Revista de Ampliación y Profundización en Física y Química

Revista de Ampliación y Profundización en Física y Química
EXPERIOR
I.E.S.O. La Ojeda-Boedo. Herrera de Pisuerga. Número I. Año 2013
EDITORIAL
Esta revista que tienes en tus manos, amable lector,
es el fruto del trabajo de los alumnos que han
cursado la asignatura "Ampliación y profundización
en Física y Química" en el I.E.S.O. La Ojeda-Boedo
de Herrera de Pisuerga durante el año escolar 20122013. A lo largo de los últimos meses, estos nueve
chicos han realizado su primera incursión en lo que
podríamos llamar el verdadero trabajo de un
científico. Los artículos que componen este número
son una muestra de su esfuerzo, plasmado en ellos
con mejor o peor fortuna. Sé, pues, indulgente, y
disculpa los errores que, sin duda, se han cometido
en ellos; valora, por el contrario, la ilusión con que
se han adentrado en este mundo nuevo para ellos.
Continúa ahora, y que la lectura te sea provechosa.
EL EDITOR
Tomás Isla Ortega
Profesor de Física y Química
SUMARIO
Páginas
Álvaro de Dios Ibáñez, María Fernández García y Ana Fuente García,
"Determinación de la densidad de la arena"
3-5
Daniel Bravo Bravo, María Fernández García e Isabel Pérez Poza,
"Estudio del movimiento de un carrito en un plano inclinado"
6-7
Daniel Bravo Bravo, María Fernández García y Adrián Martínez Salvador
“Estudio de la elasticidad de varios muelles”
8-9
María Fernández García, Germán Mulero Crespo e Isabel Pérez Poza
“Hidrostática y densidad de fluidos”
10-11
Daniel Bravo Bravo, María Fernández García y Adrián Martínez Salvador
"Aceleración de la gravedad en Herrera de Pisuerga"
12-13
Páginas
Daniel Bravo Bravo, David Bravo Martín y María Fernández García
"Determinación del calor específico de una sustancia"
14-16
Daniel Bravo Bravo, María Fernández García y Germán Mulero Crespo
“Ensayo del contenido en plomo de una galena por vía húmeda”
17-19
Daniel Bravo Bravo, David Bravo Martín y María Fernández García
“Síntesis del acetato de 3-metilbutilo”
20-22
Daniel Bravo Bravo, Ana Fuente García y María Fernández García
“Determinación del agua de cristalización del sulfato de cobre(II)”
23-24
Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013
3
Determinación de la densidad de la arena
Álvaro de Dios Ibáñez, María Fernández García y Ana Fuente García
Este trabajo consiste en determinar la densidad de una arena de obra. En primer lugar, medimos la densidad del agua
utilizando la masa y el volumen del agua en un matraz aforado de 100 ml. Después hallaremos la masa y el volumen de
una cantidad de la arena previamente introducida en un matraz aforado de 100 ml. La masa de arena se obtiene
restando de la masa del matraz con arena la masa del matraz vacío. El volumen de la arena es el del matraz aforado
menos el del agua necesaria para enrasarlo. Este último volumen se obtiene a partir de la masa de agua utilizando el
resultado previo de la densidad del agua. Repetimos todos los procesos cinco veces para evitar errores accidentales. El
valor de la densidad de la arena resulta ser 2.50 g/ml.
Palabras clave: Densidad, arena, agua
INTRODUCCIÓN
Esta ecuación se puede aplicar para cualquier sustancia,
La densidad es una medida utilizada por la física y la
no obstante ésta debe ser homogénea, pues en
química para determinar la cantidad de masa contenida
sustancias heterogéneas la densidad va a ser distinta en
en un determinado volumen.
diferentes partes.
La masa, en física, es una medida de la cantidad de
La densidad de una sustancia puede variar si se
materia que posee un cuerpo. Es una propiedad
cambian la presión o la temperatura. En el caso de que
intrínseca de los cuerpos que determina la medida de la
la presión aumente, la densidad del material también lo
masa inercial y de la masa gravitacional. La unidad
hace; por el contrario, en el caso de que la temperatura
utilizada
Sistema
aumente, la densidad baja. Sin embargo para ambas
Internacional de Unidades es el kilogramo (kg). Es una
variaciones, presión y temperatura, existen excepciones
magnitud escalar (www.wikipedia.org).
(www.misrespuestas.com).
El volumen es una magnitud escalar definida como el
La densidad puede obtenerse de forma indirecta o de
espacio ocupado por un objeto. Es una función
forma directa. Para la obtención indirecta de la
derivada de longitud, ya que se halla multiplicando las
densidad, se miden la masa y el volumen por separado
tres dimensiones. En física, el volumen es una
y, posteriormente, se calcula la densidad, como hemos
magnitud física extensiva asociada a la propiedad de
hecho en este trabajo (www.wikipedia.org).
los cuerpos físicos de ser extensos o materiales. La
Existen dos tipos de densidades, la real o absoluta, y la
unidad de medida de volumen en el Sistema
densidad relativa (www.que-es-la-densidad.html). En
para
medir
la
masa
en
el
3
Internacional de Unidades es el metro cúbico (m ),
este caso hemos obtenido únicamente la densidad real
aunque temporalmente también acepta el litro, que se
o absoluta.
utiliza
comúnmente
en
la
vida
práctica
(www.wikipedia.org).
MATERIALES Y MÉTODOS
El cociente entre la masa y el volumen constituye un
En este trabajo vamos a medir la densidad de una arena
dato característico de cada tipo de sustancia y
de obra.
proporciona una idea del grado de compactación de la
En primer lugar vamos a determinar la densidad del
materia (Puente et al.) Este cociente se denomina
agua utilizando un matraz aforado de 100 ml. Pesamos
densidad, y viene dado por la Ecuación 1:
el matraz aforado vacío con una balanza (Jadever Scale
d=
m
v
Co; LTD., modelo JB 600, precisión ±0,1g). Luego,
(1)
llenamos el matraz aforado de agua hasta la línea de
Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013
4
enrase y lo volvemos a pesar. Por diferencia
La densidad del agua es el cociente de la masa del
calculamos la masa del agua. El matraz aforado ya nos
agua, calculado restando la masa del matraz vacío y
da el volumen del agua (100ml). Hallamos la densidad
lleno de agua, y el volumen del agua (100 ml). El valor
del agua mediante la Ecuación 1. Repetimos cinco
medio obtenido es de 0,999 g/ml o, en unidades del
veces el proceso para evitar errores accidentales.
Sistema Internacional, 999 kg/m3.
Una vez obtenido el dato de la densidad del agua,
Por lo que se refiere a la determinación de la densidad
procedemos a trabajar con la arena. Lo primero que
de la arena, los resultados obtenidos se muestran en la
hacemos es tamizarla para retirar las piedras de la
Tabla 2.
muestra con un tamiz de 2 mm de luz. Después
La Figura 1 muestra el comportamiento de los valores
pesamos un matraz aforado de 100 ml vacío; luego,
obtenidos para la masa y el volumen de las cantidades
con una espátula, echamos una cantidad aleatoria de
de arena utilizadas en las cinco repeticiones del
arena en el matraz y lo pesamos. La diferencia entre la
experimento.
masa del matraz con arena y del matraz vacío es la
masa de la arena. Después, añadimos al matraz agua
con un frasco lavador y un cuentagotas hasta la línea de
Volumen 20
(ml)
enrase y medimos la masa del matraz con el agua y la
18
arena. A continuación, restamos la masa del matraz con
16
arena y agua de la masa del matraz con arena. Así
14
conseguimos medir la masa del agua. Como ya
12
tenemos la masa y la densidad del agua, hallamos su
volumen mediante la Ecuación 1. Hallamos el volumen
10
30
de la arena restando del volumen del matraz (100 ml) el
35
40
45
50
Masa (g)
volumen del agua. Ahora que ya tenemos la masa y el
volumen de la arena, calculamos su densidad mediante
Figura 1. Relación entre la masa y el volumen de la arena.
la Ecuación 1. Repetimos este proceso 5 veces para
Como se puede observar en la Figura 1, los datos de
evitar errores accidentales.
masa y volumen de la arena se encuentran sobre una
línea recta, por lo que podemos decir que la relación
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
entre la masa y el volumen es directamente
Las primeras mediciones nos permitieron calcular la
densidad del agua. Estos resultados quedan reflejados
en la Tabla 1.
proporcional, y a esa relación le llamamos densidad.
Con los datos de la densidad de la arena de la Tabla 2,
obtenemos, mediante el cálculo de la media de esas
densidades, la densidad media de la arena, 2,50 g/ml.
Masa del
matraz (g)
53,5
53,5
53,5
53,5
53,5
Masa del matraz
lleno de agua (g)
153,3
153,4
153,3
153,4
153,4
Masa de agua
(g)
99,8
99,9
99,8
99,9
99,9
Tabla 1 Resultado de los experimentos para determinar la densidad
del agua.
En unidades del Sistema Internacional, este valor es de
2500 kg/m3.
Algunos datos encontrados en Internet indican que la
densidad
de
la
arena
(www.promisa.biz),
(www.iesalandalus.com),
silícea
es
2,3
2,32
2,64
g/ml,
g/cm3
g/ml
(www.fullquimica.com) o 3,1 g/ml (www.its-about
time.com). Se puede comprobar que este resultado ha
Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013
Masa del
matraz (g)
Masa del
matraz con
arena (g)
53,7
53,2
53,2
53,2
53,2
93,2
101,7
94,6
88,9
98,3
Masa del
matraz con
agua y arena (g)
177,1
182,4
178,1
174,6
180,1
Masa de
arena (g)
Masa de
agua (g)
39,5
48,5
41,4
35,7
45,1
83,9
80,7
83,5
85,7
81,8
5
Volumen de Volumen de
agua(ml)
arena (ml)
84,0
80,8
83,6
85,8
81,9
16,0
19,2
16,4
14,2
18,1
Densidad de
la arena
(g/ml)
2,47
2,52
2,52
2,51
2,49
Tabla 2. Resultados de los experimentos de la determinación de la densidad de la arena.
otros
Después de haber obtenido el resultado de la densidad
experimentos. En cualquier caso, las diferencias se
de la arena, hemos podido comprobar que este
pueden deber a que la arena que se ha utilizado en los
resultado ha sido coherente con otros obtenidos por
otros trabajos sea distinta a la que se utiliza en este
otros autores.
sido
coherente
con
otros
obtenidos
por
trabajo. La densidad de la arena no siempre va a ser la
misma porque hay muchos tipos de arena. Además,
BIBLIOGRAFÍA
nosotros utilizamos una arena común en la que con
Puente, J; Remacha, M. y Viguera, J. A. “Física y
ayuda de la criba quitamos la grava (fragmentos
Química 3” Ediciones SM, Madrid, 2010, p. 27.
mayores de 2 mm), mientras que no sabemos cuál es el
http://es.wikipedia.org/wiki/Volumen
procedimiento utilizado por ellos.
http://es.wikipedia.org/wiki/Masa
www.misrespuestas.com/que-es-la-densidad.html
CONCLUSIONES
www.que-es-la-densidad.html
Hemos medido la densidad de un material disgregado a
http://www.promisa.biz/pdf/materias/Promisa-FT-
través de un método sencillo, en el que hemos utilizado
ARENA_SILICA.pdf
un líquido en el que dicho material no es soluble. Si
www.iesalandalus.com
hubiéramos tenido que medir la densidad de otro
http://www.fullquimica.com/2011/04/densidad.html
material soluble en agua, podríamos usar este método
http://www.its-about time.com/htmls/aps/ch10act5.pdf
cambiando el agua por otra sustancia como la acetona o
el alcohol.
Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013
6
Estudio del movimiento de un carrito en un plano inclinado
Daniel Bravo Bravo, María Fernández García e Isabel Pérez Poza
Nuestro trabajo consiste en determinar el tipo de movimiento que realiza un carrito al desplazarse por un plano
inclinado. Para ello, dejamos que se deslice por un plano inclinado, que tiene colocado a ambos lados dos células
fotoeléctricas que miden el tiempo que tarda el carrito en pasar por ellas. Calculamos el tiempo que tarda en recorrer
distintas distancias. Repetimos el proceso cinco veces para cada distancia para evitar cometer errores accidentales. Con
esos datos hemos calculado las aceleraciones, y con la media de las aceleraciones las distancias para cada tiempo. Al
representarlos gráficamente nos da como resultado una parábola, lo que significa que es un movimiento rectilíneo
uniformemente acelerado.
Palabras clave: Cinemática, movimiento, plano inclinado, tiempo, espacio recorrido
INTRODUCCIÓN
para recorrerla. Para ello despejamos y nos queda la
La cinemática es una rama de la física que estudia las
Ecuación 4:
leyes de movimiento de los cuerpos, sin tener en cuenta
las
fuerzas
que
los
producen,
a=
limitándose,
2x
t2
(4)
esencialmente, al estudio de la trayectoria en función
del tiempo. (www.wikipedia.org). En cinemática
MATERIALES Y MÉTODOS
podemos encontrar varios tipos de movimientos. El
Para determinar qué tipo de movimiento lleva el carrito
movimiento rectilíneo uniforme (MRU) viene dado por
lo dejamos caer por un plano inclinado. En primer
las Ecuaciones (1):
lugar colocamos el plano inclinado por el cual será
x0 − x
t
x = x0 + v ⋅ t
v=
deslizado el carrito. A continuación tenemos que
(1)
colocar las dos células fotoeléctricas perpendiculares al
palo inclinado. Para sujetar las células fotoeléctricas
en las que v es la velocidad, xo es la posición inicial, x
utilizamos un soporte formado por una pinza y una
es la posición y t es el tiempo.
nuez. Cuando ya tenemos esto listo y colocado
El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado
medimos con un metro la distancia en la que se
(MRUA) viene dado por las Ecuaciones (2):
encuentran la una célula de la otra, para saber la
v = v0 + a ⋅ t
distancia
x = x0 + v0 ⋅ t +
a ⋅t2
2
(2)
que
recorre.
Conectamos
las
células
fotoeléctricas al contador digital del tiempo, que nos
marcara el tiempo que tarda el carrito desde que pasa la
llamada
primera célula fotoeléctrica hasta que alcanza la otra.
aceleración (a). Ésta representa la rapidez con que varía
El carrito ha de ser colocado justo debajo de la primera
la velocidad de un móvil. En el sistema internacional
célula. Al soltarlo, es detectado por la célula que activa
2
de unidades se mide en m/s . (Roser et al).
el contador de tiempo. El contador se detiene cuando el
Cuando la velocidad inicial y la posición inicial son
carrito llega a la otra célula. Hemos repetido el proceso
nulas se utiliza la Ecuación 3:
varias veces con la misma distancia para evitar cometer
En
el
MRUA
aparece
una
x=
magnitud
a ⋅t2
2
errores accidentales. Hemos cambiado la distancia
(3)
Esta ecuación nos permite calcular la aceleración si
conocemos la distancia recorrida y el tiempo utilizado
entre las células fotoeléctricas y hemos repetido el
procedimiento con siete distancias diferentes. A partir
Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013
7
de los datos hemos calculado la aceleración que
experimenta el carrito utilizando la Ecuación 4.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Las medidas realizadas en la práctica nos han permitido
saber el tiempo que tarda el carrito en recorrer ciertas
distancias
a
través
de
un
plano
inclinado.
Consideramos que la posición inicial vale 0 m, ya que
el desplazamiento ha empezado justo al lado de la
primera célula y que la velocidad inicial es 0 m/s
porque inicialmente el carrito está parado. Con estos
Figura 1. Representación de la gráfica posición-tiempo para el
datos, mediante la Ecuación 4, hemos calculado las
movimiento del carrito. Los rombos representan los datos
aceleraciones de los movimientos del carrito para las
experimentales y la línea corresponde al ajuste con la aceleración
media.
distintas distancias. Los resultados obtenidos se
recogen en la Tabla 1.
CONCLUSIÓN
Con este trabajo hemos determinado el tipo de
2
Tiempo (s) Distancia (m) Aceleración (m/s )
0,663
0,055
0,275
1,416
0,136
0,136
2,264
0,331
0,129
2,899
0,523
0,124
3,488
0,726
0,119
4,041
1,009
0,121
movimiento que tiene un carrito cuando desciende por
un plano inclinado. Llegamos a la conclusión de que el
carrito lleva un movimiento rectilíneo uniformemente
acelerado. Para ello hemos utilizado un procedimiento
que nos hubiera servido para identificar otros tipos de
Tabla 1 Resultados de los tiempos y aceleraciones obtenidos para las
movimiento, representando los datos obtenidos en una
diferentes distancias utilizadas.
gráfica posición-tiempo. La gráfica posición-tiempo
Como puede apreciarse, el primer valor es claramente
del MRUA forma una parábola; en el caso de otro
un error experimental y es descartado porque está fuera
movimiento, la gráfica hubiera descrito otra forma
de lo normal, con lo cual no se utiliza al calcular la
(lineal si el movimiento es MRU).
media. A continuación hemos calculado la aceleración
media del carrito, que es de 0,126 m/s2. Hemos podido
BIBLIOGRAFÍA
deducir que el movimiento es un MRUA, ya que sigue
www.wikipedia.com
una trayectoria rectilínea y su aceleración es constante.
Roser, M.; Martín, M. y Suárez, M. “Física y química”,
Lo siguiente que hemos hecho ha sido calcular los
espacios recorridos por el carrito con la aceleración
media utilizando la Ecuación 3. La Figura 1 representa
los datos experimentales recogidos en la Tabla 1 así
como el ajuste utilizando la aceleración media. Como
se puede apreciar, la grafica está formada por dos series
que forman una parábola, característica de la gráfica
posición-tiempo
del
uniformemente acelerado.
movimiento
rectilíneo
bloque I, Edebé, Barcelona, 2012, pag 19 - 21.
Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013
8
Estudio de la elasticidad de varios muelles
Daniel Bravo Bravo, María Fernández García y Adrián Martínez Salvador
Esta práctica ha consistido en estudiar la elasticidad de tres muelles diferentes, uno de ellos más grueso (A), otro
intermedio (B) y otro más fino (C). Para ello hemos realizado un proceso que ha consistido en aplicar diferentes
fuerzas a cada muelle a través de unas pesas y medir el alargamiento que provocaban dichas fuerzas. Una vez
obtenidos esos datos, los hemos representado en un gráfico que nos ha permitido observar que el muelle A y B tienen
una elasticidad similar, ya que sus líneas son casi coincidentes.
Palabras clave: Muelle, elasticidad, fuerza, deformación
INTRODUCCIÓN
de los tres. Para ello, los hemos sometido a distintas
Las fuerzas, además de ser capaces de modificar el
fuerzas para determinar el cambio que experimentaban
estado de reposo o movimiento de un cuerpo, pueden
en su longitud. La fuerza la ejercían unas pesas de 10 y
producir
término
5 gramos que pesábamos previamente en una balanza
elasticidad designa la propiedad mecánica de ciertos
(Jadever Scale Co; LTD., modelo JB 600, precisión
materiales de sufrir deformaciones reversibles cuando
±0,1g), para conocer sus masas de forma más precisa.
se encuentran sujetos a la acción de fuerzas exteriores y
Una vez hecho esto, colocábamos las pesas en un
de recuperar la forma original si estas fuerzas
portapesas y lo colgábamos del muelle. De esta manera
exteriores se eliminan (www.wikipedia.org). El físico
el muelle se estiraba. Para sujetar el muelle y poder
ingles Robert Hooke formuló en 1678 la ley conocida
hacer esto, utilizamos un soporte con una doble nuez.
como ley de Hooke: "la deformación que sufre un
Para medir el alargamiento del muelle, medíamos con
cuerpo elástico es directamente proporcional a la fuerza
una regla la longitud del muelle sin aplicar ninguna
aplicada". En el caso de un muelle, la cantidad de
fuerza y, después, con el portapesas, que ejercía una
estiramiento o de compresión (cambio de longitud) es
fuerza dependiente de las pesas colocadas. Este
directamente
proceso lo repetimos con cada muelle utilizando
deformaciones.
En
proporcional a
física,
la
el
fuerza
aplicada
(shibiz.tripod.com), y la ley de Hooke viene dada por
distintas masas.
la Ecuación 1.
F = K ⋅x
(1)
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
donde F es la fuerza aplicada, K la constante elástica y
Las primeras medidas que realizamos nos permitieron
x el alargamiento. Para calcular el alargamiento,
calcular la longitud del muelle sin estar sometido a
utilizamos la Ecuación 2.
ninguna fuerza. El resto de medidas nos expresan la
x = l − l0
(2)
Donde l es la longitud del objeto sometido a una fuerza
y lo la longitud del objeto libre de fuerzas (Sánchez et
al.).
MATERIALES Y MÉTODOS
En esta práctica hemos estudiado la elasticidad de tres
muelles diferentes: el muelle A, más grueso, el muelle
B, de un grosor intermedio, y el muelle C, el más fino
longitud del muelle sometido a una determinada fuerza.
Para calcular el alargamiento del muelle hemos restado
la longitud inicial del muelle, es decir, sin fuerza
aplicada, de la longitud del muelle con el portapesas.
Todos estos datos se recogen en las Tablas 1, 2 y 3 para
los muelles A, B y C respectivamente. Hemos
calculado la fuerza que se ejerce en el muelle con las
distintas masas a partir de la masa de las pesas,
utilizando la aceleración de la gravedad (9,8 m/s2) para
calcular el peso al que está sometido el muelle. El
Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013
9
alargamiento del muelle lo hemos calculado con la
al muelle C, teniendo el muelle A un comportamiento
Ecuación 2.
intermedio entre los otros dos.
Masa
(kg)
Longitud
(m)
Fuerza
(N)
Alargamiento
(m)
0,0000
0,0099
0,0198
0,0297
0,0497
0,0597
0,0998
0,1195
0,1493
0,1692
0,109
0,142
0,174
0,200
0,274
0,307
0,443
0,502
0,601
0,666
0,000
0,097
0,194
0,291
0,487
0,585
0,978
1,171
1,463
1,658
0,000
0,033
0,065
0,091
0,165
0,198
0,334
0,393
0,492
0,557
x (m)
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
Tabla 1. Resultados del experimento con el muelle A.
0
0,5
1
1,5
2
Fuerza (N)
Masa
(kg)
Longitud
(m)
Fuerza
(N)
Alargamiento
(m)
0,0000
0,0005
0,0099
0,0149
0,0198
0,0248
0,0297
0,494
0,503
0,674
0,764
0,854
0,948
0,999
0,000
0,005
0,097
0,146
0,194
0,243
0,291
0,000
0,009
0,180
0,270
0,360
0,454
0,505
Tabla 2. Resultados del experimento con el muelle B.
Figura 1. Representación gráfica de los resultados experimentales.
Los círculos corresponden al muelle A, los triángulos al muelle B y
los cuadrados al muelle C. Las líneas representan el ajuste a la ley de
Hooke.
Cada una de las líneas de la grafica tiene forma recta
puesto que el estiramiento (x) y la fuerza (F) son
directamente proporcionales.
Masa
(kg)
Longitud
(m)
Fuerza
(N)
Alargamiento
(m)
0,0000
0,0099
0,0198
0,0296
0,0396
0,0497
0,0599
0,0699
0,0795
0,746
0,758
0,769
0,779
0,789
0,795
0,807
0,818
0,827
0,000
0,097
0,194
0,290
0,388
0,487
0,587
0,685
0,779
0,000
0,012
0,023
0,033
0,043
0,049
0,061
0,072
0,081
Tabla 3. Resultados del experimento con el muelle C.
CONCLUSIONES
Hemos estudiado la elasticidad de tres muelles
distintos. Hemos comprobado cómo el alargamiento de
los muelles depende de la fuerza a la que estén
sometidos. Hemos aplicado las diferentes fuerzas a
través de pesas. Cuantas más pesas y, por tanto, mayor
fuerza
aplicada
a
los
muelles,
mayor
es
su
alargamiento. Además, cada uno de los muelles se
Para calcular la constante de elasticidad de cada muelle
(K) hemos utilizado la Ecuación (1). El resultado para
el muelle A es de 2,99 N/m; para el muelle B vale
0,546 N/m y para el muelle C tiene un valor de 9,13
estiraba más o menos con las mismas fuerzas aplicadas.
Esto indica que tienen distinta elasticidad. Finalmente,
los tres muelles siguen la ley de Hooke de la
elasticidad.
N/m. En la Figura 1 se representan los valores
experimentales para los tres muelles. Se puede apreciar
que los datos tienen un comportamiento lineal para
cada muelle, hecho que puede relacionarse con el
cumplimiento de la ley de Hooke. Por otro lado, la
diferente pendiente de cada línea indica la distinta
flexibilidad de los muelles, correspondiendo la línea de
mayor elasticidad al muelle B y la de menor elasticidad
BIBLIOGRAFÍA
www.wikipedia.com
http://shibiz.tripod.com
Sánchez, R.; Martín, M y Suárez, M; “Física y Química
4º”. Ediciones edebé, Madrid 2012. Pag 40
Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013
10
Hidrostática y densidad de fluídos
María Fernández García, Germán Mulero Crespo e Isabel Pérez Poza
Este trabajo tenía como finalidad calcular la densidad del aceite de girasol. Para ello, hemos seguido un proceso
basado en el principio fundamental de la hidrostática utilizando un tubo en “U” al que hemos introducido este aceite
y agua cuya densidad sabemos que es 0,999 g/ml. Hemos medido las alturas de los líquidos cuando estaban
equilibrados tomando dos puntos de referencia que se encontraban a la misma altura. Hemos obtenido que la
densidad del aceite es 0,939 g/ml.
Palabras clave: Hidrostática, aceite, agua, densidad, presión, altura
INTRODUCCIÓN
agua, que sabemos que es 0,999 g/ml (de Dios et al.,
La hidrostática es la ciencia que estudia los líquidos en
2013). Para ello, hemos utilizado un tubo en U, donde
reposo.
La
hemos vertido los líquidos para hacer las medidas
presión es la razón entre la fuerza aplicada sobre la
(Figura 1). Este tubo lo hemos sujetado a un soporte
superficie y el valor de esta, y viene dada por la
utilizando una pinza y una nuez. Con un frasco lavador
Ecuación 1.
hemos introducido agua en el tubo y, con la ayuda de
(www.fundamentos-de-hidrostática.es).
P=
un embudo de vidrio, hemos echado el aceite por una
F
S
(1)
de las ramas del tubo en U. Antes de empezar a medir
La presión se mide en la unidad llamada Pascal (Pa),
debemos
comprobar
que
los
líquidos
están
esto es, la presión ejercida por la fuerza de un Newton
equilibrados. Lo hemos hecho con una regla, midiendo
sobre la superficie de un metro cuadrado. Llamamos
la altura del líquido de una de las ramas del tubo y
presión hidrostática a la presión que ejercen los
volviéndolo a medir pasado un tiempo para comprobar
líquidos en cualquier punto de su interior. La presión
hidrostática en un punto es directamente proporcional a
la densidad del líquido y a la profundidad a que se halla
el punto, y se representa matemáticamente mediante la
hA
Ecuación 2, en la que P es la presión hidrostática, h la
profundidad a la que se encuentra sumergido el punto
que consideramos y g es la aceleración de la gravedad
hB
B
A
(Roser et al).
P = d ⋅h⋅ g
(2)
Sabemos que dos puntos en equilibrio a igual altura
tienen la misma presión hidrostática, lo que nos
permite calcular la densidad de uno de los líquidos
conociendo la densidad del otro y la altura que
Figura 1. Representación del tubo en U, con el agua y el aceite, las
alcanzan en las ramas de un tubo en U.
alturas medidas y sus puntos de referencia.
MATERIALES Y MÉTODOS
que no varían las medidas. Una vez nos hemos
En esta práctica hemos determinado la densidad de un
asegurado de esto, medimos la altura del aceite (hA) en
líquido,
principio
una de las ramas y la altura del agua (hB) en la otra
fundamental de la hidrostática y de la densidad del
tomando los puntos de referencia (A y B para el aceite
el
aceite,
ayudándonos
del
Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013
11
y el agua respectivamente) a la misma altura. Para
no se diferenciarían las alturas. El resultado nos da a
confirmar que el punto A y B están a la misma altura
conocer que el aceite es más denso que el agua. Esto
utilizamos la regla. Medimos las alturas de líquido en
explica que el aceite flote en el agua, ya que si fuese
cada rama empleando un calibre. Este proceso lo
más denso se hundiría.
hemos repetido cinco veces con diferentes cantidades
Los resultados obtenidos pueden ser considerados
de líquido para reducir los errores a la hora de calcular
bastante fiables ya que los hemos comparado con los
la densidad del aceite.
establecidos por el Ministerio de Agricultura de
Argentina (http://www.alimentosargentinos.gov.ar) y
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
se
encuentran
dentro
del
Las medidas obtenidas durante la práctica y conocer la
densidades del aceite de girasol.
intervalo
normal de
densidad del agua, que es 0,999 g/ml, nos ha permitido
calcular la densidad del aceite. Aplicando la Ecuación
BIBLIOGRAFÍA
2 a los puntos A y B del tubo en U se obtiene la
www.fundamentos-de-hidrostática.es
Ecuación 3.
Roser, M. Martín, M. Suárez, M. “Física y química”,
d A ⋅ h A = d B ⋅ hB
Los
resultados
de
los
(3)
experimentos
quedan
bloque I, edebé, Barcelona, 2012, pg 19, 20 y
21.
de Dios Ibáñez, A.; Fernández García, M. y Fuente
representados en la Tabla 1.
García, A. “Determinación de la densidad de la
Altura B
(mm)
47,60
59,60
73,80
74,55
81,00
Altura A
(mm)
43,50
65,35
79,80
79,55
88,50
Densidad del aceite
(g/ml)
0,913
0,910
0,922
0,935
0,913
Tabla 1. Datos de las alturas del aceite en la columna A y de la altura
del agua en la columna B. En la otra columna, densidades del aceite
para cada altura considerada.
Calculando la media de las densidades del aceite en
cada caso representadas en la Tabla 1, hemos obtenido
la densidad del aceite. El resultado obtenido ha sido
0,919 g/ml. Este dato nos dice que la densidad del
aceite es menor que la del agua, por eso el aceite flota
en el agua y se queda en una de las ramas del tubo en
U.
CONCLUSIÓN
Hemos medido la densidad del aceite utilizando el
principio fundamental de la hidrostática y partiendo de
la densidad del agua, que ya conocíamos. Este proceso
sólo
puede
utilizarse
porque
los
líquidos
son
inmiscibles. En otro caso, éstos se habrían mezclado y
arena”. Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013, 35.
http://www.alimentosargentinos.gov.ar/contenido/sello/
sistema_protocolos/Protocolo_Aceite_Girasol.p
df
Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013
12
Aceleración de la gravedad en Herrera de Pisuerga.
Daniel Bravo Bravo, María Fernández García y Adrián Martínez Salvador
Nuestro trabajo consiste en determinar la aceleración de la gravedad en Herrera de Pisuerga. Para ello hemos
utilizado el método del péndulo simple, construyendo un péndulo con un hilo y una esfera de metal. Para medir la
gravedad partimos de su relación con la longitud y el período de oscilación del péndulo. Con esto hemos llegado a la
conclusión de que la aceleración de la gravedad en Herrera de Pisuerga es de 9.80 m/s2 debido a los factores de
alteración de la gravedad.
Palabras clave: Gravedad, péndulo, período
INTRODUCCIÓN
La aceleración de la gravedad se puede medir de
La aceleración de la gravedad, o simplemente
diferentes maneras. Una de ellas es con un péndulo. Un
gravedad, es la fuerza gravitatoria específica que actúa
péndulo simple es un punto material suspendido de un
sobre un cuerpo en el campo gravitatorio de otro. Esta
hilo (inextensible y sin masa) que oscila en un plano
aceleración no es exactamente igual en todos los
sin rozamiento. Este péndulo es irrealizable, pero se
puntos de la superficie de la Tierra sino que varía
aproxima mucho a él una esfera densa sujeta por un
dependiendo de los siguientes factores: latitud, altura,
hilo fino (www.mysvarela.com). Es un sistema
topografía local y geológica y, por último, la forma de
mecánico que exhibe movimiento periódico. El
la Tierra (www.astromia.com). Debido a la rotación de
astrónomo y físico italiano Galileo Galilei observó que
la Tierra, los cuerpos experimentan una fuerza
el período de oscilación es independiente de la
centrífuga que varía según la latitud: es nula en los
amplitud, al menos para pequeñas oscilaciones. En
polos y máxima en el ecuador. Esta fuerza centrífuga
cambio, éste depende de la longitud del hilo. La
hace disminuir el efecto de la atracción gravitatoria.
relación entre el período de oscilación del péndulo y su
Dado que la atracción gravitatoria es inversamente
longitud viene dado por la Ecuación 1:
proporcional al cuadrado de la distancia al centro de la
Tierra, la aceleración de la gravedad también
T = 2π
l
g
(1)
disminuye con la altura. Las variaciones locales en
donde T es el período de oscilación, l la longitud del
topografía (como la presencia de montañas) y geología
péndulo y g la aceleración de la gravedad. Despejando
(como la densidad de las rocas en las inmediaciones)
en la Ecuación 1 se obtiene la Ecuación 2, en la que se
son las responsables de que existan pequeñas
calcula la aceleración de la gravedad en función de la
variaciones en un lugar sin que tenga que ver la latitud.
longitud del péndulo y del período del péndulo.
A veces hay una pequeña variación en una zona que
dista pocos kilómetros de otra. Estas variaciones se
g=
4π 2l
T2
(2)
deben a que cerca de la superficie pueden existir rocas
de densidad mayor a la normal (llamadas mascon), lo
MATERIALES Y MÉTODOS
que produce que sea mayor la gravedad sobre esos
El objetivo de este trabajo es determinar la aceleración
lugares. El achatamiento de los polos también afecta a
de la gravedad en Herrera de Pisuerga utilizando el
la gravedad (www.wikipedia.com). Debido a estos
método del péndulo simple. Este péndulo estará
factores, la gravedad varía desde aproximadamente
formado por una esfera metálica atada a un hilo. Lo
9.78 m/s² en el ecuador a 9.83m/s² en los polos
primero que tenemos que hacer es medir la longitud del
(ar.answers.yahoo.com).
péndulo con un flexómetro, teniendo en cuenta el radio
Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013
13
de la esfera metálica que mediremos con un calibre.
procedimiento experimental se ha llevado a cabo de
Una vez hecho esto, hacemos oscilar el péndulo con
forma correcta.
una oscilación que no sea muy amplia y contamos
cincuenta oscilaciones para observar lo que tardan.
Usaremos un cronómetro para medir el tiempo que
T (s)
2,5
2
tarda en dar las 50 oscilaciones. El período de
oscilación del péndulo se obtiene dividiendo el tiempo
obtenido
entre
cincuenta.
Para
evitar
errores
1,5
1
accidentales repetimos el proceso cinco veces. Después
0,5
hacemos lo mismo para otras longitudes del péndulo.
0
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
0
50
l (cm)
Los resultados obtenidos en el laboratorio vienen
recogidos en la Tabla 1. En ella se incluyen los valores
para la aceleración de la gravedad obtenidos utilizando
100
Figura 1. Representación del período del péndulo frente a su
longitud. Los puntos representan los valores experimentales y la línea
el ajuste utilizando el valor medio de la aceleración de la gravedad.
la Ecuación 2.
Longitud
(cm)
46,76
55,56
58,36
86,66
106,66
Tiempo
(s)
68,43
74,51
76,63
93,79
103,51
Período
(s)
1,37
1,49
1,53
1,87
2,07
Gravedad
(m/s²)
9,89
9,80
9,78
9,76
9,78
CONCLUSIONES
En conclusión vemos que, debido a los factores que
influyen en la aceleración de la gravedad, en Herrera de
Pisuerga su valor es de 9.80 m/s2. Además, hemos
Tabla 1. Resultados obtenidos en el laboratorio. Se muestran las
sacado en claro que a mayor longitud del péndulo
medias de las cinco medidas realizadas con cada longitud de
mayor es su período de oscilación. Los resultados
péndulo.
obtenidos se ajustan a las ecuaciones teóricas del
comportamiento del péndulo simple, lo que es una
Pese a que los valores obtenidos son bastante
prueba de que éstos son correctos.
homogéneos, el primero es el menos fiable porque a
mayor longitud del péndulo menor es el error que se
BIBLIOGRAFIA
produce al contar el tiempo que tarda el péndulo en
www.astromia.com/glosario/aceleragravedad.htm
realizar las cincuenta oscilaciones. La aceleración de la
www.wikipedia.com
2
gravedad en Herrera de Pisuerga es de 9.80 m/s ,
http://ar.answers.yahoo.com
obtenida haciendo la media de las gravedades para
www.mysvarela.com
todas las longitudes del péndulo.
En la Figura 1 se representa la relación entre el período
de oscilación del péndulo y su longitud. Esta relación
viene dada por la Ecuación 1, que indica una relación
cuadrática entre las dos variables. Dado que la gráfica
sigue un comportamiento parabólico podemos concluir
que nuestros datos responden bien a la forma de la
función. Este es un dato que apoya que el
Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013
14
Determinación del calor específico de una sustancia.
Daniel Bravo Bravo, David Bravo Martín y María Fernández García
Nuestro trabajo tiene por finalidad calcular el calor específico de un metal. Para ello, vamos a utilizar un calorímetro
del cual necesitamos calcular su capacidad calorífica, a lo que nos dedicaremos en la primera parte de la práctica.
Pesamos agua a temperatura ambiente y la vertemos en el calorímetro. Después hacemos lo mismo pero calentamos el
agua antes de verterla. Cuando el agua se mezcla en el calorímetro llega a una temperatura de equilibrio, la cual
utilizamos para calcular la capacidad calorífica del calorímetro, que es 127 J/K. En la segunda parte del trabajo,
calculamos el calor específico del metal teniendo en cuenta la capacidad del calorímetro, para lo que calentamos el
metal en un vaso de precipitados con agua hirviendo y luego lo introducimos en el calorímetro donde se mezcla con
agua a otra temperatura. El calor específico resulta ser 494 J/kg.K.
Palabras clave: Calor, equilibrio térmico, calor específico, calorímetro.
Q = m ⋅ ce ⋅ ∆t
INTRODUCCIÓN
La materia está creada por un gran número de
partículas separadas entre sí que se encuentran en
constante movimiento y, por tanto, poseen energía
cinética. El movimiento de partículas que componen la
materia, átomos y moléculas, recibe el nombre de
agitación térmica y se mide mediante la temperatura,
cuya unidad en el Sistema Internacional es el Kelvin
(K). Cuanto mayor es la agitación térmica mayor es la
temperatura del cuerpo. El calor es una forma de
transmisión de la energía que se produce cuando existe
una diferencia de temperaturas entre dos cuerpos o
partes de un mismo cuerpo. Su unidad en el Sistema
Internacional es el Julio (J). Cuando un cuerpo absorbe
o cede calor, pude producirse un cambio de
(1)
siendo Q el calor absorbido (o cedido), m la masa de la
sustancia, ce su calor específico y
∆ t el incremento de
la temperatura.
Cuando dos cuerpos a diferente temperatura se ponen
en contacto se transmiten calor. La cantidad de calor
desprendida por el cuerpo a mayor temperatura y la
cantidad de calor absorbido por el cuerpo de
temperatura más baja es la misma, hasta un punto que
llegan al equilibrio, es decir, alcanzan la misma
temperatura. Esto es así puesto que la energía total se
conserva. (Roser et al.). Esto se puede representar
matemáticamente indicando que la suma de los calores
cedido por el cuerpo caliente y absorbido por el cuerpo
frío es nula, como indica la Ecuación 2,
temperatura, cambios de estado o dilatación. Los
Q f + Qc = 0
cambios de temperatura dependen de la naturaleza de la
(2)
sustancia, de su masa y de la variación de la
donde los subíndices f y c se refieren al cuerpo frío y al
temperatura. Para tener en cuenta la dependencia del
cuerpo caliente respectivamente.
calor absorbido o cedido con respecto a la naturaleza
El calorímetro o vaso de Dewar es un recipiente cuyas
de la sustancia, se asigna a cada sustancia una
paredes y tapa deben aislarlo al máximo del exterior
constante llamada calor específico. El calor específico
(www.saberfísica.com.), de modo que todo el calor se
de una sustancia es el calor que debe recibir la unidad
intercambia entre las sustancias que se introducen en
de masa para aumentar su temperatura un Kelvin.
él. Sin embargo, los calorímetros no son perfectos sino
(Roser et al.). La cantidad de calor que absorbe un
que tienen una determinada capacidad calorífica (K).
cuerpo que experimenta una variación de temperatura
Cuando
viene dada por la Ecuación 1:
temperatura en un calorímetro la suma del calor
se
introducen
dos
cuerpos
a
distinta
Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013
15
absorbido por el cuerpo frío, el absorbido por el
matraz para conocer la masa de agua caliente.
calorímetro y el calor cedido por el cuerpo caliente
Esperamos unos minutos hasta que se equilibren las
debe ser igual a cero. Utilizando las Ecuaciones 1 y 2
temperaturas y tomamos la temperatura de equilibrio.
se obtiene la Ecuación 3, que permite calcular la
Todo esto lo repetimos cinco veces para compensar los
capacidad calorífica del calorímetro si se conocen el
errores accidentales.
resto de datos.
En la segunda parte vamos a determinar el calor
m f ⋅ c f (t eq − t f ) + mc ⋅ cc (t eq − t c ) +
+ K ⋅ (t eq − t f ) = 0
específico de una sustancia metálica. Para ello,
(3)
cogemos 200 ml de agua aproximadamente en un
matraz erlenmeyer y lo pesamos. Una vez pesado, lo
donde los subíndices f y c se refieren a la sustancia fría
y caliente respectivamente, m son las masas, c son los
calores específicos, t son las temperaturas iniciales, teq
es la temperatura de equilibrio y donde K es la
capacidad calorífica del calorímetro.
Una
vez
conocida
la
capacidad
echamos al calorímetro, medimos la temperatura con el
termómetro como hicimos en la primera parte y
pesamos el matraz vacío para posteriormente hallar la
masa del agua fría. Mientras tanto, pesamos la
sustancia desconocida en la balanza para obtener su
calorífica
del
calorímetro, la propia Ecuación 3 permite determinar el
calor específico de una sustancia que intercambia calor
en el calorímetro con otra sustancia de calor específico
conocido.
masa. Ponemos a calentar a ebullición unos 250ml de
agua en un vaso de precipitados con un mechero
Bunsen. Introducimos la sustancia en el interior del
agua sin que toque las paredes del vaso de precipitados
y la mantenemos unos minutos sumergida, con lo que
alcanza la temperatura del agua hirviendo. Cuando
MATERIALES Y MÉTODOS
alcanza esta temperatura, sacamos la sustancia, la
Este trabajo tiene dos partes, una para determinar la
introducimos en el calorímetro y esperamos que se
capacidad calorífica del calorímetro y otra para
equilibre la temperatura. Debemos tener mucho
determinar el calor específico de un cuerpo de metal.
cuidado al introducir la sustancia en el calorímetro ya
Comenzamos por determinar la capacidad calorífica del
que éste es muy frágil y podría romperse. Esperamos
calorímetro, para lo que cogemos un matraz erlenmeyer
unos minutos hasta que la temperatura no cambie para
de 250 ml, lo llenamos con unos 100 ml de agua y lo
conseguir, de esta forma, la temperatura de equilibrio.
pesamos en la balanza electrónica (modelo JB6000 de
Este proceso también se repite cinco veces.
Jadever Scale CO, Taiwan, con una resolución de 0’1g
y 600g como peso máximo). Vertemos el agua del
matraz en el calorímetro, introducimos el termómetro
en él y anotamos la temperatura del agua, que será
nuestra sustancia fría. Anotamos la masa del matraz
vacío para determinar por diferencia la masa de agua
en el calorímetro. Seguidamente, volvemos a llenar el
matraz con 100 ml de agua y también lo pesamos. Una
vez pesado, lo calentamos hasta una temperatura de
entre cuarenta y cincuenta grados Celsius utilizando un
mechero Bunsen, anotamos la temperatura del agua
caliente que está en el matraz y echamos el agua
caliente dentro del calorímetro. Pesamos de nuevo el
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Los cálculos realizados en la primera parte de la
práctica nos han permitido conocer la capacidad
calorífica del calorímetro, que luego utilizamos en la
segunda parte de la práctica para tener en cuenta la
pérdida de calor del calorímetro y poder calcular el
calor específico de la pieza de metal con más precisión.
La capacidad calorífica se obtiene utilizando la
Ecuación (3), en la que conocemos todos los datos
excepto la capacidad calorífica del calorímetro. Estos
resultados se recogen en la Tabla 1.
Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013
16
inoxidable es 510 J/kg·K (www.valvias.com). El calor
especifico obtenido en este trabajo (494 J/kg·K) parece
mf
(kg)
0,1075
tf
(K)
288,5
mc
(kg)
0,1005
tc
(K)
318,0
teq
(K)
301,0
K
(J/K)
122
0,1176
291,5
0,1161
321,0
304,5
124
0,1240
290,0
0,1150
327,0
306,0
113
0,1006
284,5
0,1212
323,0
303,0
127
Hemos trabajado con un método sencillo aunque algo
0,1082
287,0
0,0981
324,0
302,0
149
largo, con el que hemos logrado determinar el calor
Tabla 1. Datos resultantes de la primera parte de la práctica, donde
indicar que el cubo de metal utilizado en esta práctica
es de acero inoxidable.
CONCLUSIÓN
específico de una determinada sustancia.
mf es la masa del agua fría, mc la masa del agua caliente, tf la
temperatura del agua caliente, tc la temperatura del agua caliente, teq
Hemos calculado el calor específico de un metal, lo que
la temperatura de equilibrio y K la capacidad calorífica del
significa que sabemos la cantidad de energía que hay
calorímetro.
que aplicar a un kg de ese material para que aumente su
temperatura un grado. Algunos de los factores que
La capacidad calorífica del calorímetro es 127 J/K, que
influyen para que este dato sea más o menos preciso
es la media de los resultados de la Tabla 1. La
son la capacidad del calorímetro (cuanto menor sea la
capacidad del calorímetro la utilizamos en la segunda
pérdida de calor del calorímetro más precisos son los
parte de la práctica para calcular el calor específico del
datos), la pérdida de masa al salpicar el agua cuando
metal. Los resultados de esta parte de la práctica los
introducimos el metal o la ganancia de masa cuando
observamos en la Tabla 2.
introducimos el metal mojado.
ma
ta
mm
tm
teq
cem
(kg)
(K)
(kg)
(K)
(K)
(J/kg·K)
Roser, M.; Martín, M. y Suárez, M. “Física y
0,2048
287,5
0,1077
371,0
292,0
520
Química”, Bloque II, Edebé, Barcelona, 2012, pág 112-
0,2021
289,0
0,1077
371,0
292,5
402
114.
0,2044
285,5
0,1177
369,0
290,0
475
www.saberfísica.com.
0,2042
290,0
0,1177
372,0
295,0
541
www.valvias.com
0,2035
287,0
0,1177
370,0
292,0
532
Tabla 2. Datos resultantes de la segunda parte de la práctica, donde
ma es la masa del agua, mm la masa del metal, ta la temperatura inicial
del agua, tm la temperatura inicial del metal, teq la temperatura de
equilibrio y cem el calor específico del metal.
El calor específico de la sustancia metálica será la
media de los datos de la Tabla 2, y nos da como
resultado 494 J/kg·K. Nos puede llevar a la duda de si
los resultados son buenos o no la gran diferencia entre
unos valores y otros. Esto se puede deber a que algunas
repeticiones las hemos hecho sin dar tiempo a que se
enfriara el calorímetro, y de ahí esa diferencia en los
resultados.
El calor específico general que se utiliza para el acero
es 460 J/kg·K, el del hierro es 450 J/kg·K y el del acero
BIBLIOGRAFÍA
Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013
17
Ensayo del contenido en plomo de una galena por vía húmeda
Daniel Bravo Bravo, María Fernández García y Germán Mulero Crespo.
En esta práctica hemos calculado el contenido en plomo de una muestra de galena utilizando un ensayo por vía
húmeda en el que se crea una disolución de ácido nítrico con unas gotas de ácido clorhídrico para disolver la galena.
Calentamos la mezcla, añadimos ácido sulfúrico y lo volvemos a calentar. Esto transforma el sulfuro de plomo en
sulfato de plomo. Luego añadimos sal de Rochelle y agua, filtramos para eliminar impurezas y disolvemos el sulfato
de plomo con una disolución hirviente de cloruro amónico. Añadimos aluminio para que el plomo solidifique,
lavamos y retiramos el aluminio para obtener, al final, una masa sólida de plomo que hemos pesado. El resultado ha
demostrado que hemos realizado mal alguna fase del procedimiento, ya que ha sido absurdamente alto.
Palabras clave: galena, plomo, ensayo por vía húmeda.
INTRODUCCIÓN
consiste en disolver la sustancia ensayada. El solvente,
El plomo es un elemento químico, de símbolo Pb y
por lo general, es el agua y, cuando se trata de
número atómico 82. Es un metal pesado de color
sustancias insolubles, son ácidos. La determinación por
azulado que se empaña para adquirir un color gris
vía húmeda da resultados bastante exactos pero exige
mate. Es flexible e inelástico, se funde con facilidad a
un mayor trabajo y requiere un equipo de laboratorio
327.4 ºC, hierve a 1725 ºC y sus valencias químicas
más sofisticado que los ensayos por vía seca, preferidos
normales
en muchos laboratorios, pero que requieren la
son
2
y
4
(www.lenntech.es).
Es
relativamente resistente al ataque de los ácidos
utilización de un horno del que no disponemos.
sulfúrico y clorhídrico pero se disuelve con lentitud en
ácido nítrico. El plomo forma aleaciones con muchos
MATERIALES Y MÉTODOS
metales y se emplea en esta forma en la mayor parte de
En esta práctica hemos determinado el contenido en
sus aplicaciones. (www.wikipedia.com).
plomo de una galena utilizando el ensayo por vía
El plomo rara vez se encuentra en su estado elemental
húmeda descrito por Collins (1910). Para ello, primero
en la naturaleza. Se presenta comúnmente como sulfuro
hemos triturado con un martillo un fragmento de
de plomo (PbS) en la galena, que es el mineral más
galena, lo hemos pasado por un tamiz para retirar los
importante como fuente de plomo. Tiene forma de
fragmentos más grandes y, a continuación, hemos
cristales cúbicos, es un mineral blando de alrededor de
triturado el material más fino con un mortero de vidrio
2,5 en la escala de Mohs y su gama de color
hasta que la galena estaba reducida a polvo fino.
comprende de un color plateado a gris-negro con brillo
Pesamos aproximadamente 1 gramo de galena molida
metálico
minerales
en un cono de papel utilizando una balanza digital
comerciales pueden contener tan poco plomo como el
(modelo JB6000 de Jadever Scale CO, Taiwan, con
3%, pero lo más común es un contenido de poco más o
una resolución de 0’1g y 600g como peso máximo). A
menos el 10%.
continuación, pesamos el papel con la galena en una
Para determinar la composición química de una
balanza granatario de 0,01 g de precisión; con ayuda de
muestra natural o artificial se utiliza la química
una espátula pasamos el contenido del papel a un
analítica, que se divide en cualitativa, que determina el
matraz erlenmeyer de 250 ml y pesamos el papel en la
tipo de sustancias, y cuantitativa, que determina la
balanza granatario para saber la cantidad justa de
cantidad. En muchos casos, para realizar el análisis
galena que echamos en el matraz.
(www.britannica.com).
Los
cuantitativo se utiliza el ensayo por vía húmeda, que
18
Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013
Antes de seguir con el trabajo vamos a preparar un
Para comenzar la reacción añadimos en el matraz con
montaje para recoger los gases tóxicos que se van a
la galena, con ayuda de una pipeta, 10 ml de ácido
desprender en la reacción. El montaje está formado por
nítrico concentrado (al 69%). Luego, tapamos el matraz
3 matraces erlenmeyer de 250 ml, unidos por unos
con el tapón, encendemos la bomba de aire y
tubos de vidrio acodados que hemos preparado
colocamos el mechero Bunsen debajo del matraz para
específicamente para este experimento. El montaje
que comience la reacción. Se desprenden vapores
tiene la forma que se muestra en la Figura 1. En el
pardos de óxidos de nitrógeno y se forma un depósito
matraz de la derecha preparamos una disolución de
blanco de sulfato de plomo. Añadimos 10 ml ácido
hidróxido de sodio que recogerá los gases producidos
sulfúrico concentrado (al 96 %) y la mezcla se deja
en la reacción. Esta disolución se prepara tomando 15
hervir hasta que salgan gases blancos de óxido de
gramos de sodio y disolviéndolos en 250ml de agua. El
azufre. Seguidamente, apagamos el mechero, dejamos
erlenmeyer central es de seguridad para evitar
enfriar y. desmontamos los matraces, quedándonos con
reabsorciones de líquido del matraz de la derecha, con
el que contiene la galena disuelta.
lo cual no hay que añadir nada en su interior. Por
El siguiente paso consiste en añadir 50 cm3 de agua y
dos gramos de sal de Rochelle (tartrato de sodio y
potasio) para evitar que precipiten otros metales que
puedan acompañar al plomo en la galena. Ponemos la
mezcla a hervir y, una vez hervida, la filtramos con un
filtro de papel y lavamos el sulfato de plomo
precipitado que retiene el filtro con una disolución de
ácido sulfúrico 1:10. Haciendo esto hemos separado de
la galena el sulfato de plomo y la posible ganga del
resto de sustancias.
Preparamos una disolución de cloruro de amonio al
20% y la calentamos a ebullición. Luego metemos el
papel de filtro con el sulfato de plomo y la ganga en un
vaso de precipitados y vamos añadiendo esta
disolución para disolver el sulfato de plomo. La ganga
Figura 1. Montaje experimental diseñado para absorber los gases
no se disuelve, de manera que ya la tenemos separada.
tóxicos. En el matraz de la izquierda se produce la reacción. Una
A continuación, acidificamos la disolución con ácido
bomba introduce aire en el sentido que indica la flecha. Los gases
pasan por el matraz de seguridad del centro y pasan al matraz de la
clorhídrico y añadimos dos gramos de aluminio para
derecha, que contiene una disolución de hidróxido sódico que
precipitar el plomo, lo que origina una espuma negra.
absorbe los gases.
Dejamos que la reacción entre el aluminio y el plomo
se produzca durante unos quince minutos, tras lo que
último, en el matraz de la izquierda se prepara la
procedemos a hervirlo unos momentos. Después,
disolución de la galena. Para que el montaje funcione
llenamos el vaso de precipitados con agua fría y
mejor utilizaremos el tiro forzado, que consiste en
dejamos reposar para luego decantar sobre una cápsula
impulsar los gases con una corriente de aire. Para ello
de porcelana asegurándonos de no perder nada de
hemos utilizado una pequeña bomba de aire (Air pump,
plomo y retirar todo el aluminio con los dedos. Es
modelo AP-.9800).
necesario repetir el lavado varias veces para quedarse
exclusivamente con plomo. Por último, nos queda lavar
Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013
19
una última vez la masa de plomo con alcohol al 96 por
BIBLIOGRAFÍA
ciento y ponerlo a hervir un segundo. Cuando ya está
www.lenntech.es
seco se pesa en la balanza granatario el matraz con el
www.wikipedia.com
plomo y después sin el plomo y, por diferencia de las
www.britannica.com
dos masas, obtenemos la masa del plomo que contiene
Collins, Henry F., “The metallurgy of lead”, Charles
Griffin & Co. Ltd., Londres, 1910, pp. 460-
la galena.
461
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
La cantidad de galena que hemos utilizado para
conocer su contenido en plomo es 1,23 g y la cantidad
de plomo resultante tras el análisis es 2,65 g. La teoría
nos
dice
que
por
cada
239,3
g
de
galena
(considerándola sulfuro de plomo) se obtienen 207,2 g
de plomo, por lo que nosotros deberíamos haber
obtenido 0,89 g de plomo. Esto supone que hemos
cometido algún error en la realización del ensayo.
La determinación de plomo en la galena debería llevar
sobre 40 ó 50 minutos y los resultados serían exactos,
con errores del 0,1 al 0,5 por ciento (Collins, 1910).
Una posible justificación del error que hemos cometido
podría estar en que dejamos reposar más tiempo de lo
debido (varios días en vez de quince minutos) el plomo
precipitado después de añadir el aluminio. Después de
reposar, el aspecto de la masa de plomo, que era
negruzca en un principio, había cambiado y tenía un
color blanquecino, posiblemente causado por dióxido
de plomo que es más pesado que el plomo.
CONCLUSIÓN
Hemos estudiado el contenido en plomo de un mineral,
la galena, a través de un método llamado ensayo por
vía húmeda, que es fiable aunque tiene un margen de
error del 0,1 al 0,5 % por impurezas en el aluminio. Por
no realizar el procedimiento correctamente puede dar
lugar a errores como el nuestro, que nos da un
resultado muy alejado de la teoría con una diferencia
de 1,76 g, por lo que hay que respetar los pasos del
procedimiento para obtener un buen resultado. En
conclusión, no hemos hecho bien el trabajo y no hemos
logrado el objetivo propuesto, que era determinar el
contenido en plomo de la galena.
Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013
20
Síntesis del acetato de 3-metilbutilo
Daniel Bravo Bravo, David Bravo Martín y María Fernández García
En esta práctica, hemos realizado una reacción a reflujo mediante la esterificación de Fischer, en la que hemos
obtenido 7,9 gramos de acetato de 3-metilbutilo a partir de ácido acético y alcohol isoamílico. Para el mejor desarrollo
de la reacción, empleamos ácido sulfúrico como catalizador y sometemos al matraz de reacción, con la mezcla de
sustancias, a una temperatura aproximada de 60 grados centígrados sumergiéndolo en un cristalizador con agua que es
calentada. La reacción dura unos 30 minutos y produce gases que condensamos con un refrigerante. Cuando finaliza la
reacción, la sustancia se limpia y se le quita el exceso del ácido que nos servía para agilizar la reacción con una
disolución de bicarbonato sódico al 5% de concentración. Finalmente, decantamos la mezcla para quedarnos sólo con
la parte orgánica, que tiene un color amarillento y aroma a plátano.
Palabras clave: acetato de 3-metilbutilo, ácido acético, 3-metil-1-butanol, éster, esterificación de Fischer.
INTRODUCCIÓN
El éster que queremos sintetizar es el acetato de 3-
La síntesis orgánica es la construcción planificada de
metilbutilo, también llamado acetato de isoamilo. Se
moléculas orgánicas mediante reacciones químicas. A
presenta como un líquido incoloro y con un
menudo, las moléculas orgánicas pueden tener un
característico aroma a plátano. Es muy inflamable. El
mayor grado de complejidad comparadas con los
principal uso del acetato de isoamilo es el de
compuestos puramente inorgánicos. Así pues, la
aromatizante de ciertos productos como los refrescos.
síntesis de compuestos orgánicos se ha convertido en
Se usa como solvente, en la elaboración de perfumes y
uno de los ámbitos más importantes de la química
en esencias artificiales de frutas. También se emplea
orgánica.
los
como feromona para atraer a las abejas melíferas
compuestos que pueden ser sintetizados son los ésteres.
(www.wikipedia.org). Aunque se obtiene de forma
Los ésteres son compuestos que se forman por la unión
natural de algunas frutas como el plátano y las peras, se
de ácidos con alcoholes, generando agua como
sintetiza también artificialmente.
subproducto. Estos compuestos se pueden clasificar en
Al proceso de formación de un éster a partir de un
dos tipos: ésteres inorgánicos, que son los que derivan
ácido y un alcohol se le denomina esterificación. La
de un alcohol y de un ácido inorgánico, y ésteres
esterificación de Fischer-Speier o esterificación de
orgánicos, que derivan de un alcohol y un ácido
Fischer, reacción descrita por vez primera por Emil
orgánico. Los ésteres con bajo peso molecular son
Fischer y Arthur Speier en 1895, es un tipo especial de
líquidos volátiles de olor agradable y son los
esterificación que consiste en la formación de un éster
responsables de los olores de ciertas frutas. Los ésteres
por reflujo de un ácido carboxílico y un alcohol en
superiores, de elevado peso molecular, son sólidos
presencia de un catalizador ácido (Figura 1). La
cristalinos e inodoros, solubles en solventes orgánicos
mayoría de ácidos carboxílicos son aptos para la
e insolubles en agua. Por estas propiedades, tienen
reacción, pero el alcohol debe ser generalmente un
numerosas aplicaciones en la industria, desde su
alcohol primario o secundario. El catalizador más
utilidad como aroma tanto en dulces y bebidas como en
comúnmente usado para una esterificación de Fischer
perfumes, hasta su utilización como antiséptico
es el ácido sulfúrico. Los tiempos de reacción comunes
(www.químicayalgomás.es).
varían de 1 a 10 horas a temperaturas de 60-110°C.
(www.wikipedia.com).
Uno
de
(www.wikipedia.com).
Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013
O
H3C
+
C
CH3
HO
CH2 CH2 CH CH3
OH
21
reacción sea más completa. Después, añadimos 2ml de
catalizador, en nuestro caso ácido sulfúrico (H2SO4).
Lo siguiente que tenemos que hacer es montar el
3-metil-1-butanol
ácido acético
dispositivo para hacer la reacción a reflujo, como se
muestra en la Figura 2.
H2SO4
O
H3C
CH3
C
O
CH2 CH2
CH
CH3
acetato de 3-metilbutilo
+
H2O
agua
Figura 1: Esquema de la esterificación de Fischer que permite
obtener el acetato de 3-metilbutilo.
MATERIALES Y MÉTODOS
Nuestro objetivo en este trabajo es hacer la síntesis del
acetato de 3-metilbutilo. Para ello vamos a utilizar
como reactivos principales alcohol isoamílico (3-metil1-butanol) y ácido acético. El alcohol isoamílico es un
compuesto orgánico incoloro con la fórmula C5H11OH.
Posee una densidad de 0,8247 g/cm3 (a 0 °C) y tiene un
punto de ebullición de 131,6 °C. Es poco soluble en
agua, pero es más soluble en solventes orgánicos.
Posee un característico olor fuerte y un sabor muy
ardiente al paladar (www.esacademic.com). El ácido
Figura 2: Dispositivo para hacer la reacción a reflujo. El
acético es un ácido que se encuentra en el vinagre,
cristalizador contiene agua que se mantiene a 60 ºC. El matraz de
siendo el principal responsable de su sabor y olor
agrios. Su fórmula es CH3-COOH (C2H4O2).
reacción está conectado a un refrigerante que condensa los vapores
que se producen en la reacción. Las flechas indican el sentido en el
que circula el agua por el refrigerante.
Cogemos un matraz de reacción de fondo redondo, lo
colocamos dentro de un vaso de precipitados para que
Cuando tenemos esta estructura montada encendemos
se sujete y lo pesamos utilizando una balanza
el grifo y el refrigerante se llena de agua a temperatura
electrónica (modelo JB6000 de Jadever Scale CO,
ambiente. Como la reacción debe producirse a una
Taiwan, con una resolución de 0’1g y 600 g como peso
temperatura de 60 ºC, calentamos un baño de agua en
máximo). Echamos en el matraz de reacción 10 ml de
un cristalizador, controlando la temperatura con un
alcohol isoamílico (C5H11OH) con ayuda de una pipeta.
termómetro. Sujetamos el matraz de reacción al
Pesamos el matraz de reacción dentro del vaso de
refrigerante y lo sumergimos en el cristalizador. En ese
precipitados para medir la masa de alcohol que hemos
momento comienza la reacción, que se caracteriza
echado. Lo siguiente será añadir 12ml de ácido acético
porque el líquido adquiere un color amarillento.
(C2H4O2) en el matraz de reacción utilizando una
Dejamos pasar media hora en la que se están
pipeta. Este reactivo se añade en exceso para que la
condensando los vapores formados en la reacción al
subir por el refrigerante.
Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013
22
Mientras tanto, debemos preparar una disolución de
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
bicarbonato de sodio al 5%. Para ello, echamos en un
La sustancia orgánica que hemos obtenido ha adquirido
vaso de precipitados 75 ml de agua y 3,8 gramos de
un color amarillo y un fuerte olor a plátano,
bicarbonato de sodio. Esta disolución servirá para
característico del acetato de 3-metilbutilo.
neutralizar el exceso de ácido añadido al matraz de
A partir de 10 mililitros de alcohol isoamílico, que
reacción.
medidos en la balanza son 8,0 gramos, y 12 mililitros
Pasados los 30 minutos de la reacción, tenemos que
de ácido acético hemos obtenido 7,6 gramos de
desmontar el dispositivo de reflujo. Pasamos el
producto
contenido del matraz de reacción a un embudo de
isoamílico es el reactivo limitante, por lo que la masa
decantación, asegurándonos de que la llave del embudo
del ácido acético es irrelevante para calcular el
esté cerrada. En la parte de abajo del embudo queda la
rendimiento de esta reacción. Mediante cálculos
parte acuosa y arriba queda la parte orgánica. Para
estequiométricos sabemos que la cantidad de producto
eliminar el exceso de ácido, añadimos unos 25 ml de la
que deberíamos haber obtenido para llegar a un 100%
disolución
agitamos,
de rendimiento serían 11,8 g. Como nosotros hemos
levantamos el tapón del embudo de decantación para
obtenido 7,6 gramos, logramos un rendimiento del
que salgan los gases y lo volvemos a tapar. Esperamos
64%.
de
bicarbonato
de
sodio,
(acetato
de
3-metilbutilo).
El
alcohol
a que repose y veremos que se vuelven a formar dos
capas, una acuosa y otra orgánica. Separamos la acuosa
CONCLUSIÓN
y comprobamos si es ácida utilizando un trozo de papel
Hemos obtenido un éster con olor a plátano de gran
de pH. Como es ácida, añadimos otros 25 ml de la
utilidad en la industria como aroma, tanto en alimentos
disolución de bicarbonato de sodio y repetimos el
o golosinas como en perfumes. Los reactivos utilizados
mismo proceso de antes. La fase acuosa continúa
han sido el alcohol isoamílico y el ácido acético que,
siendo un poco ácida, así que lo volvemos a repetir con
mediante la esterificación de Fisher y con la ayuda del
los 25 ml de disolución de bicarbonato de sodio que
ácido sulfúrico como catalizador, han reaccionado
nos quedan. Para asegurarnos, hacemos un último
obteniendo un rendimiento en dicha reacción de un
lavado con 25 mililitros de agua, volvemos a decantar
64%, que son 7,6 gramos de producto. Este
y nos quedamos con la parte orgánica, que hay que
rendimiento se aproxima al máximo teórico, que es del
secar echando una espátula de sulfato de sodio en el
75% (www.scribd.com); un rendimiento alto que puede
embudo de decantación y luego agitando. Después,
favorecer su utilización en la industria.
cogemos un tubo de ensayo con su tapón y un vaso de
precipitados pequeño y lo pesamos todo junto en la
BIBLIOGRAFIA
balanza digital. Preparamos un filtro en un embudo de
http://es.wikipedia.org/wiki/S%C3%ADntesis_org%C3
vidrio. Colocamos el tubo de ensayo debajo del
%A1nica
embudo con el papel de filtro y echamos en él la
www.químicayalgomás.com
sustancia para separar el sulfato de sodio. Por último,
www.wikipedia.org
sólo nos queda pesar el tubo de ensayo tapado con el
http://es.wikipedia.org/wiki/Esterificaci%C3%B3n_de
vaso de precipitados pequeño, en el que se encuentra el
resultado de nuestro trabajo.
_Fischer-Speier
http://www.esacademic.com/dic.nsf/eswiki/58542
www.scribd.com
Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013
23
Determinación del agua de cristalización del sulfato de cobre(II)
Daniel Bravo Bravo, Ana Fuente García y María Fernández García
En este trabajo, hemos medido el agua de cristalización del sulfato de cobre(II). Hemos producido una reacción
química calentando el sulfato de cobre hidratado triturado para obtener sulfato de cobre anhidro. Tras medir las masas
de ambas sustancias en la balanza granatario, hemos calculado que, por cada mol de sulfato de cobre, hay 5 moles de
agua, por lo que determinamos que el agua de cristalización del sulfato de cobre es 5. Este resultado concuerda con el
dato teórico del agua de cristalización de esta sustancia.
Palabras clave: Sulfato de cobre, agua de cristalización.
INTRODUCCIÓN
químico,
Un hidrato es una sal que se ha combinado con una
(www.cencomin.com>productos).
textil
y
metalúrgico
proporción definida de moléculas de agua, y un anhidro
es una sustancia deshidratada. La sal hidratada y la sal
MATERIALES Y MÉTODOS
anhidra tienen distintas estructuras cristalinas, lo que
Nuestra finalidad en esta práctica ha sido determinar el
les concede diferentes propiedades. El agua de
agua de cristalización del sulfato de cobre. Lo primero
cristalización de un hidrato es la cantidad de agua que
que debemos hacer es triturar el sulfato de cobre con un
necesita la sal anhidra para convertirse en una sal
mortero de vidrio hasta convertirlo en polvo fino. A
hidratada. Es un término arcaico que precede a la
continuación, pesamos una cápsula de porcelana
química inorgánica estructural moderna y que proviene
pequeña y vacía con la balanza granatario y anotamos
de una época en la que las relaciones entre fórmula
su masa. Echamos tres espátulas del polvo fino del
mínima y estructura eran poco comprendidas. Sin
sulfato de cobre(II) en la cápsula que acabamos de
embargo, el término ha permanecido en el tiempo
pesar y la volvemos a pesar. Restando las dos medidas
(http://es.wikipedia.org/wiki/Agua_de_cristalizaci%C3
obtenemos la masa de sulfato de cobre hidratado.
%B3n). Las sales pueden perder su agua de
Seguidamente, preparamos un trípode con una rejilla y
cristalización por calefacción y se pueden volver a
un mechero Bunsen. Colocamos la cápsula sobre la
formar por reacción de la sustancia anhidra con el agua,
rejilla y calentamos el sulfato para deshidratarlo a
lo que demuestra que las fuerzas que mantienen unidas
fuego lento produciendo la reacción de deshidratación:
a las moléculas de agua en los hidratos no son muy
CuSO4 ⋅ nH 2O → CuSO4 + n H 2O
fuertes y que esta agua de cristalización se encuentra
En la reacción mostrada, obtenemos sulfato de cobre
dentro de las redes de los cristales, pero no formando
anhidro a partir de sulfato de cobre hidratado. Durante
enlaces covalentes. (www.buenastareas.com/ciencia).
el tiempo que se ha estado calentando, hemos movido
El sulfato de cobre(II) (CuSO4), también llamado
continuamente la sustancia con una varilla de vidrio
sulfato cúprico, vitriolo azul, caparrosa azul o
mientras sujetábamos la cápsula con una pinza de
calcantita, es una sal verde o gris-blanco pálido cuando
madera. Cuando hemos observado que el sulfato
está anhidro pero, cuando está en su estado hidratado,
adquiría un color grisáceo, hemos apagado el mechero,
se
retirado la cápsula del trípode y medido en la balanza
presenta
de
color
azul
brillante
(https://es.wikipedia.org/wiki/Sulfato_de_cobre_(II)).
granatario la masa del conjunto. Restando a esta
Las aplicaciones de este producto son variadas, siendo
medida la masa de la cápsula vacía, obtenemos la masa
las principales en el sector agrícola, zootécnico,
del sulfato de cobre anhidro. Todo este proceso lo
Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013
24
hemos repetido tres veces para corregir errores
moléculas de agua de cristalización del sulfato de
accidentales.
cobre(II) es 5.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
CONCLUSIONES
Los resultados obtenidos en el laboratorio vienen
Podemos afirmar que nuestros cálculos son bastante
recogidos en la Tabla 1. Para hallar la cantidad de
acertados porque varios autores indican que, por cada
sulfato de cobre hidratado, restamos de la masa de la
mol de sulfato de cobre, habrá 5 moles de agua de
cápsula con el sulfato de cobre hidratado la de la
cristalización
cápsula vacía. La masa de sulfato de cobre anhidro se
Sulfatocuprico/Sulfato%20de%20cobreSB.pdf)
calcula de la misma manera. La cantidad de agua
nuestro valor es de 5,3. El resultado que más se desvía
retirada es la diferencia entre la masa de sulfato de
del comportamiento teórico es el primero. Esto puede
cobre hidratado y anhidro. Para hallar la cantidad del
ser debido a la humedad del ambiente, que puede
agua de cristalización del sulfato de cobre hay que
aportar moléculas de agua al sulfato deshidratado, u
tener en cuenta que, de acuerdo con la reacción de
otros errores experimentales como el tiempo de
deshidratación mostrada anteriormente, por cada mol
calentamiento ya que, si se calienta demasiado el
de sulfato de cobre anhidro formado habrá n moles de
sulfato de cobre, se puede transformar en óxido.
(http://www.heurema.com/PQ/PQ3y
agua. Sabiendo que las masas moleculares del sulfato
de cobre y del agua son 159,6 g/mol y 18 g/mol
BIBLIOGRAFIA
respectivamente, podemos determinar la proporción
http://es.wikipedia.org/wiki/Agua_de_cristalizaci%C3
relativa de moléculas de agua por cada molécula de
https://es.wikipedia.org/wiki/Sulfato_de_cobre_(II)
sulfato de cobre utilizando la Ecuación 1.
www.cencomin.com>productos
M Ag
n=
MC
(g)
56,90
56,09
56,81
MC+H
(g)
66,30
63,14
64,70
MC+A
(g)
62,55
60,81
61,92
18
MA
%B3n
(1)
Sulfatocuprico/Sulfato%20de%20cobreSB.pdf
159,6
MH
(g)
9,40
7,05
7,89
http://www.heurema.com/PQ/PQ3-
MA
(g)
5,65
4,72
5,11
MAg
(g)
3,75
2,33
2,78
n
5,9
5,3
4,8
Tabla 1: Resultados obtenidos en las medidas realizadas en el
laboratorio. MC es la masa de la cápsula de porcelana utilizada en
cada experimento, MC+H es la masa de la cápsula con el sulfato de
cobre hidratado, MC+A la masa de la cápsula con el sulfato de cobre
anhidro, MH es la masa de sulfato de cobre hidratado, MA la masa de
sulfato de cobre anhidro, MAg la masa de agua eliminada y n el
número de moléculas de agua que cristalizan con cada molécula de
sulfato de cobre.
El resultado que hemos obtenido es de 5,3 moléculas
de agua de cristalización. Dado que n debe ser un
número entero, podemos concluir que el número de