Reporte 3: tecnicas de filtracion, metodologia y experimento. PDF

Preview

Summary

El progreso de la técnica estos últimos años ha hecho que en los laboratorios existan nuevos
recursos que hacen el trabajo del químico más fácil y rápido, permitiendo abarcar más áreas de
análisis y observación, en este caso se utilizó la técnica de filtración al vacío y filtración por...

Description

PRACTICA # 3. TECNICAS DE FILTRACION Ruiz Rodríguez Izmir Aylin 205367 Universidad Autónoma De Ciudad Juárez, Instituto De Ciencias Biomédicas Departamento De Ciencias Químico-Biológicas, Licenciatura en QFB Laboratorio de Química General

RESUMEN El progreso de la técnica estos últimos años ha hecho que en los laboratorios existan nuevos recursos que hacen el trabajo del químico más fácil y rápido, permitiendo abarcar más áreas de análisis y observación, en este caso se utilizó la técnica de filtración al vacío y filtración por gravedad, como el método mecánico de separación de mezclas en donde se separa la disolución de nitrato férrico (Fe(NO3)3) 0.25 M, a un vaso de precipitado de la disolución de hidróxido de sodio (NaOH) 0.25 M para obtener el peso de la filtración de esta reacción. Palabras clave: técnica, filtración, análisis, separación, mezcla.

INTRODUCCION Debido a que la mayor parte de las reacciones químicas se llevan a cabo en solución acuosa, es común que se forme cualquier producto sólido que queramos dividir de la solución con la intención de desecharlo o de reunirlo cuidadosamente, secarlo y luego pesarlo, lo cual se consigue implementando una de las técnicas primordiales del laboratorio: la filtración. La filtración es un método de separación física utilizado para separar sólidos a partir de fluidos (líquidos o gases) mediante la interposición de un medio permeable capaz de retener partículas sólidas que permite únicamente el paso de líquidos. FUNDAMENTO TEORICO En las mezclas cada una de las sustancias componentes conserva su identidad y sus propiedades. Las mezclas se clasifican en: Homogéneas; están formadas por una sola fase, los componentes no se pueden observar ni distinguir a simple vista

Figura 1. Mezcla homogénea.

Heterogéneas; formadas por más de una fase y se pueden observar y distinguir a simple vista.

Figura 2. Mezcla heterogénea Si uno de los componentes de la mezcla está en mayor proporción que los otros componentes, se considera como una sustancia impura. La solubilidad es la capacidad de un solvente (el que disuelve) de disolver un soluto (el que se disuelve). A diferencia de las sustancias puras, todas las mezclas se pueden separar por métodos físicos, es decir aquellos métodos en donde se conservan las propiedades de las sustancias. A continuación, se describen distintas técnicas de filtración: Decantación: Consiste en separar dos líquidos inmiscibles o una mezcla constituida por un sólido insoluble en un líquido. El material más denso cae al fondo del envase, mientras que el más liviano permanece en la superficie.

Evaporación: Es un procedimiento utilizado para separar una sustancia disuelta en un líquido. El líquido se evapora, concentrando la disolución hasta que cristalice la sustancia disuelta. Centrifugación: Consiste en la separación de los componentes de una mezcla que tienen diferentes densidades. Se usa un aparato llamado centrifuga, que realiza un movimiento rotatorio y hace que los materiales más densos se depositen en el fondo del envase. Mientras que los más livianos permanecen en la superficie. Destilación: Consiste en separar dos líquidos con diferentes puntos de ebullición, que luego se condensan al pasar por un serpentín. El líquido con menor punto de ebullición, (el más volátil) se evapora y se separa primero. Mediante la destilación se pueden separar también una mezcla de varios líquidos con diferentes puntos de ebullición. Cromatografía: Consiste en separar mezclas cuyos componentes difieren en el grado de absorción a la superficie de un material inerte (con el que no reaccionan) Precipitación: Consiste en la formación de un compuesto insoluble (precipitado) en el seno de un líquido como producto de una reacción química, consecuencia de la adición de una

sustancia que recibe el nombre de agente precipitante.

Filtración: Se hace pasar la mezcla a través de una placa porosa o un papel de filtro, el cual retendrá al sólido llamado precipitado y el líquido denominado filtrado pasará a través del filtro hacia un recipiente. OBJETIVOS: •

Separar dos componentes de una mezcla, uno de los cuales es un sólido en suspensión en la fase liquida. La separación será realizada mediante filtración.

HIPOTESIS Ambas filtraciones retendrán correctamente el precipitado, aunque será más rápida la filtración al vacío MATERIALES Y METODOS preparación de la disolución se prepararon dos soluciones de100 ml una de nitrato férrico Fe(NO3)3 al 0.25 M y otra de hidróxido de sodio NaOH al 0.25 M técnica de filtración por gravedad se mezcló en un vaso de precipitado 15 ml de la solucion de nitrato férrico 0.25 M y 10 ml de la disolución de hidróxido de sodio 0.25 M, se agito la mezcla para luego dejarla reposar durante 5 minutos, posteriormente se recortó un papel filtro en forma circular y se dobló exactamente por la mitad y luego en cuartos para finalmente extenderlo y colocarlo en el embudo ajustándolo correctamente con agua, se vertió lentamente el líquido en el filtro manteniendo el agitador de vidrio contra el

vaso con el dedo índice y realizando enjuagues para retirar residuos en el vaso de precipitado, se colocó el cronometro para medir el tiempo de filtración, una vez filtrado se midió con una probeta el volumen de líquido utilizado para la filtración, se retiró el papel filtro del embudo y se colocó en un termoagitador para secarlo para posteriormente pesarlo. técnica de filtración al vacío se utilizó un embudo Buchner al cual se le coloco en su placa interior un círculo de papel filtro humedeciéndolo con agua destilada para su adhesión, luego se unió el embudo buchner a un matraz Kitasato. Por medio de una manguera de látex se embono la boca del matraz Kitasato a una trampa y está a una toma de vacío. posteriormente se encendió la bomba de vacío y se depositó lentamente la solucion, se midió el tiempo de filtración con un cronometro, una vez termino la filtración se extrajo el papel filtro y se colocó en un termoagitador para secarlo y posteriormente pesarlo.

Medición de los 15 ml Fe(NO3)3

Medición de 10 ml de NaOH

RESULTADOS Calcule la masa (m) de soluto necesario para preparar: a) 100 ml Fe(NO3)3.9H2O 0.25 M. 6.05 gramos de Fe(NO3)3. b) 100 ml NaOH 0.25 M 1 gramo de NaOH Mezcla del Fe(NO3)3 y NaOH

Filtración por gravedad. Peso del papel filtro en una balanza analítica fue de 0.6184 g. En un vaso de precipitados de 150 ml se preparó una mezcla, que, con una pipeta graduada de 10 ml, se transfirió 15 ml de la disolución de Fe(NO3)3 0.025 M, y con otra pipeta graduada de 10 ml se añadió 10 ml la disolución de NaOH 0.025 M poco a poco. Se agito bien y se dejó sedimentar el precipitado que se formó hasta que el producto termino de sedimentar.

Mezcla final

Se preparó el dispositivo donde se iba a llevar a cabo la filtración por gravedad, el cual consistió en un tripie, triangulo de porcelana, embudo de vidrio de tallo largo y papel filtro:

Secado del papel filtro en parrilla eléctrica Filtración al vacío El peso del papel filtro en la balanza analítica fue de 1.53 g. En un vaso de precipitados de 150 ml se preparó la mezcla con 15 ml de disolución de Fe(NO3)3 0.25 M, y 10 ml de disolución de NaOH 0.25 M, que fueron transferidos con pipetas graduadas de 10 ml. Dejándose reposar la mezcla hasta sedimentación del precipitado formado.

Dispositivo para la filtración por gravedad

Iniciada la filtración se midió el tiempo con un cronometro, finalizada la filtración se registró un tiempo de 23.75 minutos.

El dispositivo para llevar a cabo la filtración al vacío consistió en embudo Buchner, papel filtro, matraz Kitasato, manguera de látex y bomba de vacío.

Con una probeta de 100 ml se midió el volumen del filtrado, fue de 61 ml

Dispositivo para la filtración al vacío

Medición del filtrado

Finalizada la filtración por gravedad, se extrajo el papel filtro con el precipitado recuperado del embudo de vidrio, y se secó en una termoagitador a una temperatura de 25ºC y una vez seco el papel filtro se pesó en la balanza analítica obteniendo un peso de 0.6590 g. Matraz Kitasato, embudo Buchner y papel filtro

Iniciada la filtración se midió el tiempo con un cronometro, finalizada la filtración se registró un tiempo de 19.25 minutos. Con una probeta de 100 ml se midió el volumen del filtrado, que fue 71 ml

Finalizada la filtración al vacío, se extrajo el papel filtro con el precipitado recuperado del embudo Buchner, y se secó en una termoagitador a una temperatura de 25ºC y una vez seco el papel filtro se pesó en la balanza analítica obteniendo un peso de 1.5931 g. Tabla 1 Tipo de Filtración Al vacío

como fuerza impulsora la presión atmosférica al aplicar vacío en el sistema. Como se observó en la practica el sistema de filtrado al vacío es más eficiente y rápido.

Masa g Papel filtro 0.6184 g.

gravedad

0.6590 g

0.0406 g

Volumen filtrado ml 61 ml

1.5931 g

0.0631 g

71 ml

Papel filtro + solido

1.53 g

Escriba la ecuación química balanceada de la reacción que se llevó a cabo cuando se combinaron las dos soluciones. Fe(NO3)3+3NaOH=FE(OH)3+3NaNO3 En base a la reacción química anterior, calcule la masa de productos sólidos que esperarías recuperar al hacer la filtración (anotar las operaciones en la bitácora). Reportar el porcentaje de recuperación para cada una de las técnicas de filtración. Al vacío 4.06% Gravedad 6.31%

ANALISIS DE LOS RESULTADOS se puede observar que la filtración al vacío es mucho más rápida obteniendo menos residuo solido que la filtración por gravedad CONCLUSIONES La filtración es una técnica empleada para separar un sólido insoluble presente en una suspensión sólido-liquido, se hace pasar la mezcla a través de una membrana porosa para retener en esta el sólido. En este experimento se llevaron a cabo dos filtraciones, con embudo cónico usando como fuerza impulsora la gravedad y una con embudo Buhner, es una técnica que usa

Solido

Tiempo filtrado min 23.75 minutos 19.25 minutos

BIBLIOGRAFIA Tabares Martínez, P.; García Barbero, E. Análisis de los métodos de filtración. Cient. dent. (Ed. impr.) 2009, 21–28. https://pesquisa.bvsalud.org/portal/resource/pt/ibc74077 ANEXO Calcule la masa (m) de soluto necesario para preparar: a) 100 ml Fe(NO3)3.9H2O 0.25 M. m=(M)(v)(pm) m=(0.25 mol/L)(0.1 L)(242 g/mol) m=6.05 g 6.05 gramos de Fe(NO3)3. b) 100 ml NaOH 0.25 M m=(M)(v)(pm) m=(0.25 mol/L)(0.1 L)(40 g/mol) m=1 g 1 gramo de NaOH...