla PDF

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Se distinguen los tipos de separaciones de mezclas así como sus componentes...

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE QUÍMICA LABORATORIO DE QUÍMICA GENERAL I

INFORME DE LA PRÁCTICA 2 SEPARACIÓN DE LOS COMPONENTES DE UNA MEZCLA

EQUIPO 701 AGUILAR BLADINIERES EMILIO ADOLFO AVELAR BENITEZ MAILON DE JESUS BERNABE SERRATO ANGEL OSVALDO BEST PALMA JESUS RICARDO

MAESTRA: SILVIA GRACIELA DAVILA MANZANILLA

A 3 DE NOVIEMBRE DE 2020

Antecedentes La química estudia la materia y los cambios que esta experimenta. Definimos la materia como todo aquello que tiene masa y ocupa un espacio.La materia puede clasificarse en sustancias o mezclas. Una sustancia es una forma de materia que tiene una composición definida (constante), es decir, que no varía de una muestra a otra y posee propiedades distintivas. Las sustancias pueden ser elementos o compuestos Un elemento es una sustancia que no se puede separar en otras más sencillas; en el nivel molecular, cada elemento se compone de un solo tipo de átomo, es decir, las sustancias formadas por moléculas compuestas por átomos iguales, también son consideradas elementos. Un compuesto es una sustancia formada por átomos de dos o más elementos unidos químicamente en proporciones fijas. Un compuesto solo puede ser separado en sustancias más sencillas por métodos químicos. Una mezcla es una combinación de dos o más sustancias en la que éstas conservan sus propiedades distintivas, además de que no poseen una composición constante. Las mezclas se pueden clasificar en heterogéneas y homogéneas. Una mezcla heterogénea es aquella en la que la composición de la mezcla no es uniforme, es decir que tanto su composición, así como las propiedades y el aspecto, no es el mismo en todos sus puntos. Además este tipo de mezcla se encuentra en más de una fase. Mientras que una mezcla homogénea la composición es uniforme en todos sus puntos, y se encuentra en una sola fase. Ya sea una mezcla homogénea o heterogénea, se puede separar en sus componentes puros por medios físicos, sin alterar la identidad de los componentes. Casi toda la materia que nos rodea está en forma de mezclas, por ejemplo las aleaciones de acero y bronce son un ejemplo de una mezcla homogénea de sólidos. El gas en una botella de refresco, una nube e incluso una clara de huevo batida, son ejemplos de una mezcla homogénea entre un gas y un líquido. También podemos ver como un insecticida representa claramente la mezcla homogénea de un gas con otro gas. Ya por último la representación de una mezcla homogénea de un líquido con otro líquido en nuestra vida diaria seria el perfume Hay ocasiones en las que necesitamos obtener cada uno de los componentes de la mezcla con la que estemos trabajando, para ello existen los métodos de separación como por ejemplo: ● Evaporación: Nos permite separar una mezcla homogénea en la cual se encuentra un sólido en un líquido. Este método de separación físico se basa en que el punto de ebullición del líquido es menor al punto de fusión del sólido, de manera que provoquemos que el líquido se evapore , dejando al sólido en el fondo del recipiente. Este método lo utilizamos cuando no nos interesa recuperar el líquido que se evaporó. ● Destilación: Este método nos ayuda cuando queremos separar dos o más líquidos miscibles con diferente punto de ebullición o también una mezcla de un sólido en

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líquido (si queremos recuperar tanto el líquido como el sólido). Para poder realizar este método es necesario el equipo adecuado de destilación. En este se coloca la mezcla la cual se va a calentar, la sustancia con el punto de ebullición más bajo es el que se evaporara y pasar por el refrigerante, provocando que se condense y se almacene en un recipiente; y así hasta haber separado todos los componentes de la mezcla. Decantación:Nos va a permitir separar dos líquidos con diferentes densidades o una mezcla constituida por un sólido insoluble en un líquido. Si trabajamos con la mezcla del sólido y el líquido dejamos reposar la mezcla así el sólido se va a precipitar al fondo del recipiente ya nadamas va a hacer falta retirar el líquido pasándolo a otro recipiente. Si trabajamos con la mezcla de los dos líquidos, colocamos la mezcla en un embudo de decantación, la dejamos reposar así la mezcla reposara en dos fases, obteniendo que el líquido más denso quede en la parte inferior del embudo y con la ayuda de la llave permitir que el líquido salga del embudo hacia un nuevo recipiente y cerramos la llave para que no salga el otro líquido. Imantación: Con este método lograremos separar con ayuda de un imán los componentes de una mezcla que contenga un material magnético y uno que no lo sea. Se realiza pasando el imán a través de la mezcla para que se adhiera al imán el material magnético

Objetivo General ●

Relacionar las propiedades de las sustancias, las características y los métodos para llevar a cabo la separación de una mezcla.

Objetivos Particulares ● ● ● ● ●

Separar de manera adecuada las sustancias presentes en una mezcla. Reconocer los cambios de estados que presentan las sustancias al ser separadas en una mezcla. Detectar los puntos críticos, que pueden causar errores, en la separación de una mezcla. Calcular el %m/m de cada componente de la mezcla. Obtener el porcentaje de error del proceso de separación.

Material y reactivos ● ● ● ● ● ● ●

Dióxido de silicio. Yodo. Cloruro de sodio. Nitrato de potasio. Bicarbonato de sodio. Sulfato de cobre (II) Hierro metálico.

Metodología 1. Se realizó la búsqueda de las características de las sustancias en las hojas de seguridad que se consideraron necesarios para la práctica. Dióxido de Silicio: ● Fórmula Química: SiO2 ● Masa molar: 60.08 g/ mol ● Punto de fusión: 1700 °C ● Punto de ebullición: 2230 °C Yodo: ● ● ● ● ●

Fórmula Química: I2 Masa molar: 253.81 g/mol Punto de fusión: 114 °C Punto de ebullición: 184 °C Solubilidad en agua: 0.3 g/L (20°C)

Cloruro de sodio: ● Fórmula Química: NaCl ● Masa molar: 58.4 g/mol ● Punto de fusión: 804 °C ● Punto de ebullición: 1413 °C ● Solubilidad en agua: 360 g/L (20°C) Nitrato de potasio: ● Fórmula Química: KN03 ● Masa molar: 101.11 G/MOL ● Punto de fusión: 333 °C ● Punto de ebullición: 400 °C ● Solubilidad en agua: 360 g/L Bicarbonato de sodio: ● Fórmula Química: NaHCO3 ● Masa molar:84 g/mol ● Punto de fusión: 109 °C ● Punto de ebullición: se descompone ● Solubilidad en agua: 96 g/L (20°C)

Sulfato de cobre (II): ● Fórmula Química: CuSO4*5H20 ● Masa molar:249.456 g/mol ● Punto de fusión: 110°C ● Punto de ebullición: 649.85°C

Cloruro de amonio: ● Fórmula Química: NH4Cl ● Masa molar:53.49 g/mol ● Punto de fusión: 338°C ● Solubilidad en agua: 372 g/L (20°C) Hierro metálico: ● Fórmula Química: Fe ● Masa molar: 55.845g/mol ● Punto de fusión: 1535°C ● Punto de ebullición: 3000°C ● Solubilidad en agua: Insoluble 2. En base a los datos obtenidos en las hojas de seguridad separamos los residuos que no se pueden desechar debido a que necesitan un tratamiento de los que sí se pueden desechar. Sustancia

Características

Dióxido de Silicio

El material que no se puede recuperar o reciclar, se debe manejar como producto peligroso, ya que puede exhibir unas o más características de desechos peligrosos y requerir análisis apropiado para determinar los requisitos específicos de la disposición.

Desechable

No desechable

×

Yodo

Requiere tratamiento

×

Cloruro de sodio

Es mutagénico para las células somáticas de los mamíferos. Es mutagénico para bacterias y levaduras.

×

Nitrato de potasio Bicarbonato de sodio

Requiere tratamiento Requiere tratamiento

× ×

Sulfato de cobre (II)

Requiere un tratamiento especial.

×

Cloruro de amonio

No se puede desechar por el desagüe.

×

Hierro

No se puede desechar por el desagüe.

×

Resultados

Experimento

1

Masa Mezcla:0.516 g Sustanci a

masa

NaCl

Experimento

2

Masa Mezcla:0.526 g %m/ m

masa

0.180 g

34.9

I2

0.125 g

SiO2

0.237 g

Experimento

3

Masa Mezcla:0.539 g %m/ masa m

%m/ m

%m/m

0.171 g

32.5 0.150 g

27.8

31.73

24.2

0.126 g

24

0.131 g

24.3

24.16

45.9

0.257 g

48.9 0.241 g

44.7

46.2

Promedi o

En la tabla anterior se puede apreciar una pérdida de cada mezcla esto se debe a los distintos procesos de separación por los que se somete cada compuesto.Esto se refleja en el promedio de %m/m del NaCl es 31.73, el I2 es de 24.16 y el SiO2 es de 46. Con esto nos damos cuenta que en ningun metodo de separacion de nuestra tabla logramos el %100,pero, esto es imposible en cualquier experimento.

Conclusión Los métodos de separación físicos permiten separar una mezcla de forma que se hace uso de las mismas propiedades que posee cada componente en la mezcla, se aprovechan propiedades como su densidad , su punto de fusión, su solubilidad, su magnetismo, su punto de ebullición , etc. Las cualidades de dicha sustancia va a hacer que sea distinta a las demás , y así permitir que sea separada del resto de la mezcla. Se llevó a cabo la separación de la mezcla, en este caso conformada por NaCl, yodo y dióxido de silicio, se aprovecharon las cualidades de las sustancias y gracias a la

sublimación y a la deposición fue que pudimos separar al yodo de la mezcla, posteriormente la solubilidad de las sustancias restantes en el agua destilada fue lo que nos ayudó a poder filtrar y obtener el dióxido de silicio, finalmente la evaporación del agua fue lo que nos ayudó a obtener el cloruro de sodio . Se obtuvo que % m/m promedio fue de 102.39, lo cual significa que hubo un percance con los puntos críticos y por lo tanto la desviación de nuestros resultado es mayor al ideal.

Referencias ● Brown, T. L., Lemay, H. E., & Bursten, B. E. (2004). Química: La ciencia central (9.a ed.). Pearson Education. ● Coordinación de Universidad Abierta, Innovación Educativa y Educación a Distancia de la UNAM. (s. f.). Métodos de separación de mezclas - Unidad de Apoyo Para el Aprendizaje. B@UNAM. Recuperado 2 de noviembre de 2020, de http://uapas2.bunam.unam.mx/ciencias/metodo_separacion_mezclas/ ● Chang, R., & Kenneth, A. G. (2017). Química (12.a ed.). McGraw-Hill Education....