UNIVERSIDAD CATÓLICA DE OCCIDENTE FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA QUÍIMICA TÉCNICA PRÁCTICA SOBRE INSTRUMENTOS DE LABORATORIO ENTREGA: Miércoles, 29 de marzo de 2006. ÍNDICE Introducción.. iv Objetivos. 5 Objetivo General.. . . . . ... 5 Objetivos Específicos... . . . . . 5 Instrumentos de laboratorio... . . 6 Clasificación del instrumental de laboratorio. . . . 6 Utensilios de sostén........ 6 Utensilios de uso específico..... 6 Utensilios volumétricos... . . . .. 6 Utensilios usados como recipientes. 6 Aparatos... . . . . . . .. 6 Grupo 1. Utensilios De Sóstén (UDS) 7 Adaptador para pinza para refrigerante o pinza holder 7 1 Anillo de hierro... . . . . . 7 Bordes... . . . . . . . . .. 7 Gradilla... . . . . . . . .. 7 Pinzas para cápsula de porcelana.. 7 Pinzas para crisol... . . . . . 8 Pinzas para tubo de ensayo... . 8 Pinzas para vaso de precipitado... . 8 Soporte universal... . . . . . .. 8 Tela de alambre... 8 Triángulo de porcelana... . . 9 Tripié.............. 9 Grupo 2. Utensilios de uso específico. (UDUE). 9 Adaptadores tipo caimán. ... . . 9 Agitador de vidrio. ... . . . . . 9 Alargadera de destilación. ... . . 10 Aparato de destilación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Aparato de extracción SOXHLET. 10 Baño maría cromado. ... . . . . 11 Calorímetro. ... . . . . . .. . 11 Cápsula de porcelana... . . . . . 11 Crisol de porcelana... . . . . . 11 Cristalizador. ... . . . . . . 11 Cuba hidroneumática... . . . . 12 Cucharilla de combustión. ... . . . 12 Desecador... . . . . . . .. 12 Embudo de Buchner... . . . . . 13 2 Embudo de polietineno... . . . . 13 Embudo de seguridad recto... . . 13 Embudo de separación... . . . .. 13 Embudo estriado de tallo corto.... 14 Embudo estriado de tallo largo.... 14 Escobillón para bureta... . . . 14 Escobillón para matraz aforado 14 Escobillón para tubo de ensayo 14 Espátula... . . . . . . . .. 14 Manómetro abierto... . . . 15 Matraz de destilación... . . . 15 Matraz Kitazato... . . . . . 15 Mechero de bunsen... . . . 16 Mortero de porcelana con pistilo o mano 16 Refrigerante de rosario... . . 16 Refrigerante de serpentín... . . 17 Refrigerante recto... . . . . . 17 Retorta... . . . . . . . . 17 Taladracorchos... . . . . . . 17 Termómetro... . . . . . . . 17 Tubo de hule látex... . . . . . 18 Tubo de Thiele... . . . . . .. 18 Tubos de desecación... . . . 18 Vasos de precipitados... . . . . 18 Vidrio de reloj... . . . . . . 18 Grupo3. Utensilios volumétricos. (UV) ... 18 3 Bureta... . . . . . . . . .. 18 Matraz volumétrico... . . . . 19 Pipetas... . . . . . . . . . 19 Probeta... . . . . . . . .. 20 Frasco gotero... . . . . . . . 20 Frascos reactivos... . . . . . 20 Matraz balón... . . . . . 21 Matraz balón de fondo plano... . . 21 Matraz Erlenmeyer... . . . . .. 21 Piseta... . . . . . . . . .. 21 Tubos de ensayo... . . . . . .. 21 Grupo No. 4 Aparatos... . . . .. 22 Balanza analítica... . . . . . .. 22 Balanza granataria... . . . . 22 Agitador magnético... . . . . . 22 Potenciometro. (Medidor de pH) ... 22 Mufla... . . . . . . . . . 23 Parrilla eléctrica... . . . . . . 23 Símbolos de riesgo o peligrosidad.. 23 Tabla de símbolos de riesgo o peligrosidad. . . 24 Reacciones Químicas... . . . 26 Experimento de mezclar Aluminio (Al) con Ácido Clorhídrico (HCl) ... 27 Utilidad del papel tornasol... 29 Explicación del funcionamiento del mechero de Bunsen.. 29 Conclusión 32 Bibliografía... . . . . . . .. 33 4 INTRODUCCIÓN En este reporte se dan a conocer los instrumentos de laboratorio básicos que estaremos utilizando en cada una de nuestras prácticas. Es de gran importancia reconocer e identificar los diferentes instrumentos o herramientas de laboratorio, ya que de esta manera seremos capaces de utilizarlos adecuadamente y también de llamarlos por su nombre y conocer su utilidad. A través de las páginas que veremos en este trabajo, presentamos información elemental sobre lo aprendido durante la práctica de laboratorio así como también profundizamos y damos explicaciones sencillas y de gran importancia sobre cada proceso que se lleva a cabo químicamente en los experimentos realizados. Sabemos que la mejor forma de aprender es haciendo y llevando a la práctica los conocimientos teóricos, de manera que podamos enriquecer y fortalecer nestra experiencia en el amplio mundo de la química. Hemos tratado de presentar el mayor número de imágenes e ilustraciones posibles para que la lectura resulte amena e interesante y que al mismo tiempo sea much más fácil comprender lo que se dice y explica. Deseamos que al terminar la lectura de nuestro trabajo, sea fácil comprender y tener una idea clara y general de los instrumentos básicos que se utilizan en un laboratorio de química y algunos experimentos y explicaciones interesantes que aquí se presentan. OBJETIVOS Objetivo General • Conocer los instrumentos básicos utilizados en un laboratorio al igual que los símbolos de riesgo y de peligrosidad. Objetivos Específicos • Conocer el nombre de cada instrumento utilizados en el laboratorio para realizar las prácticas. • Comprender e identificar la utilidad de los instrumentos y equipo de laboratorio. • Identificar los símbolos de peligrosidad para ser cuidadosos y no poner en riesgo la salud y la vida de otros ni la de nosotros mismos. • Explicar científicamente cada uno de los experimentos desarrollados en la práctica de laboratorio. INSTRUMENTOS DE LABORATORIO Clasificación del Instrumental de Laboratorio. El material que aquí se presenta se clasifico en aparatos y utensilios. Los aparatos se clasificaron de acuerdo a los métodos que estos utilizan en: Aparatos basados en métodos mecánicos y en aparatos basados en métodos electrométricos. Los utensilios a su vez se clasificaron de acuerdo a su uso en: Utensilios de sostén, utensilios de uso específico, utensilios volumétricos y en utensilios utilizados como recipientes o simplemente "recipientes". Para facilitar la comprensión e identificación del instrumental de laboratorio esté se agrupo de acuerdo a su clasificación y de acorde a ello se va a ir detallando. 5 Utensilios de sostén. Son utensilios que permiten sujetar algunas otras piezas de laboratorio. En este material bibliográfico se le asignaron las siglas UDS. Utensilios de uso específico. Son utensilios que permiten realizar algunas operaciones específicas y sólo puede utilizarse para ello en este material bibliográfico se le asignaron las siglas UDUE. Utensilios volumétricos. Son utensilios que permiten medir volúmenes de sustancias líquidas. En este material bibliográfico se le asignaron las siglas UV . Utensilios usados como recipientes. Son utensilios que permiten contener sustancias en este material bibliográfico se le asignaron las siglas UUCR. Aparatos. Son instrumentos que permiten realizar algunas operaciones específicas y sólo puede utilizarse para ello en este material bibliográfico se le asignaron las siglas ABBM a los aparatos basados en métodos mecánicos y las siglas: ABME para los aparatos basados en medios electromécanicos. En cuanto al orden de aparición de las tablas estas van a seguir el siguiente orden: • Utensilios de sostén (UDS). • Utensilios de uso específico (UDUE). • Utensilios volumétricos (UV). • Aparatos. Grupo 1. Utensilios de sostén. (UDS) Adaptador para pinza para refrigerante o pinza Holder Este utensilio presenta dos nueces . Una nuez se adapta perfectamente al soporte universal y la otra se adapta a una pinza para refrigerante de ahí se deriva su nombre. Están hechos de una aleación de níquel no ferroso Anillo de hierro 6 Es un anillo circular de Fierro que se adapta al soporte universal. Sirve como soporte de otros utensilios como: Vasos de precipitados., Embudos de separación, etcétera. Se fabrican en hierro colado y se utilizan para sostener recipientes que van a calentarse a fuego directo. Bornes Es un utensilio que permite sujetar cables o láminas para conexiones eléctricas. Están hechos de acero inoxidable. Gradilla 7 Utensilio que sirve para colocar tubos de ensayo.Este utensilio facilita el manejo de los tubos de ensayo. Pinzas para cápsula de porcelana Permiten sujetar cápsulas de porcelana. Pinzas para crisol 8 Permiten sujetar crisoles Pinzas para tubo de ensayo Permiten sujetar tubos de ensayo y si éstos se necesitan calentar, siempre se hace sujetándolos con estas pinzas, esto evita accidentes como quemaduras. Pinzas para vaso de precipitado 9 Estas pinzas se adaptan al soporte universal y permiten sujetar vasos de precipitados. Soporte Universal Es un utensilio de hierro que permite sostener varios recipientes. Tela de alambre 10 Es una tela de alambre de forma cuadrangular con la parte central recubierta de asbesto, con el objeto de lograr una mejor distribución del calor. Se utiliza para sostener utensilios que se van a someter a un calentamiento y con ayuda de este utensilio el calentamiento se hace uniforme. Triángulo de porcelana Permite calentar crisoles. Tripié 11 Son utensilios de hierro que presentan tres patas y se utilizan para sostener materiales que van a ser sometidos a un calentamiento. Grupo 2. Utensilios de uso específico. (UDUE) Adaptadores tipo caimán Posee 20 cables de varios colores,con 16 alambres de 24 pulgadas de largo con piezas banana caimán y adaptadores para batería. Agitador de vidrio 12 Están hechos de varilla de vidrio y se utilizan para agitar o mover sustancias, es decir, facilitan la homogenización. Alargadera de destilación Este dispositivo presenta un brazo con un ángulo de 75 grados, en este brazo se conecta un condensador. Aparato de destilación 13 Consta de tres partes: a) Un matraz redondo de fondo plano con salida de un lado con boca y tapón esmerilado. b) Una alargadera de destilación con boca esmerilada que va conectada del refrigerante al matraz. c) Refrigerante de serpentín con boca esmerilada. Este aparato se utiliza para hacer destilaciones de algunas sustancias. Aparato de extracción SOXHLET Este aparato consta de 3 piezas: a) Un matraz redondo fondo plano con boca esmerilada. 14 b) Una camisa de extracción. Esta se ensambla al matraz. c) Refrigerante de reflujo. Este aparato se utiliza para extracciones sólido−líquido. Baño maría cromado Es un dispositivo circular que permite calentar sustancias en forma indirecta. Es decir permite calentar sustancias que no pueden ser expuestas a fuego directo. Calorímetro Es un dispositivo que permite determinar el calor específico de algunas sustancias. Cápsula de porcelana 15 Este utensilio está constituido por porcelana y permite calentar algunas sustancias o carbonizar elementos químicos, es un utensilio que soporta elevadas temperaturas. Al usar la capsula de porcelana se debe tener en cuenta que esta no puede estar vencida, pues de lo contrario, podría llegar a estallar. Crisol de porcelana Este utensilio permite carbonizar sustancias, se utiliza junto con la mufla con ayuda de este utensilio se hace la determinación de nitrógeno. Cristalizador 16 Este utensilio permite cristalizar sustancias. Cuba hidroneumática Es una caja cromada con saluda lateral.Es un utensilio que tiene 30 cm de largo por 10 cm de altura. Se utiliza para la obtención de gases por desplazamiento de agua. Cucharilla de combustión 17 Es un utensilio que tiene una varilla de 50 cm de largo. Se utiliza para realizar pequeñas combustiones de sustancias, para observar: por ejemplo el tipo de flama. Desecador Es un utensilio de vidrio aunque existen algunos que están hechos de plástico. Los desecadores de vidrio tienen paredes gruesas y forma cilíndrica, presentan una tapa esmerilada que se ajusta herméticamente para evitar que penetre la humedad del medio ambiente. En su parte interior tienen una placa o plato con orificios que varía en número y tamaño. Estos platos pueden ser de diferentes materiales como: porcelana, o nucerite (combinación de cerámica y metal). Embudo de Buchner 18 Son embudos de porcelana o vidrio de diferentes diámetros, en su parte interna se coloca un disco con orificios, en él se colocan los medios filtrantes. se utiliza para realizar filtraciones al vacío. Embudo de polietineno Es un utensilio que presenta un diámetro de 90 mm. Se utiliza para adicionar sustancias a matraces y como medio para filtrar. Esto se logra con ayuda de un medio poroso (filtro). Embudo de seguridad recto 19 Es un utensilio que presenta un diámetro de 6mm. Se utiliza para adicionar sustancias a matraces y como medio para evacuarlas cuando la presión aumenta. Embudo de separación Es un embudo tiene la forma de un globo, existen en diferentes capacidades como: 250 ml, 500 ml. Se utiliza para separar líquidos inmiscibles. Embudo estriado de tallo corto 20 Es un utensilio que permite filtrar sustancias los hay de: vidrio y de plástico. Embudo estriado de tallo largo Es un utensilio que permite filtrar sustancias. Escobillón para bureta 21 Es un utensilio que permite lavar buretas. Escobillón para matraz aforado Es un utensilio que presenta una forma curva y por esa razón facilita la limpieza de los matraces aforados. Escobillón para tubo de ensayo 22 Es un utensilio con diámetro pequeño y por esa razón se puede introducir en los tubos de ensayo para poder lavarlos. Espátula Es un utensilio que permite tomar sustancias químicas con ayuda de este utensilio evitamos que los reactivos se contaminen. Manómetro abierto 23 Este utensilio permite medir la presión de un gas. Matraz de destilación Son matraces de vidrio con una capacidad de 250 ml. Se utilizan junto con los refrigerantes para efectuar destilaciones. Matraz Kitazato 24 Es un matraz de vidrio que presenta un vástago. Están hechos de cristal grueso para que resista los cambios de presión. Se utiliza para efectuar filtraciones al vacío. Mechero de bunsen Es un utensilio metálico que permite calentar sustancias. Este mechero de gas que debe su nombre al químico alemán ROBERT W. BUNSEN. Puede proporciona una llama caliente (de hasta 1500 grados centígrados), constante y sin humo, por lo que se utiliza mucho en los laboratorios. Está formado por un tubo vertical metálico, con una base, cerca de la cual tiene la entrada de gas, el tubo también presenta un orificio para la entrada de aire que se regula mediante un anillo que gira. Al encender el mechero hay que mantener la entrada del aire cerrada; después se va abriendo poco a poco. Para apagar el mechero se cierra el gas. Con ayuda del collarín se regula la entrada de aire. Para lograr calentamientos adecuados hay que regular la flama del mechero a modo tal que ésta se observe bien oxigenada (flama azul). Mortero de porcelana con pistilo o mano 25 Son utensilios hechos de diferentes materiales como: porcelana, vidrio o ágata, los morteros de vidrio y de porcelana se utilizan para triturar materiales de poca dureza y los de ágata para materiales que tienen mayor dureza. Refrigerante de rosario Es un refrigerante que también recibe el nombre de: Refrigerante de Allin. Es un tubo de vidrio que presenta en cada extremo dos vástagos dispuestos en forma alterna. En la parte interna presenta otro tubo que se continúa al exterior, terminando en un pico gotero. Su nombre se debe al tubo interno que presenta. Se utiliza como condensador en destilaciones. Refrigerante de serpentín 26 Es un refrigerante que también recibe el nombre de: Refrigerante de Graham. Su nombre se debe a la característica de su tubo interno en forma de serpentín. Se utiliza para condensar líquidos. Refrigerante recto Es un refrigerante que también recibe el nombre de: Refrigerante de Liebing. Su nombre se debe a que su tubo interno es recto y al igual que los otros dos refrigerantes se utiliza como condensador. Retorta 27 Es un dispositivo de vidrio que se utiliza para realizar destilaciones con algunas sustancias. Taladracorchos Es un dispositivo que también se conoce con el nombre de: horadador, es un utensilio que permite horadar tapones. Termómetro 28 Es un utensilio que permite observar la temperatura que van alcanzando algunas sustancias que se están calentando. Si la temperatura es un factor que afecte a la reacción permite controlar el incremento o decremento de la temperatura. Tubo de hule látex Permite realizar conexiones, es decir interconectar varios dispositivos. Tubo de Thiele 29 Es un utensilio que se utiliza para determinar puntos de fusión. Tubos de desecación Permiten hacer desecaciones de sustancias químicas. Vasos de precipitados 30 Son utensilios que permiten calentar sustancias hasta obtener precipitados. Vidrio de reloj Es un utensilio que permite contener sustancias corrosivas. Grupo3. Utensilios volumétricos.(UV) Bureta 31 Es un utensilio que permite medir volúmenes, es muy útil cuando se realizan neutralizaciones. Matraz volumétrico Son matraces de vidrio que se utilizan cuando se preparan soluciones valoradas, los hay de diversas medidas como: de 50 ml, 100 ml, 200 ml, 250 ml, 500 ml,1 L. étc. Pipetas 32 Son utensilios que permiten medir volúmenes. Las hay en dos presentaciones: a) Pipetas graduada: Es un elemento de vidrio que sirve para dar volúmenes exactos, con esta pipeta, se pueden medir distintos volúmenes de líquido, ya que lleva una escala graduada. b) Pipeta volumétrica: Es un elemento de vidrio, que posee un único valor de medida, por lo que sólo puede medir un volumen. Las pipetas graduadas permiten medir volúmenes intermedios, pues están graduadas, mientras que las pipetas vulumétricas sólo miden el volúmen que viene indicado en ellas. Probeta Es un utensilio que permite medir volúmenes están hechas normalmente de vidrio pero también las hay de plástico. Así mismo las hay de diferentes tamaños (volúmenes). Frasco gotero 33 Permite contener sustancias. Posee un gotero y por esa razón permite dosificar las sustancias en pequeñas cantidades. Frascos reactivos Permiten guardar sustancias para almacenarlas, los hay de color ámbar y transparentes, los primeros se utilizan para guardar sustancias que son afectadas por los rayos del sol, los segundos se utilizan para contener sustancias que no son afectadas por la acción de los rayos del sol. Matraz balón 34 Es un recipiente que permite contener sustancias. Matraz balón de fondo plano Es un recipiente que se utiliza para contener sustancias es una variación del matraz balón. Matraz Erlenmeyer 35 Es un recipiente que permite contener sustancias o calentarlas. Piseta Es un recipiente que se utiliza para contener agua destilada, este recipiente permite enguajar electródos. Tubos de ensayo 36 Estos recipientes sirven para hacer experimentos o ensayos, los hay en varias medidas y aunque generalemnte son de vidrio también los hay de plástico. Grupo No. 4 Aparatos Balanza analítica Es un aparato que está basado en métodos mecánicos tiene una sensibilidad de hasta una diezmilésima de gramo. Balanza granataria 37 Es un aparato basado en métodos mecánicos tiene una sensibilidad de una décima de gramo. Agitador magnético Este aparato tiene un agitador magnético y por esta razón permite calentar sustancias en forma homogénea. Potenciómetro. (Medidor de pH) 38 Es un aparato que permite medir que tan alcalina (básica) o ácida esta una sustancia. Mufla Es un aparato que permite desecar sustancias. Parrilla eléctrica 39 Permite calentar sustancias. SÍMBOLOS DE RIESGO O PELIGROSIDAD Para la correcta manipulación de los productos peligrosos es imprescindible que el usuario sepa identificar los distintos riesgos intrínsecos a su naturaleza, a través de la señalización con los símbolos de peligrosidad respectivos. Los símbolos de riesgo o peligrosidad son pictogramas o representaciones impresas en fondo anaranjado, utilizados en rótulos o informaciones de productos químiocos. Éstos sirven para advertir sobre la peligrosidad o riesgo de un producto. La etiqueta es, en general, la primera información que recibe el usuario y es la que permite identificar el producto en el momento de su utilización. Todo recipiente que contenga un producto químico peligroso debe llevar, obligatoriamente, una etiqueta bien visible en su envase que, redactada en el idioma oficial del Estado, contenga: a) Nombre de la sustancia o del preparado. Incluido, en el caso de los preparados y en función de la peligrosidad y de la concentración de los distintos componentes, el nombre de alguno(s) de ellos b) Nombre, dirección y teléfono del fabricante o importador. Es decir del responsable de su comercialización. Ahora se presenta una tabla con los símbolos de peligrosidad y su respectivo significado: TABLA DE SÍMBOLOS DE RIESGO O PELIGROSIDAD 40 E Explosivo O Comburente F+ Extremadamente inflamable F Fácilmente inflamable T+ Muy Tóxico Clasificación: Sustancias y preparaciones que reaccionan exotérmicamente también sin oxígeno y que detonan según condiciones de ensayo fijadas, pueden explotar al calentar bajo inclusión parcial. Precaución: Evitar el choque, Percusión, Fricción, formación de chispas, fuego y acción del calor. Clasificación: (Peróxidos orgánicos). Sustancias y preparados que, en contacto con otras sustancias, en especial con sustancias inflamables, producen reacción fuertemente exotérmica. Precaución: Evitar todo contacto con sustancias combustibles. Peligro de inflamación: Pueden favorecer los incendios comenzados y dificultar su extinción. Clasificación: Líquidos con un punto de inflamación inferior a 0ºC y un punto de ebullición de máximo de 35ºC. Gases y mezclas de gases, que a presión normal y a temperatura usual son inflamables en el aire. Precaución: Mantener lejos de llamas abiertas, chispas y fuentes de calor. Clasificación: Líquidos con un punto de inflamación inferior a 21ºC, pero que NO son altamente inflamables. Sustancias sólidas y preparaciones que por acción breve de una fuente de inflamación pueden inflamarse fácilmente y luego pueden continuar quemándose ó permanecer incandescentes. Precaución: Mantener lejos de llamas abiertas, chispas y fuentes de calor. Clasificación: La inhalación y la ingestión o absorción cutánea en MUY pequeña cantidad, pueden conducir a daños de considerable magnitud para la salud, posiblemente con consecuencias mortales. Precaución: Evitar cualquier contacto con el 41 cuerpo humano , en caso de malestar consultar inmediatamente al médico! T Tóxico C Corrosivo Xi Irritante Clasificación: La inhalación y la ingestión o absorción cutánea en pequeña cantidad, pueden conducir a daños para la salud de magnitud considerable, eventualmente con consecuencias mortales. Precaución: evitar cualquier contacto con el cuerpo humano. En caso de malestar consultar inmediatamente al médico. En caso de manipulación de estas sustancias deben establecerse procedimientos especiales! Clasificación: Sustancias y preparaciones que reaccionan exotérmicamente también sin oxígeno y que detonan según condiciones de ensayo fijadas, pueden explotar al calentar bajo inclusión parcial. Precaución: Evitar el choque, Percusión, Fricción, formación de chispas, fuego y acción del calor. Clasificación: Sin ser corrosivas, pueden producir inflamaciones en caso de contacto breve, prolongado o repetido con la piel o en mucosas. Peligro de sensibilización en caso de contacto con la piel. Clasificación con R43. Precaución: Evitar el contacto con ojos y piel; no inhalar vapores. Clasificación: En el caso de ser liberado en el medio acuático y no acuático puede producirse un daño del ecosistema por cambio del equilibrio natural, inmediatamente o con posterioridad. Ciertas sustancias o sus productos de N Peligro para el medio transformación pueden alterar simultáneamente ambiente diversos compartimentos. Precaución: Según sea el potencial de peligro, no dejar que alcancen la canalización, en el suelo o el medio ambiente! Observar las prescripciones de eliminación de residuos especiales. Reacciones Químicas Una reacción química ocurre cuando una o varias sustancias se transforman en otras nuevas, con propiedades físicas y químicas diferentes. Generalmente están acompañadas de algún cambio observable como cambio de color, olor, producción de gases, formación de precipitado, variación de la temperatura, etc. En las reacciones químicas podemos reconocer dos tipos de sustancias, los reactivos y los productos. Los reactivos son las sustancias que se ponen en contacto para que ocurra la reacción química. Los productos son 42 las sustancias obtenidas luego de que ocurre la reacción química. Al ocurrir un cambio químico ocurre la ruptura de enlaces o la formación de enlaces nuevos, por lo que se requiere un aporte de energía o un desprendimiento de energía. Una reacción química se considera endergónica cuando se absorbe energía, o requiere de energía para llevarse a cabo (endotérmica si se trata de energía térmica). Una reacción química se considera exergónica cuando la reacción desprende energía (exotérmica si se trata de energía térmica). Una reacción química también se clasifica según el tipo de sustancia en reacciones de combinación (se produce un solo compuesto a partir de dos o más sustancias), descomposición (el reactivo se separa en varias sustancias), desplazamiento (un elemento toma el lugar de otro en un compuesto) o doble desplazamiento (desplazamiento de aniones por aniones y de cationes por cationes). Experimento de mezclar Aluminio (Al) con Ácido Clorhídrico (HCl) La realización de experimentos tiene una importancia fundamental en el proceso de aprendizaje de la Química. Los conocimientos teóricos deben ponerse a prueba en la práctica para obtener un mejor aprendizaje, tal como lo dijo Confucio: Me lo contaron y lo olvide. Lo vi y lo entendí. Lo hice y lo aprendí. Mediante este experimento observaremos una reacción química. Para el desarrollo necesitaremos los siguientes instrumentos de laboratorio: a) Gradilla. b) Tubos de ensayo. c) Pinzas para tubos de ensayo. Los reactantes que utilizaremos son: a) Ácido clorhídrico (HCl) b) Aluminio (Al) en trozos (papel de Aluminio). El procedimiento es el siguiente: en un tubo de ensayo colocamos 5 ml de Ácido Clorhídrico en estado líquido. Luego agregamos algunos pequeños trozos de Aluminio en estado sólido (papel de Aluminio en nuestro experimento). Se debe tener la precaución de hacerlo despacio. Este experimento también se puede hacer con agua (H2O) y Cloruro de Sodio (HCl), no necesariamente tiene que ser Cloruro de Sodio puro para que resulte bien nuestro experimento. Un esquema gráfico del con su respectiva ecuación química y balanceo del experimento se presenta a continuación: 43 Lo que ocurre durante el experimento es que se observa un burbujeo y el Aluminio se empieza a deshacer, al tiempo que se produce calor y hay desprendimiento de vapor o vaporación. En este experimento observamos definitivamente una reacción química, pues el Aluminio ya no se puede recuperar porque ha sufrido una transformación o cambio químico. Afirmamos que esta reacción es exotérmica porque desprende calor. Al tocar el tubo de ensayo sentimos cómo la temperatura aumenta al producirse la reacción química. UTILIDAD DEL PAPEL TORNASOL El tornasol es una sustancia colorante extraída de la planta tornasol y presente también en diversas especies de líquenes. Se usa en química analítica como indicador. 44 Los indicadores se utilizan para obtener información sobre el grado de acidez o pH de una sustancia, o sobre el estado de una reacción química en una disolución que se está valorando o analizando. Uno de los indicadores más antiguos es el tornasol, un tinte vegetal que adquiere color rojo en las disoluciones ácidas y azul en las bases. Este instrumento es de gran utilidad ya que a través del cambio de color a rojo o a azul, nos permita conocer si un objeto o un líquido es un ácido o si es una base. EXPLICACIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DEL MECHERO DE BUNSEN El mechero es un instrumento de laboratorio de gran utilidad. Fué diseñado con el propósito de obtener una llama que proporcione máximo calor y no produzca depósitos de hollín al calentar los objetos. La llama del mechero es producida por la reacción química de dos gases: un gas combustible (propano, butano, gas natural) y un gas comburente (oxígeno, proporcionado por el aire). El gas que penetra en un mechero pasa a través de una boquilla cercana a la base del tubo de mezcla gas−aire. El gas se mezcla con el aire y el conjunto arde en la parte superior del mechero. La reacción química que ocurre, en el caso de que el combustible sea el propano (C3H8) y que la combustión sea completa, es la siguiente: C3H8(g) + 5 O2(g) −−−> 3 CO2(g) + 4 H2O(g) + calor La llama es considerada como una combustión visible que implica desprendimiento de calor a elevada temperatura; ésta última depende entre otros factores de: la naturaleza de los gases combustibles y de la proporción combustible−comburente. En el caso del propano, la proporción de la mezcla es de cinco partes de aire por una de gas, obteniéndose una llama de color azul. Si se reduce el volumen de aire, el mechero producirá una llama amarilla luminosa y humeante. Cuando el mechero funciona con la proporción adecuada de combustible y comburente, la llama presenta dos zonas (o conos) diferentes. El cono interno está constituído por gas parcialmente quemado, el cual es una mezcla de monóxido de carbono (CO), hidrógeno (H2), dióxido de carbono (CO2) y nitrógeno (N2). En el cono exterior esa mezcla de gases arde por completo gracias al oxígeno del aire circundante. Esta es la parte más caliente de la llama. La llama amarilla humeante tiene un bajo poder calorífico y lo comprobamos al ver que humea, pues al exponer una cápsula de porcelana a la llama amarilla, la cápsula color blanco queda humeada debido a la 45 llama amarilla. Por el contrario, la llama azul tiene un alto poder calorífico y es por ello ideal para experimentos de laboratorio. Por ello debemos saber manejar el mechero de Bunsen. Al abrir ventana, el gas se mezcla con Oxígeno, y se genera la llama azul que es la que tiene el mayor potencial calorífico. Por el contrario, al cerrar ventana, la llama se pone amarilla y grande, siendo una llama que ahuma, con bajo potencial calorífico, no ideal para trabajos de laboratorio. El mechero comúnmente empleado es el mechero Bunsen, el cual recibe su nombre del químico alemán del siglo XIX Robert Wilhem Bunsen (1811 − 1899). Existen otros mecheros de uso en el laboratorio, por ejemplo, el Tirrill, donde tanto el aporte de gas como el de aire pueden ajustarse con el fin de obtener una combustión óptima y una temperatura de la llama de más de 900 ºC. El mechero Meker, tiene el tubo quemador mas ancho y tiene una malla montada en su parte superior. Esto produce un cierto número de pequeñas llamas Bunsen, las zonas exteriores de las cuales se funden para dar una llama maciza, exenta de la zona central mas fría. Con este mechero se obtienen temperaturas superiores a los 1000 oC. CONCLUSIÓN Luego de haber realizado la práctica de laboratorio y al presentar este reporte, hemos adquirido nuevos conocimientos y pudimos experimentar y llevar a la práctica los conocimientos teóricos. La química es una rama amplia y profunda pero al investigar y desarrollar experimentos de manera sistemática y paso a paso, nos resulta sumamente interesante y divertido el estudio de esta ciencia. Todo a nuestro alrededor es un constante desarrollo de procesos químicos, por lo cual no podemos ignorar ni menospreciar la importancia de esta ciencia para nosotros y para cada persona. Hemos hecho nuestro mejor esfuerzo por presentar los temas de la forma más ordenada posible, clasificando la información por temas de acuerdo a lo aprendido y desarrollado en la práctica de laboratorio. Deseamos que este trabajo sea de gran utilidad y provecho para cada persona que lo lea y que podamos continuar aprendiendo y ampliando nuestros conocimientos y experiencias en el campo de la química. BIBLIOGRAFÍA • El Circo de la Ciencia. 46 http://ciencias.unizar.es/circo/images/chemistry.jpg • Wanadoo. El Rincón del Vago. http://html.rincondelvago.com/instrumentos−de−laboratorio_3.html http://html.rincondelvago.com/acidos−y−bases_2.html • Universidad Politécnica de Valencia. Servicio de Prevención de Riesgos Laborales. http://images.google.com.sv/imgres?imgurl=http://www.sprl.upv.es/images/manualelec1.gif&imgrefurl=http://www.sp • Wikipedia. La Enciclopedia Libre. http://pt.wikipedia.org/wiki/S%C3%ADmbolo_de_risco • TEXCA. Tecnología de Equipos a Prueba de Explosión. http://www.texca.com/simbolos.htm • Funcación CIENTEC http://www.cientec.or.cr/exploraciones/ponenciaspdf/WagnerCastro.pdf • Universidad de Antioquía. Vicerrectoría de Docencia. http://docencia.udea.edu.co/cen/tecnicaslabquimico/01intro/intro01.htm • Ministerio de Trabajo y Asuntos Sociales. España. http://www.mtas.es/insht/ntp/ntp_459.htm 40 iv 47
