Practico 1 QUIM 118 - LABORATORIO Nº 1 MEDICIONES GRAVIMETRICAS, VOLUMÉTRICAS Y DETERMINACION DE PDF

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Universidad Andrés BelloFacultad de Ciencias Exactas Departamento deCiencias QuímicasLABORATORIO Nº 1MEDICIONES GRAVIMETRICAS, VOLUMÉTRICAS Y DETERMINACION DE LA DENSIDADINTRODUCCIÓNEn los experimentos químicos se realizan mediciones de distinta naturaleza y con diversos instrumentos. Las mediciones...

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Universidad Andrés Bello Facultad de Ciencias Exactas Departamento de Ciencias Químicas LABORATORIO Nº 1 MEDICIONES GRAVIMETRICAS, VOLUMÉTRICAS Y DETERMINACION DE LA DENSIDAD INTRODUCCIÓN En los experimentos químicos se realizan mediciones de distinta naturaleza y con diversos instrumentos. Las mediciones más comunes son las que permiten determinar la cantidad de una sustancia expresada en unidades de peso o volumen, gravimetría y volumetría respectivamente. Estas mediciones, al igual que todas, tienen siempre asociado un error que afecta el resultado final del experimento. El origen de los errores se debe a la imposibilidad de obtener medidas exactas, ya que los aparatos de medición no son absolutamente perfectos y nuestros sentidos tienen una capacidad de percepción limitada. Por lo anterior los números obtenidos a través de mediciones, son siempre inexactos. Entonces nuestro trabajo consiste en cuantificar el error, en ningún caso ignorarlo. En el anexo de esta guía se hace un tratamiento adecuado del manejo de error, así como el manejo correcto de cifras significativas. También está presente el trabajo de gráficos que usted deberá estudiar para el desarrollo óptimo de este trabajo práctico. Masa y Peso La masa de un cuerpo es una propiedad característica del mismo, y es una medida de la cantidad de materia que lo compone. La unidad del Sistema Internacional SI para la masa es el kilogramo (kg). En cambio, el peso de un cuerpo es la fuerza que su masa ejerce por efecto de la gravedad. De acuerdo a la primera ley de Newton la fuerza es el producto de la masa por la aceleración. En la Tierra la aceleración de gravedad es 9,79 m/s2. El peso se mide en Newtons (N), kg- fuerza, dinas, libras-fuerza, onzas-fuerza, etc. El kg es por tanto una unidad de masa, no de peso. Sin embargo, muchos aparatos utilizados para medir pesos (básculas, balanzas), tienen sus escalas graduadas en kg en lugar de kg-fuerza. Esto no suele representar, normalmente, ningún problema ya que 1 kg- fuerza es el peso en la superficie de la Tierra de un objeto de 1 kg de masa. Por lo tanto una persona de 60 kg de masa pesa en la superficie de la Tierra 60 kg-Fuerza. Sin embargo, la misma persona en la Luna pesaría solo 10 kg-fuerza, aunque su masa seguiría siendo de 60 kg.

Volumen El volumen de un cuerpo representa la cantidad de espacio que ocupa, y que no puede ser ocupado por otro cuerpo, ya que los cuerpos son impenetrables. Tanto el volumen, como la masa, puede medirse en muchas unidades, sobre todo dependiendo de la nación o la comarca en la que se vive. En el SI el volumen se mide en metros cúbicos (m3), y representa el volumen de un cubo que mide 1 m por cada lado. En química se usan unidades más pequeñas como el centímetro cúbico (cm3) o mililitro (mL), unidades equivalentes. Otra unidad de volumen muy utilizada es el litro L, el cual equivale a un decímetro cúbico (dm3). En 1 L hay 1000 mL o 1000 cm3. Densidad La densidad es una propiedad intensiva de la materia, es decir que no depende de la cantidad de materia y se define como la razón entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa.  (ec 1) 𝑑 = Las unidades del Si para la densidad son kilogramo por metro cúbico (kg/m3) aunque la densidad de sólidos y líquidos se suele expresar en gramos por centímetro cúbico (g/cm3) o bien gramos por mililitro (g/mL). La densidad de un cuerpo está relacionada con su flotabilidad, una sustancia flotará sobre otra si su densidad es menor. Por ejemplo, la madera flota sobre el agua y el plomo se hunde en ella. Esto se debe a que el plomo posee mayor densidad que el agua mientras que la densidad de la madera es menor. En cambio, ambas sustancias se hundirán en la gasolina, ya que posee una densidad más baja. Sistema métrico. En el sistema métrico se utilizan prefijos para indicar fracciones decimales o bien múltiplos de una unidad. Por ejemplo, hemos usado el prefijo centi para representar un centésimo de un metro cúbico (cm3), y el prefijo kilo para representar un múltiplo de mil de un kilogramo (kg). Los prefijos más utilizados aparecen en la siguiente tabla. Múltiplos x 10 2

x 10

3

x 10

Fracciones

deca da hecto h kilo

k

x 10-1

deci

d

-2

centi

c

-3

mili

m

x 10

x 10

x 106

mega M

x 10-6

micro µ

x 109

giga

G

x 10-9

nano

n

12

tera

T

x 10-12

pico

p

x 10

OBJETIVOS



Realizar mediciones de masa y volumen para determinar la densidad de diferentes materiales.



Determinar la densidad de un material mediante el método gráfico.



Determinar la identidad de una sustancia a partir de datos de densidad.



Determinar la densidad de líquidos y comparar sus valores. PARTE EXPERIMENTAL

Ingrese al sitio web https://labovirtual.blogspot.com/search/label/Densidad%282%29 y siga las instrucciones de su profesor. Actividad 1: Mediciones de la masa. a. Determine la masa de los distintos cilindros y anote los resultados en su cuaderno de protocolo en un tabla como la que se muestra a continuación: Tabla 1: Sustancia

Aluminio

Cobre

Oro

Madera

Mármol

Hierro

Masa (g)

b. Determine la masa de distintos volúmenes de un mismo material (Aluminio) y anote los resultados en su cuaderno de protocolo en un tabla como la que se muestra a continuación: Tabla 2: Volumen (cm3) Masa (g)

5

10

20

30

40

50

Actividad 2: Determinación de la densidad a. Con los datos de la tabla 1 y el volumen de los cilindros (20 cm3), determine la densidad de cada uno de los materiales a partir de la ecuación 1. Registre sus resultados en su cuaderno de protocolo, en un tabla como la que se muestra a continuación. Tabla 3 Sustancia

Aluminio

Cobre

Oro

Madera

Mármol

Hierro

Densidad (g/cm3)

b. A partir de los datos de la tabla 2, determine la densidad promedio del aluminio empleando la ecuación 1. Registe el cálculo y el valor obtenido en su cuaderno de protocolo. c. A partir de los datos de la tabla 2 construya un gráfico en Excel insertando en el eje vertical u ordenada (eje y) los datos de masa y en el eje horizontal o abscisa (eje x) los datos de volumen. Luego a partir de la pendiente de su gráfico determine la densidad del aluminio. Usted deberá obtener un gráfico como el que se muestra a continuación:

Actividad 3: Identificación de una sustancia a partir de la densidad. a. Pese el objeto desconocido en la balanza y registre su masa en su cuaderno de protocolo. b. Determine el volumen del objeto sumergiéndolo dentro de la probeta. Tenga en cuenta que el volumen del objeto será igual al volumen de agua desplazado (principio de Arquímides). Registre este valor en su cuaderno de protocolo.

c. Con la ayuda de la tabla 1, identifique a que material corresponde el objeto.

Actividad 4 : Densidad de líquidos a. Seleccione el frasco que contiene agua. Luego adicione 10 mL de agua a la bureta sobre la balanza y registre la masa obtenida en su cuaderno de protocolo. Del mismo modo, adicione 20, 30, 40 y 50 mL de agua y registre los datos de masa en su cuaderno de protocolo. Nota: No olvide restar la masa de la probeta vacía. b. Realice el mismo procedimiento para el aceite y el cloroformo. Registre los datos de masa obtenidos en una tabla del siguiente estilo. Tabla 4 Volumen (mL) Sustancia

10

20

30

40

50

Masa (g)

Masa (g)

Masa (g)

Masa (g)

Masa (g)

Agua Aceite Cloroformo c. Determine la densidad promedio de cada sustancia y registre este valor en su cuaderno de protocolo....