PRÁCTICA No. 1 USO ADECUADO DEL MECHERO Y TECNICA

PRÁCTICA No. 1
USO ADECUADO DEL MECHERO Y TECNICA DE DOBLADO DE VIDRIO
OBJETIVOS:
1. Conocer y aprender la correcta utilización de un mechero.
2. Aprender la forma correcta de cortar y doblar varillas de vidrio.
3. Preparar material de vidrio para una práctica específica de laboratorio.
FABRICACIÓN DE MATERIAL DE VIDRIO
La mayor parte del material de vidrio para laboratorio se construye con vidrio de
borosilicato “duro”, formulado especialmente para tener su resistencia a temperaturas
hasta de 500oC, para hacer insensible al choque térmico causado por el cambio repentino
de la temperatura, y para ser inerte a la acción de la mayoría de los compuestos
químicos.
Los términos Pyrex y Kimax son nombres comerciales de vidrio de éste tipo. En la
presente práctica, por consiguiente, se utilizará vidrio “blando”, que funde a temperaturas
más bajas. El vidrio blando es susceptible a romperse si se calienta o si se enfría con
demasiada rapidez.
Asegúrese
de
calentarlo
con
lentitud
cuando
reblandezca
a
la
flama.
Corte de tubos y varillas, la operación de corte consiste en realidad en crear una región de
alta tensión en el vidrio rayándolo, para después romperlo en dicha zona. Primero se
coloca el tubo o varilla sobre la mesa y se le hace un sólo rayado con una pasada firme
de una lima triangular o escoreador de tubos. NO DEBE ASERRARSE, pues el calor
generado con los movimientos puede bastar para templar la tensión y será difícil romper
el tubo sin que se astille. Tome el tubo con ambas manos con los pulgares juntos y
opuestos al rayado.
Hale el tubo con ambas manos. Este deberá quedar cortado sin astillarse. No fuerce el
corte. Si es necesario, repita la operación volviendo a rayar en el mismo lugar.
Pulido al fuego
Si los extremos cortados están muy astillados pueden “lijarse” con la llama del mechero.
Introduzca el extremo del tubo en la flama en la punta del cono azul. El tubo se hace girar
para que el calentamiento sea uniforme. El vidrio del borde se fundirá y la tensión
superficial hará que se retraigan y se redondeen los bordes cortados.
El pulido con la flama queda completo cuando en le extremo del tubo aparece un color
amarillo brillante. Si se calienta por más tiempo, la tensión superficial hará que la abertura
se cierre por completo.
CUIDADO CON LAS QUEMADURAS EN LOS DEDOS. Tenga en cuenta el hecho de
que el vidrio se mantiene caliente durante bastante tiempo. Tenga cuidado al tomar pieza
de vidrio que se hayan calentado yal cambiar las manos de posición. Toque el vidrio con
precaución. Si la palma de la mano percibe calor al ponerlo a una distancia de 2.5 cm del
tubo de vidrio, éste estará muy caliente para ser manejado. Coloque los vidrios calientes
sobre una rejilla de asbesto y NO sobre papel o sobre la mesa.
Doblado de tubos de vidrio
Con el mechero apagado, coloque el estrangulador de flama y enciéndalo. Ajuste el flujo
de gas y de aire para obtener una llama bien nivelada. Una flama con estrangulador
permite calentar uniformemente una zona de 5 a 8 cm (sino se tiene estrangulador debe
calentarse una zona de la misma longitud). Mantenga el tubo en la flama a lo largo de la
misma
y
hágalo
girar
para
calentar
todo el diámetro. Cuando el tubo se ha reblandecido lo suficiente como para que se doble
por su propio peso (pero sin dejar que se doble) retírelo de la flama, espere unos dos
segundos para que la temperatura sea igual en el interior y el exterior y dóblelo
rápidamente al ángulo deseado. Si se calentó de manera uniforme y en una longitud
suficientemente correcta, el doblez deberá aparecer sin estrangulaciones del diámetro.
MATERIAL Y EQUIPO DE LABORATORIO:
Equipo:
Mechero
Material:
Varillas de Vidrio (traer dos varilla por grupo)
Tubo sólido de vidrio (traer uno por grupo)
Lima triangular
PROCEDIMIENTO
VARILLA DE VIDRIO
1. Corte las varillas de vidrio, con la ayuda de la lima, de la longitud indicada por su
instructor.
2. Pula con el mechero los extremos de las varillas cortadas.
3. Proceda a formar los ángulos utilizando la técnica de doblado de vidrio correctamente
en la forma pedida por el instructor.
PRÁCTICA No. 2
DENSIDAD DE LÍQUIDOS
OBJETIVOS:
• Determinar la densidad de algunos líquidos utilizando tres métodos diferentes.
• Discutir, a partir de los resultados experimentales, cuál de los métodos es el más exacto
para medir la densidad de líquidos.
• Analizar si la densidad se puede utilizar como criterio para establecer la pureza de un
líquido.
• Determinar la densidad de algunas soluciones.
GENERALIDADES
La densidad de los líquidos se mide de una manera similar a como se midió la densidad
de los sólidos. En este caso también se emplearán tres métodos: el del picnómetro, el de
la probeta y el del principio de Arquímedes. Es necesario tener en cuenta la temperatura
porque ésta influye en el valor de la densidad: a medida que aumenta la temperatura, la
densidad del líquido se hace ligeramente menor. ¿Por qué?
Un picnómetro (figura 3.1) es un pequeño frasco de vidrio de volumen exacto y conocido
(Vp). Se pesa vacío (wp), luego se llena completamente (incluído el capilar) con el líquido
cuya densidad se desea determinar y finalmente se pesa (wpl). Con estos datos se puede
calcular la densidad del líquido:
(3.1)
Soluciones
Una solución es una mezcla homogénea de dos o más componentes. A aquél
componente que se encuentra en mayor cantidad se conviene en llamarlo solvente y a los
demás solutos. Cuando uno de los componentes es el agua, entonces la solución se
denomina acuosa y el solvente es el agua. Cuando la solución tiene únicamente dos
componentes se llama binaria.
Figura 3.1 Picnómetro
La concentración de un soluto en una solución es la cantidad relativa del soluto con
respecto a una determinada cantidad de solvente o de solución. Una de las formas más
usadas para expresar la concentración es el porcentaje peso a peso que se calcula como:
Porcentaje p/p =
(3.2)
Así por ejemplo, una solución de NaCl de concentración 2.5% p/p indica que por cada 100
g de la solución hay 2.5 g de NaCl. La densidad de una solución acuosa se mide del
mismo modo como se mide la densidad de un líquido puro.
3.3 Materiales y equipo
• LíquIdos: etanol, butanol, hexano, o-xileno, cloroformo
• Soluciones: NaCl(ac) de diferentes concentraciones
• Balanza
• Probeta
• Picnómetro
3.4 Procedimiento
3.4.1 Determinación de la densidad por el método del picnómetro
Se usará el picnómetro para medir la densidad de cada líquido. Enjuague primero el
picnómetro con un poco del líquido de interés antes de llenarlo. La densidad se calcula
por medio de la ecuación 3.1.
Temperatura del líquido (T): __________ ºC
Peso del picnómetro vacío (wp): __________ g
Volumen del picnómetro (Vp): __________ mL
Anote los demás datos en la tabla 3.1.
3.4.2 Determinación de la densidad por el método de la probeta
Se pesa la probeta vacía y seca (wo), enseguida se llena con V = 5.00 mL del líquido
problema y luego se pesa todo el conjunto (wf). La diferencia wf - wo corresponde a la
masa del líquido.
Entonces:
dL = (wf - wo) / V
(3.3)
Temperatura del líquido (T): __________ ºC
Peso de la probeta vacía (wo): __________ g
Figura 3.2 Método de la probeta
Tabla 3.1 Datos obtenidos con el picnómetro y la probeta
Método del picnómetro
Líquido
wpl (g)
wpl- wp (g)
etanol
butanol
hexano
o-xileno
cloroformo
Método de la probeta
wf (g) wf - wo (g)
3.4.4 Determinación de la densidad de soluciones
La densidad de una solución se puede medir utilizando cualquiera de los métodos antes
descritos para líquidos puros. Se seleccionará el método de la probeta. En el Anexo 7 se
pueden consultar las densidades de algunas soluciones de NaCl.
La siguiente solución será preparada por el Profesor y se repartirá entre todos los
equipos:
Se pesan 50.00 g de NaCl y se añaden a un balón volumétrico de 250 mL. Luego se
adiciona agua desionizada y se agita hasta que todo el sólido se haya disuelto
completamente. En seguida se añade más agua desionizada hasta el aforo. De esta
solución se reparten 20.00 mL a cada equipo.
Determinar el peso de 5.00 mL de la solución de NaCl utilizando la probeta. A partir de
este momento se debe pesar en balanza digital. Luego diluír la solución en la probeta
añadiendo 1.00 mL más de agua desionizada y determinar de nuevo el peso de la
solución (wf ). Repetir el procedimiento otras seis (6) veces pesando la solución en cada
caso.
wprobeta = wo= __________ g
wSLN = wf - wo
dSLN = WSLN / V
(3.5)
Tabla 3.3 Densidad de soluciones de NaCl
Resultados
Solución
de NaCl
Peso
Volumen, V
final
(mL)
wf (g)
1
5.00
2
3
4
5
6
7
8
wSLN =
wf wo (g)
dSLN
(g/mL)
porcentaje
p/p (%)
GUÍA DE ESTUDIO
• ¿La densidad sirve como criterio para establecer la pureza de un líquido?
• En la literatura se suele reportar la densidad de un líquido empleando el siguiente
símbolo:d420 ¿Qué significado tiene el subíndice y el superíndice?
• ¿Se afecta significativamente la densidad de un líquido con los cambios de temperatura?
¿Con los cambios de presión?
• ¿Cómo se determina la densidad de un gas? ¿Qué factores afectan la densidad de los
gases?
PRACTICA No 3 - 4
CAMBIOS DE ESTADO
OBJETIVOS
1. Identificar los puntos de fusión y ebullición.
2. Comprobar el cambio de temperatura y su evolución en los cambios de estado del
agua.
MATERIAL
1 vaso de precipitado de 250 cc
1 soporte y rejilla
1 termómetro
1 cronómetro
1 varilla de vidrio
Acetona
Alcohol
Cloroformo
Ácido cítrico
Hielo
Tubos capilares
Glicerina
Tubo de ensayo
Tubos capilares
Bicarbonato de sodio.
GENERALIDADES
Los cambios de estado suponen una alteración brusca en la estructura de la materia. A
causa del aumento de la agitación molecular, la estructura del sólido se rompe en trozos
que resbalan entre sí para dar lugar al líquido. Si calentamos más, vemos que llega un
momento en el que la velocidad de las moléculas es tal, que las fuerzas intermoleculares
son despreciables y tenemos un gas.
PROCEDIMIENTO
Parte 1

Poner varios cubitos de hielo producto de congelar agua en el vaso de precipitado,
cubrir levemente de agua e introducir el termómetro intentando que esté lo menos
posible en contacto con el vaso y que la burbuja de mercurio quede a la mitad del
líquido.

Calentar el vaso de precipitados suavemente, con fuego constante y agitando sin
parar, e ir tomando la temperatura cada 15 segundos hasta que lleve, al menos, 1
minuto hirviendo. Anotar todos los datos en una tabla similar a esta:

Realiza una gráfica en papel cuadriculado o milimetrado, representando el tiempo
(eje x) frente a la temperatura (eje y). Señala en la gráfica el punto de fusión y de
ebullición y escribe el tiempo en el que sucede y el valor de la temperatura (ºC).

Haz lo mismo con el agua salada manteniendo el mismo fuego anterior y usando
aproximadamente la misma cantidad de hielo y de líquido.
Parte 2

Mide el punto de ebullición de la acetona, cloroformo y alcohol. Toma como punto
inicial la temperatura ambiente del líquido. (realiza una tabla como se indicó en la
parte 1)
Parte 3

Toma tres tubos capilares y séllalos como indique el instructor

Introduce el ácido cítrico en los tubos capilares

Amarra con un hule el capilar y el termómetro.

Sumerge el termómetro en el tubo de ensayo que contiene glicerina.

Anota la temperatura en que se disuelve el sólido.

Repite esto con el bicarbonato de sodio.
GUIA DE ESTUDIO

Busca información sobre los otros dos estados de la materia: Bose-Einstein y
Plasma.2.

Comenta algunas medidas de seguridad que hemos tenido en cuenta para el
desarrollo de estapráctica.3.

¿Por qué la temperatura e cambio de estado no varía aunque continuemos
dándole calor?4.

Compara las dos gráficas (puntos de fusión y ebullición, tiempo que tarda en hervir
o en derretirse el hielo…)

¿Por qué el agua y el agua salada hierven a temperatura diferente?6.

¿Por qué en algunas ciudades del norte cuando hay hielo en las calles se echa sal
en las mismas?
PRACTICA No. 5
Separación de Mezclas
Objetivos
• Mostrar algunas técnicas de separación de los componentes de una mezcla y adquirir
los criterios necesarios para seleccionar una técnica específica con base en las
propiedades físicas que exhiban los componentes de la mezcla.
• Realizar una reacción de precipitación, separar el producto sólido y determinar el
rendimiento del precipitado obtenido.
Marco teórico
Mezclas
La materia suele clasificarse para su estudio en sustancias puras y mezclas. Las
sustancias puras se caracterizan porque tienen composicion fija, no pueden separarse por
métodos físicos en otras sustancias más simples y durante un cambio de estado la
temperatura se mantiene constante. Una mezcla es una combinación física de dos o mas
sustancias puras, la mezcla tiene composición variable y sus componentes pueden
separarse por métodos físicos, además la temperatura es variable durante el cambio de
estado.
Las mezclas se clasifican en heterogéneas cuando constan de dos o más fases y sus
componentes pueden identificarse a simple vista o con ayuda de un microscopio. Por
ejemplo, un pedazo de granito es una mezcla de pequeños granos de diferentes
compuestos como cuarzo, mica y feldespato. Las mezclas homogéneas, usualmente
llamadas soluciones, constan de una sola fase (región en la que todas las propiedades
químicas y físicas son idénticas). Los componentes de una solución están tan
íntimamente mezclados que son indistinguibles, tal es el caso de la solución que se forma
entre agua y NaCl.
En el laboratorio generalmente se requiere separar los componentes de una mezcla, bien
sea para determinar su composición o para purificar los componentes y usarlas en
reacciones posteriores. Las técnicas a utilizar dependen del estado general de la mezcla
(sólida, líquida o gaseosa) y de las propiedades físicas de los componentes.
Técnicas de separación de mezclas
Para mezclas sólidas se pueden utilizar las siguientes técnicas de separación: disolución,
lixiviación y extracción. Éstas técnicas requieren de la utilización de un solvente selectivo
para separar uno o algunos de los componentes. Cuando la mezcla sólida contiene
partículas de diferente tamaño se utiliza el tamizado.
Si se trata de mezclas líquidas constituídas por una sola fase, puede usarse la destilación
si la diferencia de los puntos de ebullición entre los componentes es apreciable (10º C
aproximadamente), además puede utilizarse la extracción si los componentes de la
mezcla tienen diferente solubilidad en un determinado solvente. Por otra parte, la
cristalización aprovecha la diferencia en los puntos de solidificación de los componentes.
Para separar mezclas heterogéneas, por ejemplo sólido-líquido, se pueden utilizar
técnicas tales como la filtración, la centrifugación o la decantación.
La filtración puede ser simple (por gravedad) y al vacío. La filtración por gravedad se
realiza vaciando la mezcla sobre un embudo que contiene un papel de filtro. El líquido
pasa a través del papel y el sólido es retenido. El embudo generalmente se soporta sobre
un aro de hierro o sobre un trípode (figura 7.1).
Filtración por gravedad
La filtración al vacío se utiliza cuando se requiere un proceso más rápido. En estos casos
se utiliza un embudo Buchner, el cual posee una placa con huecos para soportar el papel
de filtro (figura). Existen embudos Buchner de porcelana, vidrio y plástico. Antes de
colocarse, el papel de filtro se recorta de modo tal que tape todos los huecos pero sin que
quede levantado en las paredes. El papel se humedece con agua destilada para fijarlo en
su lugar. El embudo está provisto de un anillo de caucho que encaja perfectamente en la
boca de un erlenmeyer de tubuladura lateral. Cuando el líquido (filtrado) es importante, es
conveniente colocar una trampa entre el erlenmeyer que recibe el filtrado y la trompa de
succión, porque siempre existe el peligro de que el agua se devuelva y contamine el
filtrado.
Filtración al vacío
La decantación es una técnica de separación que aprovecha la diferencia de densidades.
Generalmente el sólido es más denso que el líquido por lo cual se deposita en el fondo del
recipiente, mientras la parte superior del líquido queda practicamente sin partículas del
sólido y se puede retirar con facilidad. En los procedimientos donde el sólido requiere ser
lavado para retirar algún producto soluble, es conveniente combinar la filtración con la
decantación.
El sólido a ser lavado, actualmente disperso en sus aguas madres (la solución de la cual
precipitó), se deja en reposo. Cuando el sólido se ha decantado, se transfieren
suavemente al embudo las capas superiores del líquido. Se agrega más solución de
lavado al vaso, se agita y se repite el procedimiento hasta que los iones o el producto que
se quiere retirar no se encuentren presentes en el filtrado, en ese momento ya se puede
transferir todo el sólido al papel de filtro con la ayuda de un frasco lavador.
Si se trata de una mezcla inmiscible líquido-líquido, puede usarse un embudo de
separación en el cual el líquido más denso se deposita en la parte inferior del embudo, de
donde se puede extraer abriendo la llave del mismo.
Otra técnica muy utilizada para separar mezclas líquidas y gaseosas es la cromatografía.
Existen varios tipos: cromatografía de papel, de capa delgada, de columna, de gases y
líquida. En la cromatografía de papel la fase fija es papel de filtro y la móvil es un líquido
que se desplaza o recorre el papel impulsado por el fenómeno de capilaridad.
Materiales y equipo
• Mezcla sólida (CaCO3, NaCl, KCl)
• Vasos de precipitados de 400 y 250 mL
• Vidrio de reloj
• Mechero
• Soporte
• Malla de asbesto
• Espátula
• Agitador
• Probeta de 25 mL
• Embudo
• Papel de filtro
• Cápsula de porcelana
• Equipo de filtración al vacío
Hielo
Procedimiento








Preparar las soluciones según indique el instructor
Disolver correctamente el sólido en el agua desmineralizada (se debe de hacer
con los sólidos indicados)
Colocar la solución en baño de María
Esperar a que se forme el precipitado
Armar el sistema de filtrado
Filtrar hasta obtener la mayor cantidad de recuperado
El recuperado colocarlo en un crisol debidamente identificado y dejarlo en la
desecadora por 48 horas
Tomar la masa del recuperado.
Guía de estudio:
Será indicada por el instructor.
Practica 6
Ácidos – Bases
Práctica 7
Purificación del agua