REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDAD UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA BOLIVARIANA NÚCLEO FALCÓN - SEDE CORO QUÍMICA GENERAL LABORATORIO DE QUÍMICA
USO DEL MECHERO, LA BALANZA (Práctica N° 2) Resumen
La aplicación de calor a algunos elementos produce una serie de reacciones químicas visibles, artefactos como el mechero de Bunsen son capaces de generar una llama controlada dependiendo del gas y oxigeno que se le aplique, aplique , esta llama es de color azul claro, lla a cual posee tres capas, las cuales son; zona fría, frí a, de reducción y combustión cada cada una con temperaturas diferentes diferentes para utilizarla dependiendo al materia al cual se le someterá al calor, a través de los cambios producidos por las reacciones del elemento, este se puede identificar i dentificar como en el caso del cobre que cambia la llama de azul claro a azul intenso o verde intenso dependiendo del cono en que se encuentre. De igual forma es necesario conocer el peso de la masa de algunos elementos lo cual se puede lograr a través del uso de una balanza la cual tiene un funcionamiento sencillo, es necesario mencionar que no se puede aplicar el elemento directamente al platillo de la balanza, se debe de realizar utilizando un recipiente.
INTRODUCCIÓN En el laboratorio para realizar algunos tipos de reacciones químicas es de gran necesidad el uso de una fuente de calor controlada, por lo tanto es de suma importancia que el practicante domine la utilización de instrumentos de este tipo para que la práctica sea efectiva. Además de este también es necesario en algunas prácticas el uso de instrumento de medida de masa para calcular el peso de algunos elementos lo que permitirá tener mayor exactitud al momento de realizar experimentos.
Entre los instrumentos generadores de calor podemos encontrar el mechero de Bunsen, el cual recibe su nombre del químico alemán del siglo XIX Robert Wilhem Bunsen (1811 - 1899), el cual fue diseñado con el propósito esencial de obtener una llama que proporcione máximo calor y no produzca ningún depósitos de hollín al calentar los objetos debido que esto causaría daños a los otros instrumento y se alteraría la visibilidad del elemento. 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. Si el mechero se utiliza de la forma correcta creando una combustión perfecta la llama será de un color azul pálido en el cual se pueden observar tres capas o conos cada uno con temperaturas diferentes. Por su parte, entre los instrumento de medidas de masa podemos encontrar la balanza que posee la capacidad de determinar la masa de una sustancia o pesar una cierta cantidad de la misma. El estudio y uso de instrumentos de medición y generadores de calor, como la balanza y el mechero, así como también sus aplicaciones es el objeto esencial de esta experiencia, para lograr lo antes expuesto se realizó lo siguiente. Se identificó las partes del mechero y la balanza, posteriormente se identificó las diferentes capas dela llama del mechero y en con la balanza se determinó el peso de algunos objetos y elementos. MARCO TEÓRICO Comburente Se define como comburente a toda mezcla de gases en el cual el oxígeno está en proporción suficiente para que se produzca la combustión. El comburente normal es el aire que
contiene aproximadamente un 21% de oxígeno. Para que se produzca la combustión es necesaria la presencia de una proporción mínima de oxígeno, que por regla general va de un 15% hasta en casos extremos de un 5%. Combustible Sustancia que reacciona químicamente con otra sustancia para producir calor, o que produce calor por procesos nucleares. El término combustible se limita por lo general a aquellas sustancias que arden fácilmente en aire u oxígeno emitiendo grandes cantidades de calor. Combustión La combustión es un proceso de oxidación rápida de una sustancia acompañado de un aumento de calor y frecuentemente de luz. Densidad Masa de un cuerpo por unidad de volumen. En ocasiones se habla de densidad relativa que es la relación entre densidad de un cuerpo y la densidad del agua a 4ºC que se toma como unidad. Mechero de Bunsen Es un aparato que consta de un tubo vertical soportado en un pie o pequeña plataforma a la que va enroscado. El tubo en su base tiene un pequeño orificio vertical para permitir la entrada de gas y arriba de
esa entrada de aire, rodeada de un anillo móvil que sirve para regular la cantidad de aire que se aspira por las aberturas al subir rápidamente el gas por el tubo vertical. En el extremo superior del tubo vertical se enciende la mezcla de gas y aire. Cuando el aire es insuficiente la combustión no es completa, el gas se descompone y se forman partículas de carbón que arden a incandescencia produciendo una llama luminosa; Si el aire es suficiente la llama no es luminosa sino incolora; si el aire esta en exceso (normalmente porque la presión de salida del gas es muy baja), la mezcla no alcanza a salir del tubo y arde en el pequeño orificio de salida del gas con una combustión incompleta. Se pueden distinguir varias zonas o regiones definidas en la flama: -zona interna o fría, zona media o zona de reducción y zona de oxidación Balanza: Este instrumento se utiliza para la determinación de la masa de los cuerpos. La balanza eléctrica de un solo platillo tiene el mismo principio que una de dos platillos con pesas pero su funcionamiento es más sencillo. Las pesas en este instrumento se encuentran en el mismo platillo y al hacer una pesada lo que se hace es eliminar pesas del mismo hasta que el peso de la sustancia se nivele con las pesas del platillo, luego se hace la lectura en la pantalla digital de la balanza.
Para el correcto funcionamiento de una balanza debe disponerse de un cuarto especial el cual debe estar limpio, evitar en lo posible producir vibraciones, cuando esta esté en funcionamiento. No deben colocarse las sustancias directamente sobre el platillo, se utiliza vidrio reloj, vasos de precipitados, cápsulas y crisoles de porcelana papel filtro, etc. es importante señalar que no se debe colocar un peso mayor a la capacidad de la balanza ni objetos calientes. Para tener menos margen de erros los experimentos deben hacerse con la misma balanza. PROCEDIMIENTO Para la utilización del mechero se realizó una práctica del encendido del mechero, se verifico la existencia de las diferentes zonas de la llama por intermedio de una lámina de cobre, de acuerdo a la reacción de los productos de cada zona con el material de que está hecha la lámina, se tomó la lámina de cobre con una pinza y se cortó verticalmente la llama del mechero para observar la coloración de la misma, donde se verifica la oxidación del metal. Posteriormente se cortó la llama horizontalmente mitad con la misma lámina de cobre donde se observó los conos o envolturas, luego se determinó la zona de mayor temperatura. Además se procedió a determinar la zona de la llama donde funde cada una de las siguientes sustancias Acido Benzoico su punto de fusión 127ºC y Carbonato de Sodio 852°C tomándolas con un alambre de nicromo, se comenzó con la sustancia
de menor punto de fusión la cual fue el Ácido Benzoico se introdujo en la llama desde el centro y parte más baja de la llama y se continuó ascendiendo observando la zona donde fundió, se repitió el mismo proceso con la segunda sustancia el Carbonato de Sodio. Para usar la balanza primero se observó la capacidad de la balanza reflejada en una etiqueta de especificaciones, luego se estandarizo la balanza presionando un botón da la misma, se procedió a limpiar el vidrio de reloj y se colocó en la balanza teniendo el mínimo contacto con las manos para evitar que el peso aumente por causa de grasas u otros elementos, se observó el peso del vidrio de reloj para luego estandarizar la balanza e ir colocando los elementos hasta obtener el peso indicado, los elementos pesados fueron; 0.8g de Nacl, 5g de azúcar, lapicero, vaso precipitado, dos muestras de cada elemento. ANÁLISIS DE RESULTADOS Las medidas de peso realizadas en la balanza, y su cálculo de promedio (̅) y error (Er) arrojaron los siguientes datos. (Ver tabla 1 y 2) Ítems NaCl 1 2
Er
0.758g 0.795g 0.777g 1.85%
Glucosa Vidrio de reloj 4.966g 45.849g 4.922g 45.849g 4.944g 45.849g 2.2% 0%
Tabla 1 resultados de las medidas de peso
Ítems Lapicero Vaso precipitado
1 2
Er
4.434g 4.436g 4.435g 0.1%
55.083g 55.084g 55.084g 0.05%
Tabla 2 resultados de las medidas de peso
El tipo de error es sistemático, causado por variaciones al momento de pesar el elemento indicado, y presencia de partículas como grasas, polvo, restos, entre otros. La experiencia realizada con el mechero arrojo las ubicaciones de las diferentes capas o conos de la llama del mismo, basándose en la temperatura. Se observó que en la zona fría no ocurrió ninguna reacción en un cerillo de fosforo esto se debe a que esta área está formado por una mezcla de aire y gas que no ha entrado aún en combustión. En cuanto a la experiencia realizada con el mechero se observó las siguientes reacciones dependiendo del elemento que se aplicó (ver tabla 3) Elemento
Cono de reacción
Cobre
Reducción
Cobre
Oxidación
Acido Benzoico
Reducción
Carbonato de sodio
Reducción
Reacción observada Llama cambio a azul intenso Llama cambio a verde intenso
Llama cambio a naranja Llama cambio a naranja mientras se
producía chispas Tabla 3 Reacciones producidas en el mechero
Las reacciones ocurridas en la llama por causa de la lámina de cobre se deben principalmente a que cuando los metales o sus compuestos, se calientan fuertemente a temperaturas elevadas en una llama muy caliente, la llama adquiere colores brillantes que son característicos de cada metal. Los colores se deben a átomos del metal que han pasado a estados energéticos excitados debido a que absorben energía de la llama; los átomos que han sido excitados pueden perder su exceso de energía por emisión de luz de una longitud de onda característica. Los compuestos de estos elementos contienen a los átomos metálicos en forma de iones positivos en el estado sólido, no obstante, cuando se calientan a la elevada temperatura de una llama se disocian dando átomos gaseosos y no iones. De aquí que los compuestos confieran a la llama los mismos colores característicos que los elementos. Estas llamas coloreadas proporcionan una vía de ensayo cualitativo muy adecuada para detectar estos elementos en mezclas y compuestos. El color de la llama se debe a que los átomos del metal absorben energía de la llama; dicha energía se transforma en luz cuando el átomo vuelve a su estado normal. En este caso el cobre cambia la llama a azul intenso al momento de calentarse a una temperatura cono la de la zona
de reducción en cambio al subir la temperatura es decir al ubicarla en la zona de oxidación la llama cambia a un color verde intenso. De esta forma se determina un elemento si se desconoce el mismo debido que los metales tienen características diferentes. CONCLUSIONES Después de las experiencias realizadas ya podemos tener una visión más amplia sobre los conceptos de materia, energía, combustión, oxidación, reducción además estamos aptos para manejar un mechero de Bunsen, porque conocemos sus partes, su funcionamiento, las clases de llama que nos brinda, por otra parte podemos identificar soluciones por medio de la coloración de la llama que nos dé al calentarlos con el mechero, ya que previamente conocemos los colores que identifican a los elementos químicos. Entre otros conocimientos y destrezas que adquirimos en esta experiencia esta la del manejo de la balanza necesaria para calcular medidas de más de algunos elementos. BIBLIOGRAFÍA Maolin Reyes y María Marquez “Uso del Mechero, La Balanza” UNEFACoro. 2010 Jaime Montoya, Práctica sobre técnicas básicas de laboratorio. Link: http://www.monografias.com/trabajo s34/practica-laboratorio/practicalaboratorio.shtml
Andrés Sánchez, Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia, energía y sus cambios. 2009 link: http://www.scribd.com/doc/15569853 /QUIMICA-N-2-Quimica-General-AI
