TECNOLÓGICO DE ESTUDIOS SUPERIORES DE JILOTEPEC DIVISIÓN
DE
INGENIERÍA
QUÍMICA
Manual de prácticas de laboratorio integral II IQN-1011 IQUI-2010-232 Elaboro: Ing. José Jaime Barrios Aguilar
Agosto de 2017.
INTRODUCCIÓN El siguiente conjunto de prácticas de Laboratorio Integral II con clave IQN-1011 sigue muy de cerca el desarrollo de los temas abordados del plan IQUI-2010-232 de Ingeniería Química, el orden de las prácticas se ajusta al de la asignatura, pero eventualmente podrá variarse dependiendo del interés del docente en avanzar y en reforzar el aprendizaje de sus estudiantes. Por tal motivo resulta de vital importancia su estudio para entender el aporte de este en los problemas globales y así poder entender a esta como la química verde
evitando posibles desviaciones a reducir los problemas de
contaminación de agua , aire y suelo teniendo consigo la reflexión que el estudiante construya procesos productivos más limpios . En asignaturas prácticas como estas es fundamental la observación y la experimentación realizando una perfecta integración entre la teoría y la práctica, al igual que es importante el manejo de habilidades motoras en el desarrollo de los montajes, la preparación y manipulación de reactivos, conocimientos conceptuales de los que representa un cambio físico , un cambio químico y la cinética de reacción son importantes, pues basados en estos conceptos, el estudiante podrá sacar sus conclusiones respecto a los temas estudiados en asignaturas como fisicoquímica y reactores químicos 1. Es relevante el aporte de otros campos de conocimiento para el buen desempeño en estas asignaturas, la lectura y la escritura pueden ser vitales en el momento de plantear hipótesis conclusiones y recomendaciones, al igual que un buen uso de herramientas informáticas para la búsqueda de información relevante, la elaboración de gráficos, simulación de los procesos y de los informes que de cada práctica se requieren. El propósito de este manual es que al planear las prácticas a realizar dentro de la asignatura, el estudiante se motive hacia el desempeño futuro como profesional, y que comprenda que ese desempeño puede ser realizado otras áreas del conocimiento El objetivo que se persigue es que al utilizar literatura relacionada con las prácticas de laboratorio el estudiante refuerce y aprenda los conceptos a partir de la relación teoría práctica y se relacione con la experimentación y la medición, al igual que adquiera la habilidad de realizar montajes para el desarrollo de la práctica, manipule instrumentos de medición, comprenda la importancia de la manipulación correcta de reactivos teniendo en cuenta factores tales como salud, estabilidad de los mismos y riesgos de contaminación, todo lo anterior teniendo como pilar de desarrollo de las prácticas el SGC y el SGA. También se quiere que el estudiante se apropie de la palabra, aprendiendo a redactar conclusiones, recomendaciones, presentación e interpretación de resultados y la elaboración de informes de las experiencias realizadas, herramientas útiles estas que le contribuirán en su vida cotidiana ya su vida profesional. El esfuerzo que se hace al realizar este manual, espero sea de gran
ayuda al crecimiento y formación de los estudiantes del Tecnológico de Estudios Superiores de Jilotepec. Planea y desarrolla experimentos para la obtención de datos que permitan la comprobación de las teorías y leyes de la Fisicoquímica I, II y de Reactores Químicos, para comprobar los fenómenos involucrados, en un ambiente controlado de laboratorio.
Primero, después y todo el tiempo ¡¡Seguridad!! El laboratorio de química puede ser potencialmente poderoso o por lo que es de vital importancia que sigas algunas reglas sencillas de seguridad, que a continuación se mencionan.
Viste bata de manga larga la cual protegerá tu cuerpo y ropa.
Usa lentes de seguridad.
Usar zapato cerrado.
No comas, bebas o fumes dentro del laboratorio.
Si no estás seguro de cómo realizar una operación o tienes dudas del funcionamiento del algún equipo pregunta al auxiliar o al maestro.
Ubica los extintores, salidas de emergencia y botiquín.
En caso de accidente mantén la calma, cierra las llaves de gas y agua que tengas abiertas, sino puedes ayudar aléjate, si tienes que salir del laboratorio hazlo con calma.
Al salir del laboratorio lávate correctamente las manos.
Evita visitas durante las prácticas.
Utiliza el cabello recogido.
Evita correr y jugar dentro del laboratorio.
Lava tu material antes y después de usarlo.
PRÁCTICA No. 1 "Preparación de soluciones "
OBJETIVO . Preparar soluciones normales, molares y porcentuales.
Competencia
RESULTADOS DE APRENDIZAJE
1. Realiza experimentos de equilibrio físico.
2. Reconer las propiedades cualitativas y cuantitativas de las disoluciones binarias soluciones normales, molares y porcentuales que conlleven a conocer la composición del soluto y del disolvente.
Analiza e interpreta información necesaria en el diseño de equipos de procesos.
INTRODUCCIÓN Las disoluciones son mezclas homogéneas. Las disoluciones binarias tienen dos componentes: disolvente (el mayoritario o el que da aspecto a la disolución) y soluto (el minoritario). Las disoluciones más frecuentes son aquellas cuyo disolvente es el agua, llamadas disoluciones acuosas. La concentración de una disolución puede expresarse de diferentes formas:
Gramos por litro: g / L =
Porcentaje en masa: % en masa de soluto = Fracción molar: xsoluto = Molaridad: M = Normalidad: N =
x 100
Molalidad: m = La composición de una solución se debe medir en términos de volumen y masa, por lo tanto es indispensable conocer la cantidad de soluto disuelto por unidad de volumen o masa de disolvente, es decir su concentración. Durante cualquier trabajo experimental, el uso de soluciones se hace indispensable, por lo que es necesario conocer los procedimientos para su elaboración. En la presente práctica se realizarán soluciones utilizando como concentración la molaridad, la normalidad y las relaciones porcentuales.
CONCEPTOS Solución Una solución es una mezcla homogénea cuyas partículas son menores a 10 ángstrom. Estas soluciones están conformadas por soluto y por solvente. El soluto es el que esta en menor proporción y por el contrario el solvente esta en mayor proporción. Tosas las soluciones son ejemplos de mezclas homogéneas. o
-Solución diluida es cuando la cantidad de soluto es muy pequeña. -Solución concentrada es cuando la cantidad de soluto es muy grande. -Solución saturada es cuando se aumentó más soluto en un solvente a mayor temperatura de la normal (esto es porque cuando ya no se puede diluir, se calienta el solvente y se separan sus partículas para aceptar más soluto). -Solución sobresaturada es cuando tiene más soluto que disolvente Soluto y Disolvente Las sustancias que están presentes en la mayor cantidad se denomina disolvente, que se define como la sustancia en la cual se disuelve otra. Ésta última, que es la que disuelve en la primera, se denomina soluto. o
Solubilidad La solubilidad de un soluto en un disolvente es la concentración que presenta una disolución saturada, o sea, que está en equilibrio con el soluto sin disolver porque siempre habrá algunas moléculas o iones que pasen a la disolución. Las sustancias se clasifican en: o
-Solubles: si su solubilidad es 0,1 M o >. -Poco Solubles: si su solubilidad se sitúa entre 0,1 M y 0,001 M -Insolubles: si su solubilidad no llega a 0,001 M
MATERIAL
1 Matraz vol. de 100 ml 2 Matraces vol. de 1000 ml 1 Espátula 1 Piceta 1 Balanza analítica 1 Pipeta de 10 ml 1 Bureta de 25 ml 1 Pinza para bureta 3 Matraces de 125 ml 1 Agitador magnético 1 Pipeta vol. de 10 ml 3 vasos de 50 ml 1 Probeta de 50 ml
REACTIVOS
HCl conc. NaOH Na2CO3 NaCl Anaranjado de metilo
PROCEDIMIENTO
A) PREPARACION DE SOLUCIONES
1) Preparar un litro de solución de HCl 0.1N
a) Mida 8.3 ml de HCl concentrado b) Coloque en un matraz volumétrico de 1000 ml c) Afore con agua destilada hasta 1000 ml d) Agite para mezclar completamente
2) Preparar un litro de solución de NaOH 0.1N
a) Pesar 4 gramos de NaOH b) Colocarlos en un matraz volumétrico de 1000 ml c) Disolver con agua destilada d) Aforar a 1000 ml con agua destilada e) Agitar para mezclar completamente
3) Pesar 1.2 gramos de Na 2CO3 , disolverlo en agua destilada y aforar a 100ml.
4) Pesar 0.1 gramo de Anaranjado de metilo, disolverlo en agua y aforar a 100ml.
B) VALORACION DE LA SOLUCION DE HCl
a) Colocar 10 ml de solución de Na2CO3 en 3 matraces de 125 ml b) Agregar 40 ml de agua destilada c) Agregar 5 gotas de anaranjado de metilo d) Introducir el imán dentro del matraz e) Colocar el matraz y su contenido sobre el agitador magnético y encenderlo
f) Agregar lentamente, con la bureta, la solución de HCl hasta el cambio de color del indicador g) Anote el volumen de HCl usado h) Calcule la Normalidad de la solución de HCl
C) VALORACION DE LA SOLUCION DE NaOH
a) Colocar 10 ml de solución de NaOH en 3 matraces de 125 ml b) Agregar 40 ml de agua destilada c) Agregar 5 gotas de anaranjado de metilo d) Introducir el imán en el matraz, colocarlo en el agitador y
encenderlo
e) Agregar lentamente, con la bureta, la solución de HCl hasta el cambio de color del indicador f) Anotar el volumen de HCl usado y calcular la Normalidad de la
solución de NaOH
CONCLUSIONES
Cuestionario: Operación de Disoluciones 1. Investiga cómo influye el agua de hidratación de los sólidos en la preparación de las disoluciones. 2. ¿Qué consideraciones hay que tener en cuenta para preparar disoluciones a partir de disoluciones concentradas como ácido clorhídrico, nítrico y sulfúrico? 3. ¿Cómo afecta la pureza del reactivo la preparación de las disoluciones? 4. Cuando el soluto interacciona con el disolvente se puede hidrolizar. Describe este fenómeno
BIBLIOGRAFÍA La entrega del reporte se realiza en el FO-TESJI-54.
PRÁCTICA No. 2
