UNIVERSIDAD MAYOR DE “SAN ANDRES”
LABORATORIO DE QUIMICA (QMC-100) NUMERO DE PRACTICA
No 1
NOMBRE DE LA PRACTICA
MEDIDAS Y PROPIEDADES PROPIEDADES FISICAS
NOMBRE UNIVERSITARIO UNIVERSITARIO
NAYRA BERRIOS TICONA
CARRERA
INGENIERIA PETROLERA
FECHA
5 DE SEP. 2013
INGENIERO
GLADIS SANCHES
1. OBJETIVO GENERAL.- Una mezcla
* Realizar mediciones de magnitudes comunes a propiedades físicas. 1.1 OBJETIVOS ESPECIFICOS
* Realizar medidas que se aproximen al valor verdadero mediante los instrumentos de medición. * Determinar las densidades de cuerpos regulares e irregulares y de líquidos. * Determinar las temperaturas de congelación y ebullición del agua. * Utilizar métodos estadísticos. * Realizar un anlisis de los datos experimentales que se dieron en el desarrollo del experimento. * Realizar operaciones con las magnitudes derivadas sobre la base de los datos experimentales. * !prender el mane"o de los instrumentos de laboratorio involucrados en los experimentos 2. FUNDAMENTO TEORICO
#as propiedades son aquellas que caracterizan a cada sustancia$ permiten su diferenciación con otra y su identificación.
%ntre estas propiedades tenemos& densidad$ punto de ebullición$ punto de fusión$ índice de refracción de luz$ dureza$ tenacidad$ ductibilidad$ maleabilidad$ solubilidad$ reactividad$ actividad óptica$ energía de ionización$ electronegatividad$ acidez$ basicidad$ calor latente de fusión$ calor latente de evaporización$ etc. #as propiedades especificas pueden ser químicas o físicas dependiendo si se manifiestan con o sin alteración en su composición interna o molecular. '. (ropiedades )ísicas& on aquellas propiedades que impresionan nuestros sentidos sin alterar su composición interna o molecular. %"emplos& densidad$ estado físico +solido$ liquido$ gaseoso,$ propiedades organolépticas +color$ olor$ sabor,$ temperatura de ebullición$ punto de fusión$ solubilidad$ dureza$ conductividad eléctrica$ conductividad calorífica$ calor latente de fusión$ etc. ! su vez las propiedades físicas pueden ser extensivas o intensivas.
(ropiedades %xtensivas& el valor medido de estas propiedades depende de la masa. (or e"emplo& inercia$ peso$ rea$ volumen$ presión de gas$ calor ganado y perdido$ etc. (ropiedades -ntensivas& el valor medido de estas propiedades no depende de la masa. (or e"emplo& densidad$ temperatura de ebullición$ color$ olor$ sabor$ calor latente de fusión$ reactividad$ energía de ionización$ electronegatividad$ molécula gramo$ tomo gramo$ equivalente gramo$ etc.
. (ropiedades /uímicas& son aquellas propiedades que se manifiestan al alterar su estructura interna o molecular$ cuando interact0an con otras sustancias. %"emplos& %l )e se oxida a temperatura ambiental y el 1ro no se oxida2 el 345 es combustible y el 33l5 no es combustible2 el odio reacciona violentamente con el agua fría para formar 4idróxido de odio y el 3alcio reacciona muy lentamente con el agua para formar 4idróxido de 3alcio. Una de las propiedades de los sólidos$ así como de los líquidos e incluso de los gases es la medida del grado de compactación de un material& su densidad. #a densidad es una medida de cunto material se encuentra comprimido en un espacio determinado2 es la cantidad de masa por unidad de volumen
φ=
m v
!sí !rquímedes buscando de descubrir una forma de medir la densidad de los cuerpos$ descubrió el siguiente principio& 67odo cuerpo sumergido en el seno de un fluido sufre una fuerza ascendente +empu"e, cuyo valor es igual al peso del fluido desalo"ado por el cuerpo8
(recisamente al sumergir un cuerpo en un vaso de agua$ el agua e"ercer un empu"e sobre el cuerpo. !sí con la tercera ley de 9e:ton +acción y reacción, se puede determinar que el cuerpo reaccionara sobre el agua con idéntica fuerza y sentido contrario. i se coloca el vaso de agua sobre una balanza se puede medir el exceso de masa que la balanza registra$ cuando se introduce un cuerpo en el agua. %l método de !rquímedes est vinculado al clculo de diversos ob"etos que se encuentran en la naturaleza. 3ada elemento de la naturaleza tiene una densidad que le es característica y 0nica. Densidad ;aume.< !l utilizar los densímetros$ que sirven para medir la densidad de las sustancias$ se puede observar que estos estn en grados ;aume #a escala Baum es una escala usada en la medida de las concentraciones de ciertas soluciones + "arabes$ cidos,. )ue creada por el químico y farmacéutico francés !ntoine ;aumé +'=>?'>@5, en '=A> cuando construyó su aerómetro. 3ada elemento de la división de la escalera ;aumé se denomina !"a#$ Baum y se simboliza por %B o %B. #a graduación de un aerómetro en grados ;aumé se establece en referencia a una disolución acuosa de cloruro de sodio +9a3l, al '@B en masa y agua destilada. e marca el valor @ para el agua destilada y el valor '@ para la disolución al '@B$ y se divide el espacio entre ambos en '@ grados ;aumé. #a escala se puede alargar por aba"o para líquidos menos densos que el agua destilada +C' gEcmF,. (ara líquidos ms densos que el agua la escala es un poco diferente& se mantiene el valor @G;é para el agua destilada y se pone el valor 'HG;é cuando el aerómetro est dentro de una disolución al 'HB de cloruro de sodio. %sto Iace que las dos escalas no se correspondan2 por e"emplo los HG;é +densidad alta, no coinciden con los HG;é +densidad ba"a,$ y por esta razón se la considera una escala confusa. #a relación entre la densidad$ C$ de la disolución y los grados ;aumé se Ia expresado de diversas formas durante el tiempo que se Ia empleado. !ctualmente a @G3 la relación entre la densidad$ C$ y los grados ;aumé de una disolución viene dada por las siguientes relaciones&'
(ara líquidos ms densos que el agua +C J ' gEcmF,& G;é '5H ? '5HEC C '5HE+'5H < G;é,
(ara líquidos menos densos que el agua +C K ' gEcmF,& G;é '5@EC ? 'L@ C '5@E+'L@ M G;é,
u venta"a es que permite evaluar la concentración de cualquier solución con una misma unidad +grados ;aumé, y un mismo aparato +el aerómetro ;aumé,$ pero Iace falta emplear una tabla específica para determinar la concentración de cada tipo de sustancia. e sigue empleando en la actualidad en la producción industrial de cerveza$ vino$ miel y cidos concentrados &. PROCEDIMIENTO
&.1 Me#'#as #e (em)e"a(u"a
L.'.' 7emperatura ambiente e coloca el termómetro de mercurio$ suspendido de la pinza del soporte universal$ luego se espera que se estabilice y se realizan lecturas de la temperatura ambiental. %l termómetro se lo debe agarrar de la parte superior para que así el calor del cuerpo Iumano al tocarlo$ no influya en los resultados. %n el caso de la termocupla$ es ms sencillo ya que es un aparato electrónico que te da la medida al instante. L.'. 7emperatura de ebullición %n un vaso de precipitado de @@ ml se vierte 'H@ ml de agua$ luego se Iace Iervir el agua en una Iornilla eléctrica e inmediatamente se coloca el termómetro dentro de él y así se va controlando de manera periódica la temperatura del agua. #a temperatura de ebullición del agua$ correspondiente a la altura de la (az$ ser la temperatura mxima invariable. 3on la termocupla se realiza el mismo procedimiento que con el termómetro. L.'.L 7emperatura de fusión del Iielo %n un vaso de precipitado de H@@ ml se coloca el Iielo$ previamente granulado y agua Iasta la mitad del vaso. e debe esperar Iasta que se establezca el equilibrio de fusión. -ntroducir el termómetro$ considerando que su bulbo quede cubierto por el Iielo. )inalmente se registra el dato de la temperatura de fusión del Iielo. 3on la termocupla se realiza el mismo procedimiento que con el termómetro. L. Nolumen L.. olidos granulares (ara la determinación del volumen$ se utiliza una ca"a metlica y se llena con el sólido granular$ +en este caso sern las piedras, enrasndolo con la ayuda de una esptula. %l volumen del solido utilizado ser el volumen del recipiente$ es decir de la ca"a metlica. L.. olidos regulares !quellos solidos que tienen una forma geométrica definida$ son ms sencillos de obtener su volumen$ se mide sus dimensiones. %n este caso se debe medir el largo ancIo$ alto de un cubo. #uego reemplazar las medidas en su respectiva formula que es& N largo * ancIo * alto L..L olidos irregulares
e utiliza una probeta graduada$ en el cual esta una cierta cantidad de agua$ luego se tiene que sumergir el sólido y la diferencia de niveles ser el volumen del sólido. L..5 #íquidos (ara medir el volumen de líquidos$ ser necesario o utilizar instrumentos volumétricos como la probeta y la bureta. L.L Oasa e debe pesar en la balanza eléctrica el sólido regular$ el sólido irregular$ el sólido granular +pesando adems la masa de la ca"a vacía y la ca"a llena$ la diferencia de ambas da resultado de la masa del solido granular,. (ara los líquidos$ se debe pesar el matraz aforado vacío$ luego el matraz aforado lleno con agua y la diferencia entre estas dos es el resultado de la masa del líquido. L.5 )lu"o Nolumétrico (ara la determinación del flu"o volumétrico de los grifos de laboratorio$ se realiza con ayuda de una probeta graduada y un cronometro$ ya sea anotando el tiempo necesario para un determinado volumen prefi"ado o para un tiempo fi"ado medir el volumen que se almacena en la probeta. %s recomendable tratar con un flu"o constante para que así exista un margen de error menor$ realizando varias mediciones y sacando su promedio. L.H Nolta"e (ara medir el volta"e es necesario utilizar un tester o multímetro$ que se usa para mediciones de variables eléctricas. %n este caso se medir la corriente eléctrica$ en distintos tiempos. L.A Densidad de solidos de geometría regular e determinara el volumen del solido por su forma geométrica$ la masa se la obtiene por medio de la balanza electrónica y con estos datos se calculara su densidad promedio. L.= Densidad de solidos amorfos %n este caso se Iar uso del principio de !rquímedes. e mide la masa del solido en el aire utilizando una balanza eléctrica$ luego se determina la masa del solido sumergido en agua destilada utilizando la balanza de :estpIal. e Iace uso de la siguiente formula
ρs
=
mρ sólidoenelaire
(m
sólidoenelaire
-
L.> Densidad de solidos granulares
*
m
líquido
sólidoenellíquido
)
Una manera indirecta es midiendo aparte su ms$ y luego su volumen dentro de una ca"a metlica$ sin embargo la densidad de un líquido también se puede calcular utilizando un densímetro. (ara lo cual se vierte un líquido en una probeta$ se sumerge en este densímetro$ Iaciendo girar el densímetro$ se espera que se estabilice y se lee en su escala la densidad.
+. MATERIALES , REACTIVOS
9 ' L 5 H A = > P '@ '' ' 'L '5 'H 'A '= '> 'P @ '
9 ' L 5
O!7%R-!# 7ermómetro de 4g ;alanza 3a"a de solidos granulares (robeta (robeta (ipeta ;ureta Oatraz !forado Naso de precipitado Naso de precipitado oporte universal 3ronometro Regla milimétrica Narilla ;alanza de densidades 3epillo %sptula (ropipeta Densímetro 4ornilla 7ermocupla (iseta
R%!37-N1 olido Regular olido irregular olido granular !gua destilada
3!R!37%R-7-3! @G a '@@G 3 %léctrica 3a"a metlica H@ ml '@@ ml '@ ml H@ ml H@ ml @@ ml H@@ ml Oetlico Digital Nernier De vidrio :estpIal
3!R!37%R-7-3 ! Diversas formas Oetlico (equeQas piedras
3!97-D! D ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' 5 ' ' '
H
!ceite
3om0n
. DATOS
< 3on el termómetro de mercurio 7emperatura en G3
!lumno '
!lumno
!lumno L
!lumno 5
!lumno H
@$
@$'
@$'
@$'
@$'
>>
>>
>>
>P
>P
o
o
o
o
o
!lumno '
!lumno
!lumno L
!lumno 5
!lumno H
'P$P
'P$P
'P$P
'P$P
>A
>A
>A
>A
@
@
@
@
7emperatura !mbiente 7emperatura de ebullición del agua 7emperatura de fusión del Iielo
< 3on la termocupla 7emperatura en G3 7emperatura !mbiente 7emperatura de ebullición del agua 7emperatura de fusión del Iielo
'P$P >A @
< (ara el volumen del solido regular& %n este caso es un cubo
#ongitud cmS
H$5H
H$5H
H$5A
!lumno 5 H$5H
!ncIo cmS
H$5A
H$5A
H$5H
H$5A
H$5A
!ltura cmS
H$'
H$'
H$''
H$'
H$'
!lumno '
!lumno
!lumno L
!lumno 5
#ongitud de la ca"a cmS
H$5P
H$5P
H$5>
H$5P
!ltura de la ca"a cmS
'$PP
'$P>
'$PP
!ncIo de la ca"a cmS
$5>
$5>
$5>
$5>
Densidad característica !lumno '
!lumno
!lumno L
!lumno H
< (ara el sólido granular&
Dimensiones internas
< (ara el líquido +agua, con matraz aforado
H$5H
#iquido
!lumno '
!gua
!lumno 5
!lumno !lumno L H@ ml
!lumno H
H@ ml
H@ ml
H@ ml
H@ l
!lumno '
!lumno
!lumno L
!lumno 5
!lumno H
P@$'
P@$'
P@$'
P@$'
P@$'
!lumno '
!lumno
!lumno L
!lumno 5
!lumno H
5P$=
5P$=
5P$=
5P$=
5P$=
< (ara la masa de& olido regular Oasa en +g,
olido irregular Oasa en +g,
olido granular
!lumno '
!lumno
!lumno L
!lumno 5
!lumno H
A$>>
A$>>
A$>>
A$>>
A$>>
==.>A
==.>A
==.>A
==.>A
==.>A
H@$P>
H@$P>
H@$P>
H@$P>
H@$P>
Oasa de la ca"a vacía en +g, Oasa de la ca"a llena en +g, Oasa del solido granular en +g,
< (ara líquidos&
#íquido +agua, Oatraz aforado vacío gS Oatraz aforado lleno gS
!lumno '
!lumno
!lumno L
!lumno 5
!lumno H
L5$5'
L5$5'
L5$5'
L5$5'
L5$5'
>5$'>
>5$'>
>5$'>
>5$'>
>5$'>
!lumno '
!lumno
!lumno L
!lumno 5
!lumno H
5H
5'
5=
5A
5'
L$5
L$'
L$A
L$L
L$'
< (ara el flu"o volumétrico
Datos de flu"o con probeta Nolumen recibido cmLS 7iempo sS < (ara el volta"e
4ora 'P&H@ 'P&HH 'P&A@
!lumno ' A = =
!lumno = = =
!lumno L = = =
!lumno 5 A = =
!lumno H = = =
< (ara la densidad +con el densímetro, #íquido
!lumno '
!lumno
!lumno L
!lumno 5
!lumno H
'$@@
'$@@
'$@@
'$@@
'$@@
P=
P=
P=
P=
A
A
A
A
A
@$P
@$P
@$P
@$P
@$P
41 gEcmLS 34H14 B volS GT#S 415 G;eS !ceite gEcmLS
P=
Oétodo de !rquímedes
(eso del solido en el aire +g, (eso del solido en el agua +g, Densidad del agua
!lumno '
!lumno
!lumno L
!lumno 5
!lumno H
5P$P'
5P$P'
5P$P'
5P$P'
5P$P'
55$@
55$@
55$@
55$@
55$@
'
'
'
'
'
. CALCULOS , RESULTADOS
* 3lculo del valor promedio$ del intervalo de confianza y del error absoluto o relativo 3on las formulas&
X = X ( prom ) ±
tS √ n
x
∑¿
¿ ¿2 ¿ ¿ 2 x −¿ ∑¿ ¿ S = √ ¿
(ara la desviación estndar 3on un 6t8 de student $==A al PHB de
3onfiabilidad.
Pa"a la (em)e"a(u"a - 7emperatura ambiente& 7 promedio @$'G3
(ara.
(ara&
S=
√
2028,11−(100,6 ) ² / 5 4
tS
¿
√ n
2,776 ∗0,0055 √5
@$@HH
entonces 7 @$'5 @$@= +G3,
< 7emperatura de ebullición de agua& 7 promedio >>$5G3 (ara.
(ara&
S=
√
39074 −( 442) ² / 5
tS
4
¿
√ n
2,776∗0,548
√ 5
@$H5>
entonces 7 >>$5 @$= +G3,
#a temperatura teórica de ebullición del agua es aproximadamente >=G3$ porque se tuvo un error de '$5 +G3, < 7emperatura de fusión del Iielo& 7 promedio& @G3 %ntonces 7 @G3 %ste dato concuerda exactamente con el dato teórico. Pa"a el /$lume0
< Del solido regular& ' N
¿ 5,46∗5,45∗5,12 ( cc ) 'H$LH +cc,
N
¿ 5,45∗5,46∗5,12 (cc ) 'H$LH +cc,
LN
¿ 5,46∗5,45∗5,11 ( cc ) 'H$@A +cc,
5N
¿ 5,45∗5,46∗5,12 ( cc ) 'H$LH +cc,
N
¿ 5,46∗5,46∗5,12 ( cc ) 'H$LH +cc,
(or lo que el promedio es& N 'H$P +cc, (ara&
(ara&
S= tS
√ n
√
115964,3336 −(761,46 ) ² / 5 4
¿
2,776 ∗0,149 √ 5
@$'5P
@$'>H entonces& v 'H$P @$'> +cc,
< Del solido granular& ' N ¿ 5,49∗1,99 ∗2,48 ( cc ) =$@P5 +cc, N ¿ 549∗1,98∗2,48 ( cc ) A$PH> +cc,
L N ¿ 5,48∗2,00∗2,49 ( cc ) =$P@ +cc, 5 N ¿ 5,49∗1,99∗2,49 (cc ) =$@L +cc, (or lo que el promedio es& N =$'LA +cc, (ara&
(ara&
S=
√
2945,565909 −( 108,545 ) ² / 4
tS
3
¿
√ n
3,182 ∗0,0205 √4
@$@@H
@$@LA entonces& v 'H$P @$@L+cc,
< #íquidos con matraz aforado e tomaran varias medidas$ sin embargo todas fueron las mismas$ entonces el volumen promedio @@ml Pa"a la masa
< (ara el sólido regular& O P@$' @$@' +g, < (ara el sólido irregular& O 5P$= @$@'+g, < (ara el sólido granular& masa del solido masa de la ca"a llena ? masa de la ca"a vacía Oasa del solido ==$>A+g, ? A$>>+g, H@$P> +g, %ntonces& O& H@$P> @$@'+g, %n estos datos no fue necesario Iallar el error$ ya que se obtuvo del error del instrumento$ que en este caso fue la balanza eléctrica. Pa"a el lu$ /$lum("'c$
')
¿ 45 ÷ 3,4 ( cc ) 'L$LH+cc Es,
)
¿ 41 ÷ 3,1 ( cc ) 'L$A+cc Es,
L)
¿ 47 ÷ 3,6 ( cc ) 'L$@HH+cc Es, entonces el promedio es& ) 'L$LLA +cc Es,
5)
¿ 46 ÷ 3,6 ( cc ) 'L$PLP+cc Es,
H)
¿ 41 ÷ 3,1 ( cc ) 'L$A+cc Es,
(ara.
(ara&
S= tS
√ n
√
889,748 −( 66,681 ) ² / 5 4
¿
Pa"a el /$l(ae
2,776 ∗0,345 √ 5
@$L5H
@$5P
entonces ) 'L$LLA @$5P +cc E s,
' v +A M =M =,EL A$AA= volt v +=M=M=,E L = volt L v +=M=M=,E L = volt 5 v +AM=M=,E L A$AA= volt H v +=M=M=,E L = volt (or lo que el promedio es& v A$>A= volt (ara.
S=
√
257342,8578 −( 1134,334 ) ² / 5 4
tS
(ara&
¿
√ n
2,776∗0,182
√5
@$'>
@$A entonces v A$>A= @$A +volt,
Pa"a la #e0s'#a#
< (ara el sólido regular& m P@$'g
φ=
m v
90,21 g
¿
v 'H$P cc
@$HP +gEcc,
152,29 cc
< (ara el sólido granular& Oasa del solido granular masa de la ca"a llena ? masa de la ca"a vacía %ntonces& masa del solido granular ==$>Ag ? A$>>g H@$P>g v =$'LA cc
φ=
m v
¿
50,98 g 27,136 cc
'$>=P +gEcc,
< (ara el agua& Oasa del matraz lleno< masa del matraz vacío masa del agua Oasa del agua >5$'>g
φ=
m v
¿
49,77 g 50 cc
2
v H@ ml
@$PP +gEcc,
#a densidad del agua teórica es 'gEcc$ sin embargo en este experimento nos dio @$PP gEcc$ lo que significa que se tuvo un error de @$@'. < (ara la densidad en base al método de !rquímedes
ρs
¿
=
mρ sólidoenelaire
(m
sólidoenelaire
49,91 g∗1 g / cc 49,91 g −44,02 g
-
*
m
líquido
sólidoenellíquido
)
=8,474 g / cc
%sta es la densidad del solido irregular calculado por el método de !rquímedes. 3. OBSERVACIONES
%l grupo est formado por cinco personas$ sin embargo algunos recuadros de la tabla de datos$ no son cinco$ son solamente. %sto es debido a que una compaQera$ no estuvo a tiempo y no se contó sus datos. #os datos sobre la masa y la corriente alterna$ al ser medidos en aparatos electrónicos$ no fue necesario tomar las cinco o cuatro medidas$ ya que eran los mismos. #as medidas volumen con matraz aforado para el alcoIol$ no se realizó.$ ni tampoco se midió la densidad$ con el densímetro$ el Verosene.
4. CONCLUSION
!l finalizar este experimento$ no solamente se aprendió a usar adecuadamente los instrumentos y materiales de laboratorio$ sino que se pudo realizar diferentes medidas sobre las magnitudes de propiedades físicas como la masa$ la densidad$ el volumenW !sí también se pudo corroborar que los resultados teóricos$ nunca son iguales a los resultados experimentales$ debido a que siempre est presente el margen de error. 5. BIBLIOGRAFIA - #ibro 6/uimica Teneral8 #eonardo T 3oronel Rodriguez. -
www.fisicarecreativa.com/informes/infor.../ densidades_udesa1.pd
- es.scribd.com/doc/44017815/ Escala-Baume
