Sistemas Materiales 1 PDF

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Trabajo práctico de Sistemas Materiales del laboratorio de Quimica...

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CUESTIONARIO 1) ¿Puede existir un sistema heterogéneo formado por una misma sustancia? Justifique su respuesta. Sí, debido que para que un sistema sea heterogéneo debe tener más de una fase, sin importar si provienen de una misma sustancia. Por ejemplo, el agua y el hielo pertenecen a la misma sustancia, sin embargo al estar en distintos estados, es decir, en distintas fases, conforman un sistema heterogéneo. 2) Indique si son ciertas las siguientes afirmaciones justificando en cada caso: a) Las propiedades intensivas de las soluciones dependen de su composición. La afirmación es verdadera porque las sustancias que forman una solución determinan sus propiedades intensivas y éstas varían según la proporción de cada sustancia. Por ejemplo, el color (propiedad intensiva) de un café con leche varía según la proporción de leche con respecto al café que se agrega. b) Los métodos de fraccionamiento permiten separar los componentes de soluciones. La afirmación es verdadera ya que los métodos de fraccionamiento como destilación y cristalización, nos permiten separar los componentes de una solución. Por ejemplo, la destilación se basa en hervir el componente volátil (pasar a vapor el de menor punto de ebullición) y recogerlo condensado por enfriamiento, un ejemplo de ello es el caso de agua y alcohol. c) Una sustancia compuesta es un sistema heterogéneo ya que está formado por varios elementos. La afirmación es falsa ya que una sustancia es un sistema homogéneo formado por un solo componente, cuya composición es variable. El agua es un ejemplo de esto ya que se encuentra formada por hidrógeno y oxígeno (sustancia compuesta), pero no se distinguen fases. d) Cada fase en un sistema heterogéneo es un sistema homogéneo. La afirmación es verdadera puesto que un sistema heterogéneo está compuesto por dos o más fases y cada una de estas fases es un sistema homogéneo. e) En un sistema heterogéneo una fase es lo mismo que un componente. La afirmación es falsa porque un sistema heterogéneo formado por agua y hielo posee el mismo componente en dos fases, el agua en estado líquido y en estado sólido. 3) Indique cuáles de los siguientes sistemas son homogéneos y cuáles heterogéneos. En los sistemas heterogéneos indique cuántas fases tienen y cuáles son y cuántos componentes tiene y cuales son: Sistemas Homogéneos: - Agua líquida - Agua salada

Sistemas Heterogéneos: - Hielo y agua líquida: presenta dos fases (agua líquida y agua en estado sólido) y tiene un solo componente (agua). - Agua líquida y aceite: presenta dos fases (agua líquida y aceite) y tiene dos componentes (agua y aceite). - Agua líquida y plomo: presenta dos fases (agua líquida y plomo) y tiene dos componentes (agua y plomo). - Agua salada, sal sin disolver y trozos de hielo: presenta tres fases (agua salada, sal y hielo) y tiene dos componentes (agua y sal) - Clavos de hierro, limaduras de hierro y sal: presenta tres fases (clavos, limaduras y sal) y tiene dos componentes (hierro y sal). 4) ¿Por qué se dice que la salmuera se fracciona por destilación y el agua no? La salmuera se fracciona por destilación debido a que es una mezcla compuesta por agua (H2O) y cloruro de sodio (NaCl), y como estos 2 componentes tienen distintos puntos de ebullición, mediante el proceso de destilación el agua se evapora y deja como resultado NaCl cristalizado, obteniendo la separación de los componentes. Si deseamos utilizar destilación fraccionada en el agua, que es una sustancia pura, no obtendremos resultado ya que el agua se evaporaría. 5) La propiedad intensiva es un criterio para diferenciar: a) Una sustancia pura simple de una compuesta. b) Metales de no metales. c) Un sistema homogéneo de uno heterogéneo. d) Una solución de una sustancia pura. La propiedad intensiva es un criterio para diferenciar un sistema homogéneo de uno heterogéneo porque los sistemas homogéneos son aquellos que posee las mismas propiedades intensivas en todos sus puntos y los heterogéneos presentan variaciones de por lo menos una propiedad intensiva en alguna de sus porciones. 6) El agua de mar es sometida a un proceso de destilación. La operación realizada es: a) Una descomposición. b) Un fraccionamiento. c) Un proceso de enfriamiento. d) Una transformación química. La operación que se realiza para el proceso de destilación es de fraccionamiento. 7) Entre las propiedades propuestas a continuación señale con una E las extensivas y con I las intensivas. Densidad I Olor I Punto de ebullición I Peso E Sabor I Masa E Volumen E Punto de fusión I Peso específico I

8) Analizando las experiencias realizadas. EXPERIENCIA N°1 a) ¿Qué tipo de análisis químico se realizó cualitativo o cuantitativo? Justifique. El análisis químico que se realizó es cuantitativo, pues se tomaron en cuenta la masa de los elementos que conforman el sistema heterogéneo. Analizamos los datos de manera numérica, y utilizamos la estadística para saber cuánto representaba cada material en el sistema. b) ¿A qué se atribuyen las pérdidas durante la experiencia? Las pérdidas durante la experiencia se atribuyen a: - Las pruebas realizadas con el nitrato de plata para verificar existencia de cloruro de sodio en la arena. - Error en la medición (pesaje) de los elementos. c) ¿Por qué se debe lavar con agua destilada en vez de agua de la canilla? Se utiliza el agua destilada ya que en esta no presenta sal de ningún tipo, por lo que no contaminaría la mezcla a revisar, en cambio, el agua de la canilla presenta sales tales como el magnesio, calcio, cloro, etc. Por lo que alteraría la sustancia a analizar. d) Enumere las transformaciones que se produjeron y clasifíquenlas en físicas o químicas. FÍSICAS: - Filtración: para la separación de la arena y la sal, poniendo en un papel de filtrado la arena con la sal mezclado en agua destilada para poder separar la sal de la arena. - Utilizando el imán para la separación de hierro (Fe) del sistema QUÍMICAS: - Cristalización: Evaporamos el agua para poder obtener la sal que había disuelta en ella. Nos quedó la sal en el cristalizador y el agua se evaporó. - Calcinación: Separamos la arena, el agua y el papel de filtrar, a través de este proceso, quedando únicamente la arena, que era lo que necesitábamos. - Agregamos nitrato de plata para poder observar si aún quedaba sal en la arena durante el filtrado. EXPERIENCIA N°2 a) ¿Cuál de los dos componentes se encuentra en la parte superior de la ampolla de decantación? ¿Por qué? El líquido que se mantiene en la parte superior es el aceite. La explicación de por qué el agua está abajo es que es más pesada que el aceite o, en otras palabras, posee más densidad. Y el aceite, como es menos denso, se mantiene arriba. b) ¿Cómo crees que se debe ubicar la ampolla y el vaso de precipitados para que escurra mejor el líquido? En la experiencia, colocamos la ampolla en un aro de acero que la sostenía, y colocamos el vaso de precipitados justo debajo de la apertura inferior de la ampolla. c) ¿Cuál es la composición centesimal de la mezcla? (Realice los cálculos). - Composición centesimal de la mezcla: H2O + C2Cl4 - Masa molecular H2 (2g) + O (16g)= 18g C2 (24g) + Cl4 (142g)= 166g 18g + 166g = 184g

- Composición centesimal H2 2g %H = (2/184) . 100 = 1,09% O 16g %O = (16/184) . 100 = 8,7% C2 24g %C = (24/184) . 100 = 13,04% Cl4 142g %Cl= (142/184) . 100 = 77,17% EXPERIENCIA N°3 a) Teniendo en cuenta los puntos de ebullición del agua y del etanol analice ¿Por qué es mejor realizar la destilación fraccionada en lugar de una destilación simple? Se debe a que en la destilación fraccionada se usa una columna de fraccionamiento, que es una columna de vidrio, y en su interior tiene un empaquetamiento, generalmente son como discos de vidrio. Cuando el líquido comienza a evaporarse, el vapor asciende y se encuentra con el empaquetamiento y se condensa sobre él. Como se sigue calentando, esas gotas se vuelven a evaporar y ascienden hasta encontrarse con otros discos, y se condensan nuevamente. Así se repite el proceso evaporación-condensación, hasta que el líquido sube lo suficiente como para alcanzar el refrigerante, donde se condensa y cae hacia el matraz colector. Esos ciclos de evaporación-condensación equivalen a múltiples destilaciones simples, por lo que en la fraccionada se obtiene una eficacia mucho mayor que en la simple. b) En una destilación fraccionada ¿qué función cumple la columna de fraccionamiento? Se utiliza en la destilación de mezclas de líquidos para separar la mezcla en sus componentes o fracciones, en base a las diferencias en su volatilidad. Además se utiliza para separar la mezcla al permitir que los vapores mixtos para enfriar, condensar y evaporar de nuevo de acuerdo con la ley de Raoult. En el ciclo de evaporación, los vapores se enriquecen en un determinado componente. A mayor superficie permite más ciclos, la mejora de la separación. c) ¿Porque el bulbo del termómetro se debe colocar en la boca de la salida lateral que se conecta con el tubo refrigerante? Porque es el punto en el cual la sustancia que se evapora alcanza su temperatura exacta en la cual pasa de líquido a gas, o sea su punto de ebullición....