Universidad Nacional del Callao Facultad de Ingeniería Química
Tema: Informes de laboratorios Profesor : Integrantes: _ Alvino Mamani, Henry _ Arpi Baca, Andre Jordan _Mostacero Arevalo, Gianmarco _Rojas Palian, Giancarlo _Sanchez Ayala, Tania _ Villafuertes Pelayo, Joselyn _ Monge Panduro, Luis Ciclo: Verano Lugar : Bellavista, Callao Año: “Año de la integración nacional y el reconocimiento de nuestra diversidad” 2012
DETERMINACION DE LA DENSIDAD DE UN OBJETO 1
MUESTRA
MASA
VIDRIO 1 VIDRIO 2 VIDRIO 3
0.77 0.31 0.2
Relación g/mL
VOLUMEN 0.3 0.2 0.1 PROMEDIO
2.57 1.55 2.00 2.04
2
DATOS en cm R r g h a
MASA
22.33
VOL. DEL CILINDRO en cm3
VOL. FINAL
21.36
en g/cm3 DENSIDAD
3
en g 29.09
en cm3
en cm3 VOL. DEL TRONCO DE CIL.
1.85 1.5 2.5 2.52 0.35
1.36
PRECIPITACION
Precipitado amarillo
0.97
OPERACIONES ANALITICAS FUNDAMENTALES I.
I. I.
INTRODUCCION La química analítica y en particular, el análisis cuantitativo tienen enorme importancia para la ciencia y para la industria. La determinación cuantitativa de algún componente de la sustancia analizada consta de una serie de operaciones consecutivas que van desde el muestreo hasta el cálculo de los resultados, donde todos los detalles tienen gran importancia y cada operación debe realizarse exacta y minuciosamente. CAPACIDADES Verificar experimentalmente las densidades de los sólidos obtenidos en el laboratorio. Manejo adecuado de los equipos de mayor uso en el laboratorio. FUNDAMENTO OPERACIONES FUNDAMENTALES
I. TABLA Nº1
Rangos aproximados de la longitud de onda
RANGOS λ (nm) 380 455 455 492 492 577 577 597 597 622 622 780
COLOR Violeta Azul Verde Amarillo Naranja Rojo
TABLA Nº2
II.
CAPACIDADES
III. FUNDAMENTO
zona visible del esp longitudes de onda Todos los objetos tie distintos colores de velocidad, aproxima frecuencia y longitu
Colores obtenidos del experimento ELEMENTO Carbono Sodio Potasio Estroncio Bario Cobre Magnesio Hierro Aluminio
TABLA Nº3
átomo causado por inferior a otro super Cuando el electrón manifiesta en forma función de las carac
COLOR Naranja Amarillo Azul Rojo Amarillo Verde Amarillo Naranja Naranja
C=velocidad m/s de la luz 300000000
Además: 1 nm
0.000000001
h en J.s
6.63E-34
1 mol
6.62E+23
h c=
Calculo de frecuencias y energia Algunos
ELEMENTO Carbono Sodio Potasio Estroncio Bario Cobre Magnesio Hierro Aluminio
LONGITUD DE ONDA (λ) 597 577 455 622 577 492 577 597 597
622 597 492 780 597 577 597 622 622
FRECUENCIA (1/S) 5.03E+14 5.20E+14 6.59E+14 4.82E+14 5.20E+14 6.10E+14 5.20E+14 5.03E+14 5.03E+14
4.82E+14 5.03E+14 6.10E+14 3.85E+14 5.03E+14 5.20E+14 5.03E+14 4.82E+14 4.82E+14
ENERGIA DE UN FOTON (J) 3.33E-19 3.45E-19 4.37E-19 3.20E-19 3.45E-19 4.04E-19 3.45E-19 3.33E-19 3.33E-19
3.20E-19 3.33E-19 4.04E-19 2.55E-19 3.33E-19 3.45E-19 3.33E-19 3.20E-19 3.20E-19
ENERGIA DE 1 MOL DE FOTONES (J) 2.20E+05 2.28E+05 2.89E+05 2.12E+05 2.28E+05 2.67E+05 2.28E+05 2.20E+05 2.20E+05
2.12E+05 2.20E+05 2.67E+05 1.69E+05 2.20E+05 2.28E+05 2.20E+05 2.12E+05 2.12E+05
ESTUDIO DE LAS TRANSICIONES ELECTRÓNICAS I.
INTRODUCCION Las transiciones eléctricas se refieren a los saltos de los electrones entre niveles de energía de un átomo causado por el suministro de energía al átomo cuando el electrón salta de un nivel superior energéticamente inferior a otro superior. Cuando el electrón salta del nivel superior al nivel inferior va acompañado de liberación de energía, la cual se manifiesta en forma de luz, o sea radiación electromagnética caracterizada por presentar colores específicos en función de las características del átomo y asociada a una determinada energía, que para cada átomo es diferente. II.
CAPACIDADES - Observa la luz emitida por el salto de electrones en átomos excitados térmicamente. - Calcula la longitud de onda, frecuencia y energía asociada a cada una de las radiaciones observadas.
III. FUNDAMENTO El color es un fenómeno físico de la luz o de la visión, asociado con las diferentes longitudes de onda en la zona visible del espectro electromagnético. La luz visible está formada por vibraciones electromagnéticas cuyas longitudes de onda van de unos 350 a unos 750 nanómetros (ver tabla 1). Todos los objetos tienen la propiedad de absorber y reflejar o emitir ciertas radiaciones electromagnéticas. Los distintos colores de luz tienen en común el ser radiaciones electromagnéticas que se desplazan con la misma velocidad, aproximadamente, 300.000 kilómetros por segundo (velocidad de la luz). Se diferencian en su frecuencia y longitud de onda: Frecuencia = Velocidad de la Luz/Longitud de onda
= c/ Además:
E = (hc)/
h = Constante de Planck c = Velocidad de la Luz = Longitud de Onda de la Luz Emitida
Algunos colores obtenidos en la practica
E = h
SODIO Na COLOR
Plateado blanco
ASPECTO
Rocoso
ESTADO DE AGREGACION
Solido
CONDUCTIVIDAD ELECTRICA
No conduce
MAGNESIO ALUMINIO Mg Al
Plomo
Gris
ASUFRE S
COBRE Cu
Verde limon
Rojizo
Granulado Olor metal Pulverizado Solido Solido No conduce
Solido No conduce
Solido Solido No Si conduce conduce
SOLUBILIDAD EN AGUA
Si No No No No es soluble es soluble es soluble es soluble es soluble
SOLUBILIDAD EN ALCOHOL ETILICO
Si No No No No es soluble es soluble es soluble es soluble es soluble
SOLUBILIDAD EN TETRACLORURO DE CARBONO
………….
………….
Si No ………….. es soluble es soluble
REACCION CON ACIDOS
Si reacciona
Si reacciona
Si reacciona
No reacciona
Si reacciona
REACCION CON BASES
No reacciona
No reacciona
No reacciona
No reacciona
No reacciona
TABLA PERIÓDICA Y PROPIEDADES PERIÓDICAS INTRODUCCION El objetivo fundamental de la presente práctica de laboratorio es el de realizar un estudio experimental de Ley Periódica de los Elementos. Esto lo realizaremos mediante diversas pruebas químicas y fisicas que pongan de manifiesto las relaciones de grupo y las diferencias graduales, de las propiedades físicas y químicas de las distintas series de elementos de la tabla periódica. I.
II. CAPACIDADES - Diferenciar las diversas propiedades fisico-quimicas de los elementos del tercer periodo y sus compuestos. - Determinar las propiedades de los elementos: conductividad electrica, densidad solubilidad en agua y solventes organicos solubilidad, reaccion con las bases y acidos. III. FUNDAMENTO TABLA PERIODICA La tabla periódica de los elementos clasifica, organiza y distribuye los distintos elementos químicos, conforme a sus propiedades y características. Suele atribuirse la tabla a Dimitri Mendeleiev, quien ordenó los elementos basándose en la variación manual de las propiedades químicas, si bien Julius Lothar Meyer, trabajando por separado, llevó a cabo un ordenamiento a partir de las propiedades físicas de los átomos. PROPIEDADES PERIODICAS Son propiedades que presentan los elementos químicos y que se repiten secuencialmente en la tabla periódica. Por la colocación en la misma de un elemento, se deduce que valores presentan dichas propiedades así como su comportamiento químico. Hay un gran número de propiedades periódicas. Entre las más importantes destacan: - Estructura electrónica: distribución de los electrones en los orbitales del átomo - Potencial de ionización: energía necesaria para arrancarle un electrón. - Electronegatividad: mide la tendencia para atraer electrones. - Afinidad electrónica: energía liberada al captar un electrón. - Carácter metálico: define su comportamiento metálico o no metálico. - Valencia iónica: número de electrones que necesita ganar o perder para el octeto.
Cuestionario: 1. ¿Cómo puede demostrar las diferencias entre metales y no metales a través de las experiencias realizadas? Los metales conducen el calor y la electricidad, son maleables (se pueden golpear para formar láminas delgadas) y dúctiles (se pueden estirar para formar alambres) Los metales tienden a tener energías de ionización bajas y por tanto se oxidan (pierden electrones) cuando sufren reacciones químicas. Los metales comunes tienen una relativa facilidad de oxidación. Muchos metales se oxidan con diversas sustancias comunes, incluidos O2 y los ácidos. Por ejemplo: el aluminio, magnesio, sodio, etc. Los no metales varían mucho en su apariencia no son lustrosos y por lo general son malos conductores del calor y la electricidad. Sus puntos de fusión son más bajos que los de los metales Se encuentran en los tres estados de la materia a temperatura ambiente: son gases (como el oxígeno), líquidos (bromo) y sólidos (como el carbono). No tienen brillo metálico y no reflejan la luz. Por ejemplo: azufre, carbono, hidrogeno, etc. 2. ¿Cuál constituye la causa de las diferencias existentes entre metales y no metales? Los metales tienden a perder electrones para formar iones positivos y los no metales tienden a ganar electrones para formar iones negativos. Cuando un metal reacciona con un no metal, suele producirse transferencia de uno o más electrones del primero al segundo. Los metales Poseen bajo potencial de ionización y alto peso específico, Por regla general, en su último nivel de energía tienen de 1 a 3 electrones. Los no metales Poseen alto potencial de ionización y bajo peso específico, Por regla general, en su último nivel de energía tienen de 4 a 7 electrones. 3. Proponga un método simple y seguro para obtener cloro (Cl2) en el laboratorio. ¿Cómo estudiaría cada una de las propiedades de esta práctica con el cloro? Existe un método el MÉTODO LE BLANC: 1- A partir de Cloruro de Sodio y Ácido Sulfúrico se obtienen Sulfato de Sodio y Cloruro de hidrogeno 2 NaCl + H2SO4 → Na2SO4 + 2 HCl 2- El Sulfato de Sodio se reduce con coque y se calcina con caliza, así se obtiene Carbonato de Sodio, Sulfuro de Calcio y Dióxido de Carbono. Na2SO4 + CaCO3 + 2 C → Na2CO3 + CaS + 2 CO 3- Por extracción con agua pueden separarse el Carbonato de Sodio (Soluble) y el Sulfuro de Calcio (insoluble). 4- El Carbonato de Sodio puede tratarse con cal apagada para obtener una solución de Hidróxido de Sodio. Na2CO3 + Ca (OH)2 → CaCO3 ¯ + 2 NaOH Al pasar al método de Solvay fue preciso obtener Cloro a partir de otras fuentes de Ácido Clorhídrico, sin que se alterase el cuadro en lo que se refiere a la sosa cáustica. 4. ¿Qué tendencias presentarían en el cloro las propiedades estudiadas, como elemento ubicado al final del tercer periodo de la tabla periodice? El cloro es uno de los cuatro elementos químicos estrechamente relacionados que han sido llamados halógenos. El flúor es el más activo químicamente; el yodo y el bromo son menos activos. El cloro reemplaza al yodo y al bromo de sus sales. Interviene en reacciones de sustitución o de adición tanto con materiales orgánicos como inorgánicos. El cloro seco es algo inerte, pero húmedo se combina directamente con la mayor parte de los elementos. 5. Investigue y proponga un método para medir la densidad exacta del Na y el Mg. Para determinar la densidad de un sólido se tiene que hallar su masa en una balanza. Su volumen se podrá conocer, para sólidos regulares midiendo sus dimensiones y utilizando las formulas ya conocidas; pero si es un sólido irregular, se sumerge en una probeta graduada que contiene un volumen de un liquido, en el cual el sólido sea insoluble previamente medido. El volumen desplazado es el volumen del sólido. Para hallar la densidad de líquidos y soluciones se sigue un procedimiento similar para ambas sustancias. Su volumen se mide en una probeta por ejemplo y su masa se conoce pesando primero la probeta y luego se pesa con un determinado volumen de las sustancias, la diferencia en pesos es el peso de la sustancia. Cabe anotar que la densidad de una solución depende de la concentración de la misma.
les a través de las
en golpear para formar os metales tienden a tener cuando sufren reacciones n. Muchos metales se oxidan o: el aluminio, magnesio,
general son malos jos que los de los metales e: son gases (como el metálico y no reflejan la luz.
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co, Por regla general, en su el laboratorio. ¿Cómo
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se obtiene Carbonato de + CaS + 2 CO2
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PROPIEDADES Y NATURALEZA DEL ENLACE QUÍMICO I. INTRODUCCION Las diversas sustancias químicas que se presentan en el laboratorio y en la naturaleza puede ubicarse dentro de dos grandes grupos de clasificación de acuerdo a la naturaleza de sus enlaces: sustancias iónicas y moleculares. II.
CAPACIDADES Investiga diversas propiedades de sustancias iónicas y moleculares: solubilidad, fusión combustión y conductividad eléctrica III. FUNDAMENTO ENLACE QUÍMICO El enlace químico es la fuerza que mantiene unidos a grupos de dos o más átomos, iguales o distintos, formando sustancias simples poliatómicas o sustancias compuestas. Tipos de enlace: Enlace ionico Enlace covalente Enlace metalico Enlace iónico: Es la fuerza electrostática que une a los iones en un compuesto iónico. Se produce una cesión de electrones del elemento menos electronegativo al mas electronegativo y se forman los respectivos iones positivos (los que pierden electrones) y negativos (los átomos que ganan los electrones). Ejemplo: NaCl, , etc. Enlace covalente: Es un tipo de enlace en que los electrones son compartidos por los átomos. Es el enlace que se da entre elementos de electronegatividades altas y muy parecidas, en estos casos ninguno de los átomos tiene más posibilidades que el otro de perder o ganar los electrones. Ejemplo: HCl, , etc. Enlace metálico:
Es el enlace que se da entre elementos de electronegatividades bajas y muy parecidas, en estos casos ninguno de los átomos tiene más posibilidades que el otro de perder o ganar los electrones. Ejemplo: cobre, plata, oro, etc. enlace ionico enlace covalente
MATERIALES Y REACTIVOS
1
MATERIALES
REACTIVOS
Equipo de conductividad electrica
Ron Metanol CH3OH Agua destilada H2O Cloruro de bario BaCl2 Sulfato de cobre CuSO4
Tubos de ensayo Gradilla Pipetas Probetas
Muestra Ron Metanol CH3OH Agua destilada H2O Cloruro de bario BaCl2 Sulfato de cobre CuSO4 Acido Clorhidrico HCl
C (grafito) Tetracloruro de C. CCl4
Acido Clorhidrico HCl C (grafito) Tetracloruro de C. CCl4
Tipo de enlace
Conductivid ad
Covalente Covalente Ionico Ionico Ionico Ionico Covalente
No No Si Si Si Si Si
Ω
Solubilidad
0 0 1508 144 745
Misibilidad No Si
Si Si Si Si Poco
PRINCIPIOS TEÓRICOS ESTEQUIOMETRIA Es el termino que se emplea para describir los cálculos que comprenden relaciones de peso entre los átomos de un compuesto, y entre moléculas en una reacción química. Se usa para la determinación de las fórmulas empíricas de compuestas y las relaciones de peso entre reactivos y compuestos en una reacción química. CATALIZADOR Sustancia que aumenta la velocidad de una reacción sin consumirse.
VOLUMEN MOLAR Representa el volumen ocupado por un mol de gas a condiciones normales. La cantidad es 22.4L. Este valor del volumen molar corresponde a los llamados gases ideales o perfectos; los gases ordinarios no son perfectos (sus moléculas tienen un cierto volumen, aunque sea pequeño) y su volumen molar se aparta ligeramente de este valor. CALCULO DE LA PRESIÓN DE VAPOR Determinar la temperatura del líquido o sólido elegido. Temperatura en grados Celsius con lo que deberás mirar tablas de conversión. Encontrar los valores de la ecuación de Antoine para el líquido o sólido elegido. Luego usar la formula:
P = presión de vapor (mmHg) T = temperatura (ºC)
DATOS M (KClO₃) 122.5 M (O₂) 32 P (1 atm) 760 M (KClO₃) 0.12 V (real) 33 A 8.14371 B 1746.15 C 230.59 t 24 R 0.082
2KClO3(s) + calor 2KCl(s)+ 3O2(g) Determinamos n (moles) de O₂ masa obtenida 0.0470204
1
n (moles) 0.0014694 2
Calculo de la Presion de vapor usando la ecuacion de Antoine
log P
1.2850353
P 3
19.276814 mmHg
Calculo de Presion de O₂ Presion O₂
740.72319 mmHg 0.9746358 atm
4
Calculo del Volumen Teorico V (teorico) 0.0367168 L
5
R
36.716762 ml Calculo del rendimiento 89.877207 %
mmHg g ml
⁰C
REACTIVIDAD DE LAS SUSTANCIAS QUIMICAS I.
INTRODUCCION Una reacción química es una transformación química de reactantes en productos, donde los átomos, moléculas o iones de una o más sustancias enlazadas de una manera reaccionan y producen otros átomos, moléculas o iones pero ordenados de otra manera formando nuevas sustancias con propiedades diferentes a las iníciales.
I. -
CAPACIDADES Realiza e identifica diversos tipos de reacciones Relaciona los resultados experimentales con los conocimientos teóricos
PARTE EXPERIMENTAL Reaccion de formacion de Oxidos 2Mg(s) + O₂(g) → 2MgO(s) Al colocar el pedazo de cinta de magnesio (Mg) en la flama del mechero, se observó un destello de luz muy luminosa pero de color blanco esto fue solo durante la combustión del Mg, al quemarse totalmente quedo pulverizada y se hizo cenizas de color gris.
