UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA ÁREA DE QUÍMICA Guías de Laboratorio de BQU01 Química I PDF

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE CIENCIAS ÁREA DE QUÍMICA Guías de Laboratorio de BQU01 Química I Marcelino Dávila Jose Luis Cconislla Carol Duran Jorge Rojas Jose Flores Rocio Hoyos Edwar Carpio Maria Luz La Torre Rosa Sayan Oscar Ninán 2018 - I Química 1 – BQU01 Per. Acad. 2017 -2 IN...

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE CIENCIAS

ÁREA DE QUÍMICA

Guías de Laboratorio de BQU01 Química I Marcelino Dávila Jose Luis Cconislla Carol Duran Jorge Rojas Jose Flores Rocio Hoyos Edwar Carpio Maria Luz La Torre Rosa Sayan Oscar Ninán

2018 - I

Química 1 – BQU01

Per. Acad. 2017 -2

INTRODUCCIÓN Con el objetivo de brindar a los estudiantes los materiales necesarios para desarrollar las prácticas de laboratorio se presenta esta recopilación de guías de prácticas de laboratorio revisadas por los profesores encargados del laboratorio del curso BQU01 de Química 1 para el semestre 2018 -1. Se han propuesto nuevos cuestionarios y se ha actualizado la edición. También se ha incluido una nueva sección de normas importantes de laboratorio, esta sección es de lectura obligaría. Al final de cada guía se ha incluido el formato de reporte de laboratorio que se debe desarrollar una vez acabada la práctica. En el caso de las prácticas 3 y 8 se encuentran los contenidos de informe, que será desarrollado por los estudiantes de manera grupal, y entregado a la semana siguiente. Los estudiantes podrán adjuntar al reporte páginas adicionales especialmente para desarrollar el cuestionario. Esperamos las sugerencias de docentes y estudiantes con el fin de establecer mejoras en nuestro trabajo.

Los profesores Marcelino Dávila Jose Luis Cconislla Carol Duran Jorge Rojas Maria Luz La Torre Rocio Hoyos José Flores

[email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected]

Rosa Sayan Edwar Carpio

[email protected] [email protected]

Oscar Ninán

[email protected]

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NORMAS DE SEGURIDAD EN EL LABORATORIO DE QUÍMICA PROTOCOLO DEL LABORATORIO

Todos los visitantes del Laboratorio ya sean externos o internos deben acatar las normas de seguridad. No utilizar ningún reactivo químico o equipo sin antes haber sido instruido por el Profesor responsable de la práctica de laboratorio. Mantener la mesa de trabajo ordenada y limpia. No coloque ningún envase o material en el piso. Lave todo el material antes y después de su trabajo experimental con agua corriente y luego enjuague con agua destilada. Nunca utilice la boca para pipetear algún reactivo químico. Use peras de succión o propipeta indicado. Si se tiene el cabello largo, llevarlo recogido o utilizar tocas descartables. No utilizar joyas (aretes, collares, anillos) ni llevar celulares porque pueden dañarse por contacto con algún reactivo corrosivo. No se puede comer ni beber dentro del Laboratorio. Está prohibido efectuar bromas que puedan poner en riesgo la integridad física de cualquier persona que se encuentre dentro del laboratorio.

MODO DE EMPLEO DE EXTINTORES

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REFERENCIA PARA CASOS DE EMERGENCIAS

En caso de presentarse una emergencia llamar a los siguientes números de acuerdo a la ocurrencia. ENTIDAD BOMBEROS Central de Emergencias COMISARIAS Rímac Independencia POLICIA NACIONAL Dirección Nacional de Investigación Criminal (DININCRI) Central de Emergencias Unidad de Desactivación de Explosivos (UDEX) HOSPITALES Cayetano Heredia SERVICIOS PUBLICOS Sedapal (Aquafono) Elnor SERENAZGO Rímac

TELÉFONO 116 481-0754 526-0646 5181200 105 433-3333

482-0402 317-8000 517-1717 7151024

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PRACTICA DE LABORATORIO Nº 1 SEGURIDAD EN EL LABORATORIO Y MATERIALES DE LABORATORIO I. OBJETIVOS ESPECIFICOS 1. Reconocer las normas de seguridad en el laboratorio 2. Descripción de los materiales de laboratorio que se utilizarán en las prácticas. 3. Explicar cada item que contiene un informe o reporte de laboratorio y su evaluación II.- SEGURIDAD EN EL LABORATORIO NORMAS DE SEGURIDAD EN EL LABORATORIO DE QUÍMICA En el marco de la implementación de un Sistema de Gestión de Seguridad, Salud en el Trabajo y Medio Ambiente se hace referencia de pautas y normas de Seguridad que deben ser cumplidas por los trabajadores, estudiantes y profesores que trabajen en el Laboratorio de Química. La Seguridad en el Laboratorio es de suma importancia e implica reconocer y evaluar los peligros, minimizar los riesgos, seleccionar los equipos de protección personal apropiados y realizar el trabajo experimental de una manera segura. 1. EQUIPOS DE PROTECCIÓN PERSONAL (EPP) 1.1 Lentes de protección a salpicaduras 1.2 Mandil blanco de tela gruesa, protección a salpicaduras y derrames. Zapatos totalmente cerrados. Prohibido el uso de sandalias, calzado de taco alto o calado. Guantes de nitrilo resistentes a los reactivos químicos. 2. PROTOCOLO DEL LABORATORIO 2.1 Todos los visitantes del Laboratorio ya sean externos o internos deben acatar las normas de seguridad. 2.2 No utilizar ningún reactivo químico o equipo sin antes haber sido instruido por el Profesor responsable de la práctica de laboratorio. 2.3 Mantener la mesa de trabajo ordenada y limpia. No coloque ningún envase o material en el piso. 2.4 Lave todo el material antes y después de su trabajo experimental con agua corriente y luego enjuague con agua destilada. 2.5 Nunca utilice la boca para pipetear algún reactivo químico. Use peras de succión o la propipeta indicado. 2.6 Si se tiene el cabello largo, llevarlo recogido o utilizar tocas descartables. 2.7 No utilizar joyas (aretes, collares, anillos) ni llevar celulares porque pueden dañarse por contacto con algún reactivo corrosivo. 2.8 No se puede comer ni beber dentro del Laboratorio. 2.9 Está prohibido efectuar bromas que puedan poner en riesgo la integridad física de cualquier persona que se encuentre dentro del laboratorio. 3. DISPOSICIÓN DE DESECHOS La disposición apropiada de los subproductos de reacciones, de desechos químicos y de materiales contaminados (guantes, material de vidrio quebrado), es uno de los elementos más importantes en la prevención de accidentes:

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3.1 Se utilizará los recipientes debidamente rotulados que indiquen reactivos inorgánicos, orgánicos y clorados respectivamente. 3.2 Nunca se debe desechar nada en el lavadero a menos que sean: agua y disoluciones acuosas diluidas de cloruro de sodio, azúcar, jabón etc. 3.3 Los materiales de vidrio quebrados se depositan solamente en un contenedor específico. Los termómetros rotos que contengan mercurio deben ser desechados aparte, neutralizado previamente el mercurio. 4.

REACTIVOS QUÍMICOS

4.1 La Hoja de Seguridad (MSDS) debe ser leída antes de utilizar o manipular cualquier reactivo químico. Esta hoja de seguridad describe su peligrosidad y las precauciones que se deben tomar para evitar algún daño. Frases de peligros (H) y consejos de prudencia (P) que están actualmente vigentes de acuerdo al SGA ó GHS.

4.2 4.3 4.4 4.5 4.6

El Sistema Globalmente Armonizado de Clasificación y Etiquetado de productos químicos (SGA o GHS por sus siglas en inglés) establece criterios armonizados para clasificar sustancias y mezclas con respecto a sus peligros físicos, para la salud y para el medio ambiente. Incluye además elementos armonizados para la comunicación de peligros, con requisitos sobre etiquetas, pictogramas y fichas de seguridad. Los reactivos inflamables no deben estar cerca de fuentes de calor como estufas, planchas de calentamiento, mecheros, etc. La dilución de ácidos concentrados se tiene que hacer con mucho cuidado, adicionando el ácido sobre el agua. Nunca devolver al frasco original el sobrante de reactivo. Los frascos utilizados para preparar diluciones deben estar debidamente rotulados indicando su nombre, concentración y pictograma de riesgo y precaución El rombo NFPA 704 es una forma de reconocer a un material peligroso. La norma NFPA 704 es el código que explica el "diamante de fuego" establecido por la Asociación Nacional de Protección contra el Fuego (inglés: National Fire Protection Association), utilizado para comunicar los riesgos de los materiales peligrosos. Es importante para ayudar mantener el uso seguro de productos químicos.

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4.7 Las cuatro divisiones tienen colores asociados con un significado. El azul hace referencia a los riesgos para la salud, el rojo indica el peligro de inflamabilidad y el amarillo los riesgos por reactividad: es decir, la inestabilidad del producto. A estas tres divisiones se les asigna un número de 0 (sin peligro) a 4 (peligro máximo). Por su parte, en la sección blanca pueden haber indicaciones especiales para algunos materiales, indicando que son oxidantes, corrosivos, reactivos con agua o radiactivos. 5.

EQUIPOS Y PROCEDIMIENTOS DE EMERGENCIA

Todos deben conocer: 5.1 Las zonas seguras señalizadas en el laboratorio. 5.2 Las rutas de evacuación desde el laboratorio 5.3 Los números de emergencia (bomberos, ambulancia, policía nacional). 5.4 A los miembros de la Brigada de Emergencias quienes lo orientarán como actuar. 5.5 La ubicación del lavaojos que se utilizará en caso ocurra salpicadura o proyección de reactivo químico en los ojos. Se lavarán con abundante agua por un espacio de 15 minutos con posterior atención médica. 5.6 La ubicación de las ducha de seguridad que se utilizará en caso de derrame de reactivo químico sobre el mandil de trabajo. Se procederá al retiro de la ropa contaminada y lavar las áreas del cuerpo afectadas con abundante agua por espacio de 15 minutos con posterior atención médica. 5.7 El Botiquín de Primeros Auxilios debe contar con los elementos básicos para una asistencia inmediata. 5.8 Si alguna persona está afectada por inhalación de humo o de vapores de sustancias químicas debe ser llevada a un área donde haya aire fresco y tener atención médica. 5.9 Si las sustancias químicas peligrosas han sido ingeridas, siga las instrucciones de primeros auxilios que aparecen en la etiqueta o en la Hoja de Seguridad MSDS. No se debe dar nada por la boca si la persona está inconsciente. Trate de saber que sustancia fue ingerida para que lo pueda comunicar al médico de inmediato 5.10 Los extintores deben estar ubicados en lugares de fácil acceso y libres de cualquier obstáculo. 5.11 En caso de incendio de equipos electrónicos se debe desconectar el fluido eléctrico. NO USAR AGUA.

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III.- MATERIALES DE LABORATORIO a) Se identificaran uno a uno los materiales de laboratorio entregados y se mencionaran los usos que se suelen dar a cada material y los usos que no se debe dar a los mismos. b) La participación de cada estudiante será respondiendo las preguntas formuladas por el profesor, sobre los materiales de laboratorio. c) Realice las consultas que considere convenientes.

1.-.DESCRIPCION DE LOS MATERIALES DE LABORATORIO: Para la realización de las prácticas de laboratorio, el alumno debe identificar los materiales y conocer el uso de cada uno, así como las precauciones y los cuidados que se debe de tener, Todo esto se muestra en la figura 1 y la tabla 1. Tabla 1. Materiales de laboratorio CLASIFICACIÓN SEGÚN SU USO SEGÚN SU CONSTITUCIÓN Para Para Para Madera Vidrio Plástico medición de separación calentamiento volúmenes de mezclas Probetas Embudos Crisoles Gradillas Vasos Picetas Buretas Peras Cápsulas de Soporte Tubos Probetas porcelana para embudos Pipetas Papel de Fiolas Tubos de graduadas y filtro ensayo volumétricas Fiolas Tamices Probetas Vasos de metálicos tecnopor con tapa Vasos de Lunas de precipitado Reloj .IDENTIFICACIÓN DE MATERIALES Y REACTIVOS PARA PRACTICAS DE QUÍMICA I:

Materiales metálicos: Soporte Universal, Pinza de metal para tubos de ensayo, Pinza de metal para vasos de precipitados(recubierto con aislante), Pinza de tres terminales con nuez incluido, Aro metálico de 15 cm de diámetro, nuez con dos vías para asegurar la pinza al soporte universal, Rejilla metálica con centro 8

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cerámico, Mechero Bunsen adaptada con manguera, Trípode, Elevador 20x20 cm, Tamiz metálico Tyler( malla 100), Gradilla metálica para tubos de ensayo, Escobilla para tubos, para probetas y otra para buretas, Espátula metálica. Materiales cerámicos: Cápsula de porcelana de diámetro 90 mm, Crisol de porcelana con tapa, Embudo Büchner de 150 mm de diámetro, Mortero con pilón de 150 mL, Triángulo de porcelana Materiales de vidrio: Probeta de 5, 10 y de 25 mL, Pipeta volumétrica de 10 mL y de 25 mL, Pipeta graduada de 1 mL y de 10 mL, Bureta de raya azul de 25 mL , Fiolas de 50 mL y de 250 mL, Matraz Erlenmeyer de 125 mL, Vasos de precipitados de 50 mL y de 400 mL. Tubo de ensayo de 13x100 mm y de 16x120 mm, Pera de decantación de 125 mL con tapa de teflón, Espátula de vidrio, Bagueta de vidrio, Embudo de vidrio de diámetro 60 mm con vástago corto, Lunas de reloj de diámetro de 100 mm, Equipo de destilación comprende: balón con fondo redondo de 100mL, cabeza de destilación, adaptador, refrigerante y termómetro todos esmerilados 24/120, Matraz Kitasato de 500 mL incluye manguera látex, Materiales diversos: Piceta de 500 mL, Base circula de corcho para depositar el balón de base redonda, Pinza de plástico tipo mariposa para buretas, Manta eléctrica de calentamiento para balón de 250 mL, Bandeja de pesado, Balanza eléctrica con exactitud ± 0,01 g,

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Figura 1. Materiales de laboratorio

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NOTA: A continuación se presenta los ítems del contenido del informe de química I, la carátula debe contener lo siguiente y Seguido de los demás ítems que se indican:

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AREA DE QUÍMICA LABORATORIO DE BQU01 QUÍMICA 1 Número de la práctica: Título de la práctica: Apellidos y Nombre de los alumnos:

códigos:

Nombres de los Docentes:

Fecha de ejecución de la práctica: Fecha de entrega del informe:

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Los demás ítems son: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Objetivos Fundamento teórico Procedimiento experimental Observaciones Experimentales Datos Tabulados Resultados Discusión de Resultados Conclusiones Cuestionario

1. Describa brevemente la estructura química del vidrio y compárelo con materiales como el plástico y los metales 2. Describa el trabajo de esmerilado que se hacen en las uniones de vidrio de las partes de una destilación fraccionada. 3. Revise la literatura para describir la composición química de los vidrios pyrex, vidrio simple plano, vidrio blindaje de radiación de rayos X y borosilicatados.

4. ¿Averigüe sobre el tipo de marca de los instrumentos de vidrio para la medición de volumen y diga que tipo es de mayor exactitud.?. 10.- Referencias Bibliográficas:(en este ítem del informe debe escribirse, como se detalla si es libro, revista o página web(indicando la fecha de acceso)): Ejemplo: 1. Levine, Ira G. Fisicoquímica, quinta edición. McGraw–Hill, Madrid, 2002. 2. A. Nielsen, Cat. Rev. Sci. Eng., 17 (2001) 23. 3. http://www.uclm.es/profesorado/afantinolo/docencia/inorganica/index.htm, (fecha de consulta)

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MODELO UTILIZADO PARA LAS PRACTICAS QUE SON EVALUADAS CON REPORTE DE LABORATORIO LABORATORIO NO____ TÍTULO: _________________________________________________________________ Profesor (es): ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ Fecha de realización: Fecha de entrega:……………. Apellidos y nombre de los Alumnos

Trabajo

Test

Reporte

Nota

1. (1p) Objetivos específicos :

2. (2p) Observaciones experimentales

3.

(1p) Datos tabulados

4.

(2p) Discusión de resultados

5. (1.5p) Conclusiones

6. (0.5p) Referencia bibliográficas

7.

(1p) Cuestionario:

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5.-Referencias Bibliográficas (en este ítem escriba la información utilizada para resolver el cuestionario) detalle si es libro, revista o página web(indicando la fecha de acceso)): Ejemplo: Si se consultó un libro, escribir asi: 1. Levine, Ira G. Fisicoquímica, quinta edición. McGraw–Hill, Madrid, 2002. Si se consultó una revista científica, escribir así: 2. A. Nielsen, Cat. Rev. Sci. Eng., 17 (2001) 23. Si se consultó una página WEB, escribir así: 3. http://www.uclm.es/profesorado/afantinolo/docencia/inorganica/index.htm, (fecha de consulta)

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Per. Acad. 2018 - 1 PRÁCTICA DE LABORATORIO Nº 2

REACCIONES QUÍMICAS Y ESTEQUIOMETRÍA I. OBJETIVOS 1. Reconocer los indicios que muestran que ha ocurrido una reacción química 2. Buscar la relación cuantitativa entre las fórmulas y las reacciones químicas. 3. Identificar reactivo limitante y reactivo en exceso. 4. Determinar la eficiencia de una reacción química. II. FUNDAMENTO TEÓRICO La estequiometría es la parte de la química que describe las relaciones cuantitativas entre los elementos en los compuestos (estequiometría de la composición) y entre las sustancias cuando sufren cambios químicos (estequiometría de la reacción). Se basa en la Ley de la Conservación de la materia que dice: “No hay un cambio observable en la cantidad de materia durante una reacción química o una transformación física”. Una reacción nuclear no es una reacción química. Cuando en una reacción química uno de los reactivos se consume antes que los demás, la reacción se detiene, denominándose reactivos en exceso a los reactivos que no reaccionaron en su totalidad. El reactivo que se consume por completo se llama reactivo limitante. La cantidad de producto que, según los cálculos, se forma cuando reacciona todo el reactivo limitante se llama rendimiento teórico. La cantidad de producto que realmente se obtiene en una reacción se denomina rendimiento real. El rendimiento real casi siempre es menor que el rendimiento teórico pero nunca es mayor. El porcentaje de rendimiento de una reacción relaciona el rendimiento real con el teórico: � � % = � ó Los rendimientos teórico y real se expresan en unidades de cantidad de productos (moles) o masa (gramos). III. Materiales y Reactivos: Materiales: 01 Tubo c/brazo lateral c/chupón, 01 Manguera de 15 cm c/pipeta pasteur, 01 Piceta de 500 mL, 02 Pipetas graduadas de 10 mL, 03 Tubos de ensayo de 18x150 mm c/gradilla, 01 Vaso de precipitados de 250 mL, 01 Propipeta, 01 Vaso de precipitados de 100 mL, 01 Luna de reloj de ɸ = 75 mm, 01 Pipeta pasteur c/chupón, 01 Bagueta de vidrio, 01 Mechero Bunsen, 01 Pinza p/tubos, 01 Espátula de vidrio, 01 Escobilla p/tubos, 02 Pinzas c/nuez. Reactivos: Pb(NO3)2 0,5 M, KI 0,5 M, KClO3(s), MnO2(s). IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Experimento 1. Reacción de doble desplazamiento entre el nitrato de plomo (II) (Pb(NO3)2) y el yoduro de potasio (KI)

Pb(NO3)2 (ac) + 2 KI(ac) → PbI2(s) + 2 KNO3(ac) 1. En un tubo de ensayo coloque 7 mL de nitrato de plomo (II) (0,5 M) y en otro tubo 5 mL de yoduro de potasio (0,5 M). 2. Luego vierta la solución que contiene yoduro de potasio al tubo de ensayo que contiene el nitrato de plomo (II). Observe lo ocurrido. 3. Con ayuda de un papel filtro y un embudo, proceda a la filtración del precipitado formado. 4. Finalizada la filtración, retire el precipitado, colóquelo en una luna reloj y séquelo a la temperatura que le indique el profesor. 5. Haga los cálculos respectivos para determinar cuál es el reactivo limitante y cuántos gramos se formarán del producto sólido asumiendo un rendimiento del 70%.

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