UNIVERSIDAD DEL ATLÁNTICO
QUÍMICA GENERAL I
INFORME DE LABORATORIO
PRACTICA N° 1: USO DEL MECHERO Y TRABAJO EN VIDRIO
INTEGRANTES DEL GRUPO:
LAURA MARCELA LADRON DE GUEVARA FLOREZ.
ORLANDO DE JESUS LOPEZ LEMON.
DIEGO ANDRES NOVOA ALDANA.
DOCENTE:
M.SC. WILLIAM A. ROBLEDO PRADA
GRUPO 1
FACULTAD DE INGENIERÍA
BARRANQUILLA, SEPTIEMBRE 2017
INTRODUCCIÓN.
En el presente informe se dará a conocer los resultados experimentados en esta práctica de laboratorio N° 1 en la cual consiste en el USO DEL MECHERO Y TRABAJO EN VIDRIO.
La fuente primaria de calentamiento en el laboratorio son los mecheros utilizando el gas natural como medio de combustión. Existe una gran variedad de mecheros pero el más utilizado es el de Bunsen, cuyo nombre es debido al químico alemán Robert Wilhelm Bunsen. En este tipo de aparatos, el gas utilizado puede ser metano, propano o butano.
Cuando la llama está bien regulada, es posible distinguir dos zonas:
Externa: es la zona de oxidación, que experimenta el color amarillo e indica la máxima temperatura.
Interna: es la zona de reducción de color azul o violeta.
El punto (p) es la parte más caliente de la llama.
En esta práctica de laboratorio se utilizó los siguientes materiales e instrumentos para la respectiva experiencia:
Mechero Bunsen.
Cerillos, mechera y alfileres.
Lima triangular
Tubo de vidrio de 50cmx 2mm
Trozos de cartulinas
Pinza para crisoles.
MARCO TEÓRICO.
El mechero de bunsen es un instrumento utilizado en laboratorios científicos que se usa siempre que se requiere contar con una fuente de calor, ya sea para producir, acelerar una reacción química, calentar, efectuar un cambio físico y esterilizar muestras o reactivos químicos.
Se utiliza mucho en los laboratorios debido a que proporciona una llama caliente, constante, sin humo y que no produzca depósitos de hollín al calentar objetos.
Existen distintos tipos de llamas en el mechero de bunsen dependiendo del flujo de aire ambiental entrante en la válvula de admisión (no confundir con la válvula del combustible).
1. Válvula del aire cerrada (llama segura).
2. Válvula medio abierta.
3. Válvula abierta al 90%.
4. Válvula abierta por completo (Llama azul crepitante)
El gas natural es una energía de origen fósil extraída del subsuelo y considerada como la más amigable con el medio ambiente, se le agrega un odorizante llamado Mercaptano, que le permite ser detectado en cualquier momento. Se distribuye a través de gasoductos de acero y polietileno, materiales altamente resistentes incluso en zonas sísmicas. De esta forma se puede consumir en hogares, comercios e industrias.
OBJETIVOS.
OBJETIVOS GENERALES.
Conocer el mechero, la llama y las zonas de calentamiento.
Demostrar habilidad con el manejo del vidrio en cuanto a corte y doblado de tubos de vidrio.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS.
Determinar la maleabilidad del vidrio en zonas de calentamiento.
Analizar las partes de la llama para determinar su aplicación.
Determinar la reacción de algunos materiales con la llama.
EXPERIENCIA.
En esta práctica de laboratorio se inició principalmente con la instalación del mechero de Bunsen, conocer sus partes y como funciona, luego pasamos a encender el mechero y graduar el flujo de gas hasta obtener la llama ideal.
Una vez encendido el mechero, procedemos a pasar un alfiler de forma horizontal muy cerca de la cabeza del cerillo y se introdujo en el mechero para experimentar la reacción de este cuando se encendiera la llama, el cerillo no se encendió.
Se emplearon diferentes técnicas para el uso del mechero, se introdujeron los cuadros de cartulina sobre la llama de diferentes formas:
En forma horizontal sobre la llama
En forma horizontal dentro de la llama
En forma vertical sobre la llama
En forma vertical dentro de la llama.
En un tiempo no mayor de 2 a 3 segundos, evitando quemar la cartulina.
Utilizando el tubo de vidrio procedemos a limarlo hasta obtener tres tubos del mismo tamaño. Luego se escogió el tubo que estuviese más fino para colocarlo en la llama con una pinza para crisoles y ver su reacción con la llama. Después se nos ha pedido doblar los tubos con un ángulo de 90°, cada brazo debe tener 5cm, otro en ángulo de 45°, y otro de 135°; para esto debemos calentar la varilla en la mitad a 1540° en el mechero, luego de unos 2 o 3 minutos el vidrio empieza a ceder y empezamos a doblar al mismo tiempo estirar un poco para que no se tuerza hasta conseguir el ángulo deseado, dejando este reposar sobre la madera para que este no estalle. Este proceso se repite hasta obtener los ángulos que se pidieron.
Instalación del mechero.
Cerillo con el alfiler atravesado de forma horizontal sobre la llama en el mechero de Bunsen.
Forma horizontal sobre la llama.
Forma horizontal en el interior de la llama.
Forma vertical sobre la llama.
Forma vertical en el interior de llama.
Tubos de vidrio cortados.
Procedimiento de ubicar el tubo en el centro del mechero con las pinzas para luego ver su reacción una vez encendido en mechero.
Reacción del tubo con llama.
Tubo doblado en un ángulo de 135°
Tubo de vidrio doblado a un ángulo de 90°
Tubo de vidrio doblado a un ángulo de 45°.
DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES.
Con este trabajo podemos sacar las siguientes conclusiones:
El cerillo con el alfiler horizontal no encendió cuando se introdujo en el mechero porque la combustión era completa y por lo tanto se estaba produciendo una llama no luminosa (Azulada o violeta pálido). La combustión se denomina completa o perfecta, cuando toda la parte combustible se ha oxidado al máximo, es decir, no quedan residuos de combustible sin quemar y no se encontrarán sustancias combustibles en los humos o gases de combustión.
La luminosidad de la llama, se consigue debido a un adecuado contacto entre aire y gas antes de efectuarse la combustión completa, de tal manera que casi no hay partículas sólidas incandescentes; porque la combustión es completa y existe un exceso de oxígeno y se producen altas temperaturas (zona oxidante). Cuando la entrada de aire está abierta, la llama es de color azulado. Esta llama produce gran cantidad de energía a comparación de la llama luminosa, alcanza temperaturas hasta 1300 ºC y en algunos casos 1500 ºC.
El calor torna maleable al vidrio, el calentamiento de este debe ser eficiente y no exceder del límite de tiempo.
PREGUNTAS.
¿Nombrar dos mecheros diferentes al utilizado en el laboratorio e indicar las diferencias?
R/ El mechero teclu, se diferencia del Bunsen principalmente por la forma en que se alimenta la llama con aire.
El mechero Bunsen el aire entra directamente al tubo quemador a través de un orificio en su parte inferior y fluye hacia arriba, mientras que en el mechero Teclu el aire entra por debajo del cono del tubo quemador y la cantidad se regula mediante un disco moleteado en el tubo.
El mechero de Mecker, tiene similitud al mechero Bunsen, diferenciándose de este en que presenta una placa en criba en su boca. Esta placa Multa-horadada permite una llama generado por un número de llamas tipo Bunsen igual al número de orificios presentes en la placa usada, este artificio permite una calefacción más uniforme y un trabajo a mayores temperaturas.
Dibujar el mechero utilizado y nombrar sus partes.
El mechero de Bunsen fue el utilizado en esta experiencia y es el más común en las prácticas de laboratorio.
Precauciones en el uso del Mechero Bunsen:
Antes de utilizar el mechero, asegúrese cuál es la tubería que suministra el gas y que la manguera de hule esté bien conectada.
El mechero deberá ser manipulado por una sola persona.
Encienda el cerillo antes de abrir la llave que suministra el gas.
No enrolle la manguera de hule alrededor del mechero
¿Cuál es la composición del gas natural usado y sus reacciones?
El gas natural es un hidrocarburo formado principalmente por metano, aunque también suele contener una proporción variable de nitrógeno, etano, CO2, H2O, butano, propano, mercaptanos y trazas de hidrocarburos más pesados.
Composición típica del gas natural.
Constituyente
Fórmula química
Composición por volumen (%)
Metano
CH4
81.86
Etano
C2H6
11.61
Propano
C3H8
1.92
I-Butano
C4H10
0.23
N-Butano
C4H10
0.22
Nitrógeno
N2
0.90
Dióxido de carbon
CO2
3.18
Dibujar la llama y sus partes, indicar las temperaturas de las diferentes zonas de la llama.
Zonas de la llama.
Zona Fría (Cono frío): Es la zona de color oscuro formado por una mezcla de aire y gases sin quemar donde no llega el oxígeno. Alcanza hasta 300 ºC.
Cono Interno: Es donde se produce las reacciones iniciales necesarias para la combustión. Alcanza hasta 600 ºC.
Cono Externo: Constituido por los productos de combustión; donde se encuentra la más alta temperatura de la llama. Alcanza hasta 1500 ºC.
La forma de la llama nos indica si la combustión es rica o pobre.
1.- Cono frío: no llega oxígeno
2.- Cono de reducción: poco oxígeno
3.- Cono de oxidación: abundancia de oxígeno
4.- Zona de fusión: alcanza los 1500 ºC
¿Cuál es la composición del vidrio?
R/ El vidrio es un material inorgánico duro, frágil, transparente y amorfo que se encuentra en la naturaleza, aunque también puede ser producido por el ser humano. El vidrio artificial se usa para hacer ventanas, lentes, botellas y una gran variedad de productos. El vidrio es un tipo de material cerámico amorfo.
El vidrio se obtiene a unos 1500°c a partir de arena de sílice (SiO2), Carbonato de sodio (Na2CO3) y caliza (CaCo3).
El contacto con la llama del mechero del vidrio emite una llama de color amarillo debido al sodio que contiene. De una explicación de este hecho.
R/ Los átomos y los iones están constituidos en su interior, por una parte central muy densa, cargada positivamente, denominada núcleo y por partículas negativas llamadas electrones, los cuales rodean al núcleo a distancias relativamente grandes. De acuerdo a la teoría cuántica, estos electrones ocupan un cierto número de niveles de energía discreta. Resulta evidente, por lo tanto, creer que la transición de un electrón de un nivel a otro debe venir acompañada por la emisión o absorción de una cantidad de energía discreta, cuya magnitud dependerá de la energía de cada uno de los niveles entre los cuales ocurre la transición y, consecuentemente, de la carga nuclear y del número de electrones involucrados. Si en un átomo poli electrónico, un electrón salta de un nivel de energía E1 a un nivel de energía E2, la energía de la transición electrónica, ΔE, es igual a E2 – E1. Si E2 representa un nivel de energía inferior a E1, entonces, la transición viene acompañada por la emisión de una cantidad ΔE de energía (en forma de luz), la cual está relacionada con la longitud de onda de luz emitida por la ecuación: ΔE = (hc)/ ʎ
Dónde: h = Constante de Planck
c = Velocidad de la Luz
ʎ = Longitud de Onda de la Luz Emitida
ΔE = hv
En otras palabras, la energía de una transición electrónica es inversamente proporcional a la longitud de onda de la luz emitida o absorbida y directamente proporcional a la frecuencia de radiación. Un espectro atómico está compuesto por una o más longitudes de onda. Debido a que los elementos tienen diferente carga nuclear, diferente tamaño y diferente número de electrones, es razonable concluir que cada elemento está caracterizado por un espectro atómico, el cual es diferente al de cualquier otro elemento. El espectro a la llama de los compuestos de los metales alcalinos es un espectro atómico de emisión y se representan como líneas espectrales discretas.
Si las soluciones no dan precipitados puede afirmarse que los iones de todos los grupos en general están ausentes. Si se forma un precipitado blanco, queda demostrada la presencia de aluminio; un precipitado de color verde indica hierro o cromo y un precipitado rojo pardo indica hierro.
¿Qué se entiende por materiales de tipo refractario y no refractario? ¿Cuáles se pueden calentar directamente sobre la llama del mechero?
El término refractario se refiere a la propiedad de ciertos materiales de resistir altas temperaturas sin descomponerse. No hay una frontera clara entre los materiales refractarios y los que no lo son, pero una de las características habituales que se pide a un material para considerarlo como tal, es que pueda soportar temperaturas de más de 1600 °C sin ablandarse.
Los materiales refractarios deben mantener su resistencia y estructura a altas temperaturas. Dependiendo de la operación, estos materiales deben resistir los choques térmicos, ser químicamente inertes, presentar una baja conductividad térmica y un bajo coeficiente de dilatación. Suelen utilizarse para hacer crisoles y recubrimientos de hornos e incineradoras.
Los óxidos de aluminio (alúmina), de silicio (sílice) y magnesio (óxido de magnesio) son los materiales refractarios más importantes. Otro óxido que se encuentra generalmente en materiales refractarios es el óxido de calcio (cal). Las arcillas refractarias también se utilizan ampliamente en la fabricación de materiales refractarios, como puede ser la chamota.
Material de vidrio no refractario: Como su nombre lo indica, corresponde a aquellos que no soportan mayores temperaturas.
Vidrio de reloj: Se usa para evaporar pequeños volúmenes de líquidos, calcular la más de sustancias o para tapar vasos de precipitados. Se puede calentar en corriente o vapor. Hay vidrios de diferentes diámetros. De 5cm a 15cm.
Bureta: nos permite medir volúmenes exactos de líquidos. Se emplea en un proceso conocido como titulación. Hay buretas con capacidades de 10 ml hasta 100 ml.
Probetas: Cilindros graduados que se utilizan para medir volúmenes de líquidos. Las hay de diferentes capacidades, desde 10 ml hasta 2000 ml; tienen precisión y un margen de error de +- ml.
Entre otros muchos más materiales.
BIBLIOGRAFÍA.
https://es.slideshare.net/danilogabriel1993/tipos-de-llamas
http://tenttiarkisto.fi/media/exams/6798.pdf
http://www.gasnaturalfenosa.com.co/co/hogar/el+gas+natural/1297102453941/que+es.html
http://www.gasnaturaldistribucion.com/es/conocenos/quienes+somos/historia+del+gas/1297104955871/caracteristicas+del+gas+natural.html
https://es.wikipedia.org/wiki/Material_refractario
http://todoquimicalaboratorio.blogspot.com.co/2014/05/implementos-de-vidrio-no-refractario.html
