Química General
LABORATORIO Nº 1 OPERACIONES OPERACIONES BÁSICAS B ÁSICAS DE LABORATORIO I.
OBJETIVOS Identificar los materiales materiales y equipos básicos de laboratorio y comprender su utilidad. Conocer las operaciones básicas más comunes que se trabajan en el laboratorio. Llevar a cabo la separación separación de una mezcla homogénea y heterogénea. Determinar el porcentaje de error en una práctica experimental.
II. PRINCIPIOS TEÓRICOS En la naturaleza y en las preparaciones realizadas en el laboratorio se encuentran u obtienen mezclas de sustancias. Por lo que se s e definen las principales operaciones básicas de laboratorio. 1. Pesado: Es una operación que consiste en la determinación del valor exacto de la masa de una sustancia, para lo cual se emplean balanzas de diferentes modelos y tipos. Su unidad de medida es el Kilogramo (Kg). 2. Pulverización: Esta operación es utilizada para reducir de tamaño algunos cuerpos sólidos relativamente grandes. grandes. Las sustancias que se han de someter a reacción deben de estar pulverizados, disponiéndolas mejor así a la acción de los reactivos. A nivel del laboratorio, se utiliza los morteros. 3. Precipitación: La precipitación es un proceso de obtención de un sólido a partir de una disolución. Puede realizarse por una reacción química, por evaporación del disolvente, por enfriamiento repentino de una disolución caliente, etc. El sólido obtenido por estos procedimientos se denomina precipitado 4. Decantación: Consiste en dejar en reposo una solución que contiene un precipitado, para que todo el sólido se asiente en el fondo del recipiente por influencia de la fuerza de gravedad, este procedimiento permite realizar la separación del líquido sobrenadante sobrenadante (la solución), dejando el precipitado en el fondo del recipiente. 5. Filtración: Es el método más simple para separar los componentes de una mezcla y consiste en hacer pasar la mezcla sólida-líquida a través de un medio poroso (papel filtro) que retenga las partículas sólidas y deje pasar el líquido.
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6. Centrifugación: Consiste en hacer rotar la centrífuga mediante un motor. Se coloca el tubo de ensayo con la muestra en la centrífuga; se enciende y se hace rotar los tubos, la cual da a la mezcla una fuerza mayor que al de la gravedad donde los sólidos son empujados hacia el fondo, formándose dos fases (sólido-líquido). 7. Evaporación hasta sequedad: Consiste en hacer pasar una sustancia del estado líquido a vapor, puede realizarse a temperatura ambiente o a mayores temperaturas. Se emplea generalmente con la finalidad de concentrar una disolución. 8. Sublimación: Algunos compuestos orgánicos sólidos que son capaces de pasar directamente al estado de vapor y luego se condensan para adquirir el estado sólido nuevamente sin transformarse en el estado líquido, es muy conveniente para la separación y purificación de sólidos volátiles tales como yodo, Ác. Benzoico, naftaleno. 9. Cristalización: Un compuesto que sea sólido a temperatura ambiente, se aísla y purifica comúnmente por cristalización, consiste en la preparación de una solución saturada a temperatura más alta, cuando la solución se enfría la sustancia se separa en forma cristalina, luego el soluto cristalizado se separa de la solución madre. 10. Secado y calcinación: Son operaciones que consisten en eliminar el contenido de humedad de los precipitados obtenidos al filtrar una mezcla, mediante la acción de una fuente de calor, como son los hornos, estufas, muflas, etc. Secado: Cuando la T (°C) < 250°C y se realiza en estufas eléctricas. Calcinación: Cuando T (°C) está entre (250-1200°C) y se efectúan en muflas eléctricas. 11. Destilación: Mediante esta operación se pasa una sustancia, del estado líquido al estado de vapor (que es la evaporación y se da por un calentamiento) y posteriormente se condensa (producido por la refrigeración). Se fundamenta en la diferencia del punto de ebullición de las sustancias a separarse. Los dos tipos de destilación más usados: Destilación Simple Destilación Fraccionada.
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Porcentaje de Error Experimental Error, es la diferencia existente entre el valor obtenido durante la práctica y el valor verdadero o real. Se conocen dos clases de errores: Error Absoluto (EAbs.), viene a ser la diferencia entre el valor medido (V m), y el valor real (Vr), puede ser por exceso (error positivo) o por defecto (error negativo). ;
(+) Por exceso ó ( ) por defecto
Error relativo (Er), es el cociente obtenido de dividir el error absoluto (E abs), por el valor verdadero (Vr), que frecuentemente, se expresa en forma de porcentaje, se le denomina porcentaje de error, siendo éste error la que nos da la exactitud de la medida. Es una magnitud adimensional.
Porcentaje de error (%e) = Error relativo x 100 III. PARTE EXPERIMENTAL a) Materiales y Equipos: - 2 Vasos de ppdo. de 250 mL - Vaso de ppdo. de 100 mL. - Probeta de 100 mL. - Pinza para vaso de precipitado. - Varilla de vidrio (Bagueta). - Rejillas de asbesto. - Pizeta. - Plancha Eléctrica. - Balanza. - Lentes de protección.
b) Reactivos: - Cloruro de Sodio. - Arena fina. - Agua destilada.
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c) Procedimiento: 1. Preparación de una mezcla heterogénea y una mezcla homogénea: a) Pese dos vasos de precipitado y anote los datos para los cálculos posteriores. b) Agregue 3 gramos de arena en un vaso de precipitado y luego añada 50 mL de agua destilada. c) Agite constantemente la mezcla. d) En el otro vaso añada 3 gramos de cloruro de sodio y luego agregue 20 mL de agua destilada. e) Agite la mezcla continuamente durante 30 segundos. f) Observe las características de las dos mezclas preparadas. g) A la primera mezcla se le espera su sedimentación. Luego empiece a eliminar la fase líquida mediante la operación de decantación. h) Optimice la decantación tratando de perder la menor cantidad posible de arena. 2. Separación de una mezcla mediante evaporación: a) Colocar los vasos de precipitado con sus contenidos sobre la plancha de calentamiento. b) Caliente gradualmente con el objetivo de eliminar el agua por evaporación de ambos vasos y sólo quede el sólido seco. Cuidado: se debe tener la precaución de no provocar ebullición violenta por un calentamiento intenso. c) Luego de la evaporación, pese los vasos con los residuos y anote los valores. Nota: No bote los residuos al desagüe. d) Mediante cálculos determine el porcentaje de error en los resultados experimentales tomando como variables las masas de la arena y la sal respectivamente.
IV. RESULTADOS: Masa Final (g)
Masa Inicial (g) Arena
NaCl
Vaso de Ppdo. 1
Vaso de P pdo. 2
Arena
%error en masa de arena
%error en masa de sal
NaCl
OBSERVACIONES
Autor: Laboratorio de Química UTP Revisado, aumentado y corregido: Equipo de Laboratorio de Química UTP Laboratorio Nº 1: Operaciones Básicas de Laboratorio
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