Practica 1 Fenomenos de Oxidacion

UNIVERSIDAD SAN FRANCISCO XAVIER – FACULTAD DE LA TECNOLOGIA LABORATORIO DE QUIMICA AMBIENTAL INA 101

FENOMENOS DE OXIDACION 1 OBJETIVOS: Caracterización al triangulo del fuego. Caracterización al proceso de respiración. Caracterización del proceso de fermentación. Generalización de los procesos de combustión • • • •

2 FUNDAMENTO 2.1. 2.1. ¿Qué ¿Qué es el fueg fuego o Co!" Co!"us us#$ #$"l "le% e% &o!" &o!"u' u'e( e(#e #e )o*$ )o*$ge ge(o (o +e ,$'e ,$'e-% -% #e!e',#u', +e $g($&$/(. Cl,ses +e fuego. calor yy la luz producidos por la combustión. Fuego.0 Del latín focus, el fuego es el calor El fueg fuego o nace nace a part partir ir de una una reac reacci ción ón quím químic ica a de oxid oxidac ació ión n y supo supone ne la generac generación ión de llamas llamas y la emanación emanación de vapor vapor de agua y dióxid dióxido o de carbono. carbono. odría decirse que el fuego es la manifestación visual del mencionado proceso de combustión.

Qu!$&,!e(#e el fuego es un roceso de reacción química r!pida, fuertemente exot"rmica de oxidación#reducción, en las que participa una sustancia combustible y una combu#rente, que se produce en condiciones energ"ticas favorables y en la que se desprendecalor, radiación luminosa, $umo y gases de combustión.

Co!"us#$"le: Es cualquier sustancia capaz de arder en determinadas Condiciones. Cualquie uier materi eria que pueda ard arder o suf sufrir rir una r!pida oxidación.Combustible es cualquier material capaz de liberar energía cuando se oxida de forma violenta con desprendimiento de calor

Co!"u'e(#e: Es el elemento en cuya presencia el combustible puede arder %normalmente %normalmente oxígeno&. 'ustancia 'ustancia que oxida al combustible en las reacciones de combustión.El comburente es cualquier sustancia que en ciertas condiciones de temper temperatu atura ra y presió presión n puede puede combinar combinarse se con un combust combustibl ible, e, provocan provocando do la combustión El oxígeno es el agente oxidante m!s com(n. or ello, el aire, que contiene aproximadamente un )* + en volumen de oxígeno, es elcomburente m!s $abitual en todos los fuegos e incendios. emperatura mínima para que una sustancia arda y se Te!e',#u', Te!e',#u', +e $g($&$/(.0 emperatura mantenga así sin necesidad de a-adir calor exterior. a mínima temperatura a la cual un combusti combustible ble en en aire debe ser calenta calentado do a fin de iniciar iniciar una combusti combustión ón auto sostenida independiente de la fuente de calentamiento.

Cl,ses +e fuego.0 los fuegos en cuatro clases, y le asigna a cada clase un símbo símbolo lo espec especial ial.. Esto Estoss símb símbol olos os apare aparece cen n en los los extin extinto tores res,, y permit permiten en 1


determinar si el extintor es apropiado para el tipo de fuego al que se desea aplicarlo. Estas clases son/

0

Fuego &l,se A

os fuegos clase 0 son aquellos que se producen en materias

combustibles

comunes

sólidas,

como

madera, papeles, cartones, textiles, pl!sticos, etc. Cuando estos materiales se queman, de1an residuos en forma de brasas o cenizas. El símbolo que se usa es la letra 0, en color blanco, sobre un tri!ngulo con fondo verde

0

Fuego &l,se B

os fuegos clase 2 son los que se producen en líquidos combustibles inflamables, como petróleo, gasolina, pinturas, etc. ambi"n se incluyen en este grupo el gas licuado de petróleo y algunas grasas utilizadas en la lubricación de m!quinas. Estos fuegos, a diferencia de los anteriores, no de1an residuos al quemarse. 'u símbolo es una letra 2, en color blanco, sobre un cuadrado con fondo ro1o.

0

Fuego &l,se C

os fuegos clase C son los que com(nmente identificamos como 3fuegos el"ctricos3. En forma m!s precisa, son aquellos que se producen en 3equipos o instalaciones ba1o carga el"ctrica3, es decir, que se encuentran energizados. 'u símbolo es la letra C, en color blanco, sobre un círculo con fondo azul.

0

Fuego &l,se D

os fuegos clase D son los que se producen en polvos o virutas de aleaciones de metales livianos como aluminio, magnesio, etc. 'u símbolo es la letra D, de color blanco, en una estrella con fondo amarillo.

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2.1.2 Co(#'ol +el fuego $(+ese,"le. e*#$(#o'es o e*#$(gu$+o'es% ,ge(#es 3u!$&os 3ue &o(#'ol,( el fuego. Co(#'ol +el fuego $(+ese,"le.0 El control del fuego fue el primer gran paso en la independencia del $ombre respecto a la dependencia de su medio ambiente. 0l controlar el fuego el $ombre domino una fuerza física poderosa y un destacado agente químico4 ya que por primera vez en la $istoria, una criatura de la naturaleza pudo dirigir una de las grandes fuerzas naturales. El control del fuego por los primeros seres $umanos fue un punto de inflexión en la evolución cultural $umana que permitió que los seres $umanos proliferaran debido a la incorporación de la absorción de las proteínas y los $idratos de carbono mediante la cocción, la actividad $umana en $oras nocturnas, y la protección ante los depredadores.

E*#$(#o'es o e*#$(gu$+o'es% ,ge(#es 3u!$&os 3ue &o(#'ol,( el fuego.0 0gentes extintores son

aquellas sustancias

que, gracias a sus propiedades físicas o químicas, se emplean para apagar el fuego %generalmente en los incendios&.

Mo+o +e ,&#u,&$/(.0 0 partir del tri!ngulo o tetraedro del fuego se puede explicar el modo en que act(an los agentes extintores, que es de cuatro modos, cada una de las caras del tetraedro, o como combinación de ellos/ # #

or enfriamiento %contra el calor&. or sofocación %aislando el combustible del comburente #del oxígeno del

# #

aire#&. Eliminando el combustible. 0ctuando directamente sobre la reacción química, como in$ibidor.

Age(#es.0 os agentes m!s comunes son/ 0gua, a c$orro o pulverizada. 0ct(a por enfriamiento, dado el calor específico del agua y el elevado calor latente de vaporización que tiene. El agua pulverizada tambi"n puede actuar por sofocación al impedir el contacto del combustible con el oxígeno. En extintores %pulverizada&, con rociadores o con bocas de incendio %a c$orro en ambos&. Espuma, química o física. 0ct(an por enfriamiento y por sofocación, aislando el combustible del oxígeno del aire. 5ieve carbónica %C6) enfriado por descompresión brusca&. Como los anteriores, act(a por enfriamiento y sofocación, ya que el C6) es m!s denso que el aire y no es comburente. 3


olvo químico, o polvo 2C %que es una sustancia tan conocida como el bicarbonato&. 0ct(a como catalizador, in$ibiendo la reacción de combustión %e1ercen su poder de extinción por efecto de supresión. En extintores y con rociadores. olvo universal o polvo 02C. En extinto res y con rociadores. 7alogenados/ eran muy efectivos, pero est! pro$ibido su uso y fabricación porque afecta a la capa ozono. a utilización de cada uno de ellos depende de la clase de fuego de las materias susceptibles de incendiarse y, en muc$os casos, de que el agente no estropee los ob1etos no alcanzados por el fuego %como ocurriría con los libros de una biblioteca si se utilizase agua&.

2.1.4 5, 'es$',&$/(. a respiración es un proceso vital el cual consiste en la entrada de oxígeno al cuerpo de un ser vivo y la salida de dióxido de carbono del mismo, así como al proceso metabólico de respiración celular, indispensable para la vida de los organismos aeróbicos. 'eg(n los distintos $!bitats, los distintos seres vivos aeróbicos $an desarrollado diferentes sistemas de $ematosis/ cut!neo, traqueal, branquial, pulmonar. Consiste en un intercambio gaseoso osmótico %o por difusión& con su medio ambiente en el que se capta oxígeno, necesario para la respiración celular, y se desec$a dióxido de carbono y vapor de agua, como producto del proceso de combustión del metabolismo energ"tico. lantas y animales, lo mismo que otros organismos de metabolismo equivalente, se relacionan a nivel macro ecológico por la din!mica que existe entre respiración y fotosíntesis. En la respiración se emplean el oxígeno del aire, que a su vez es un producto de la fotosíntesis oxig"nica, y se desec$a dióxido de carbono4 en la fotosíntesis se utiliza el dióxido de carbono y se produce el oxígeno, necesario luego para la respiración aeróbica. a reacción química global de la respiración es la siguiente/ C8 7*) 68 9 86) : 8C6) 9 87)6 9 energía %0& a respiración no es solamente una actividad de los pulmones. odo el organismo respira a trav"s del pulmón. ;uien captura el oxígeno y quien expulsa el dióxido de carbono es todo el organismo. 'us miles de millones de c"lulas consumen oxígeno incansablemente para liberar de los gl(cidos %az(cares& la energía necesaria e indispensable para realizar sus actividades.a respiración $umana consta b!sicamente de los siguientes procesos/ # # #

4


6es$',&$/( &elul,'.0 En el proceso de in$alación, llevamos oxígeno a la sangre y expulsamos el aire con el dióxido de carbono de desec$o. En la in$alación tambi"n llevamos consigo una gran cantidad de elementos contaminantes y polvo, pero la nariz cuenta con una serie de filamentos %pelos& que sirven de filtro para retener aquellos de mayor tama-o. De a$í, que se recomienda realizar el proceso de respiración por la nariz. a boca no cuenta con estos filtros y desde luego no est! preparada para retener ese tipo de partículas nocivas para nuestra salud.

2.1.7 5os 'o&esos +e FE6MENTACION. 5e8,+u',s e(&$!,s. Sus#,(&$,s 3ue suf'e( fe'!e(#,&$/(. El 'o&eso +e fe'!e(#,&$/( : a fermentación es un 'o&eso &,#,"/l$&o %rompimiento de compuestos comple1os a compuesto sencillos& o*$+,#$8o %intercambio de electrones& de cuyo resultado obtenemos un compuesto org!nico. El producto final varía seg(n el sustrato. En los seres vivos, la fermentación es un 'o&eso ,(,e'/"$&o donde no interviene el proceso de respiración celular. 'on propias de los !$&'oo'g,($s!os, como las bacterias y las levaduras. 0unque ba1o ciertas condiciones este proceso puede darse en el te1ido muscular de los animales, esto ocurre cuando $ay insuficiencia de oxígeno a las c"lulas musculares. 2a1o estas circunstancias se produce !cido l!ctico, el cual se acumula en nuestros m(sculos y es el causante de dolor. a fermentación puede ser en presencia de cantidades limitadas de oxígeno, esto se conoce como una oxidación aeróbica incompleta. =n e1emplo del producto obtenido por este tipo de fermentación es el !cido ac"tico a partir de etanol. as fermentaciones pueden ser/ naturales, cuando las condiciones ambientales permiten la interacción de los microorganismos y los sustratos org!nicos necesarios o pueden ser artificiales, cuando el $ombre favorece estas las condiciones. El proceso de fermentación es importante en la industria para convertir granos a bebidas alco$ólicas %el mosto en vino y la cebada en cerveza&. 0dem!s, convierte carbo$idratos en C6), esto es para $acer pan.

T$os +e fe'!e(#,&$o(es: 1. Fe'!e(#,&$/( +$s&o(#$(u,: =na fermentación +$s&o(#$(u, %>batc$?& puede ser considerada como un 3 s$s#e!, &e'',+o3. 0l inicio de la operación se a-ade la solución esterilizada de nutrientes y se inocula con el microorganismo. 0 lo largo de toda la fermentación no se a-ade nada, excepto/ @ oxígeno %en forma de aire& @ un agente antiespumante @ un !cidos o una base para controlar el p7. 5


a composición del medio de cultivo, la concentración de la biomasa y la concentración de los metabolitos cambia generalmente como resultado del metabolismo de las c"lulas, observ!ndose las cuatro fases típicas de crecimiento/    

fase de latencia fase logarítmica fase estacionaria fase de muerte

En los procesos comerciales la fermentación frecuentemente se interrumpe al final de la fase

5og,'#!$&, o antes de que comience la fase de muerte. 2. Fe'!e(#,&$/( ,l$!e(#,+,: %fed#batc$& 0quí los sustratos se a-aden escalonadamente a medida que progresa la fermentación. a formación de muc$os metabolitos secundarios disminuye debido a la cantidad de glucosa que est! en el medio %efecto glucosa&, por esta razón en este tipo de fermentación los elementos críticos de la solución de nutrientes se a-aden en peque-as concentraciones al principio del proceso y contin(an a-adi"ndose en peque-as dosis durante la fase de producción. Este tipo de fermentación se utiliza en la producción de sustancias como la penicilina. A. Fe'!e(#,&$/( &o(#(u,: En la fermentación continua se establece un sistema abierto. a solución nutritiva est"ril se a-ade continuamente al tanque de fermentación %biorreactor& y una cantidad equivalente de la solución utilizada de los nutrientes con los microorganismos, se saca simult!neamente del sistema. El costo de producción de biomasa mediante cultivo continuo es menor si se compara al del cultivo discontinuo. =n e1emplo de metabolito obtenido mediante este tipo de fermentación los esuna proteína de origen unicelular que se obtiene a partir de n#alcanos y almidones. 0unque muc$as fermentaciones para la producción de metabolitos funcionan bien como procesos continuos, sólo unos pocos procesos $an resultado (tiles para la aplicación pr!ctica por varias razones/ # Buc$os m"todos de laboratorio operan continuamente durante sólo ) a ) $oras4 para que sea de utilidad industrial el sistema debe ser estable durante al menos  a *, $oras. # Es difícil mantener las condiciones est"riles a escala industrial a lo largo de un largo período de tiempo. # a composición de los sustratos debe ser constante a fin de obtener una producción m!xima. 'in embargo, la composición de las soluciones de nutrientes industriales son variables %líquido de maceración del maíz, peptona...& lo que puede originar cambios en la fisiología de la c"lula y disminuir la productividad. # Cuando se utilizan cepas de alto rendimiento se producen mutantes degenerados, los cuales pueden crecer en cultivo continuo m!s de prisa que las

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cepas de producción, dando lugar a que el rendimiento disminuya con el tiempo ya que cada vez son menos c"lulas las que sintetizan el producto de inter"s.

7. 6e,&#o'es +e e(9$!,s o &élul,s $(!o8$l$9,+,s: Consiste en pasar el medio fresco a trav"s de un fermentador en el cual se $an inmovilizado las c"lulas o enzimas. En el fermentador se producen las transformaciones bioquímicas que deseamos y recuperamos el producto transformado tras su paso por la columna. Con este sistema se eliminan los problemas de desequilibrio %estabilidad& del sistema continuo cl!sico y adem!s el producto resultante est! libre de c"lulas. 'in embargo, este tipo de fermentación presenta el inconveniente de que (o #o+os

los !$&'oo'g,($s!os ue+e( $(!o8$l$9,'se.

5e8,+u',s: as levaduras se $an definido como $ongos microscópicos, unicelulares, la mayoría se multiplican por gemación y algunas por escisión. Este grupo de microorganismos comprende alrededor de 8 g"neros y unas  especies. 7istóricamente, los estudios sobre microbiología enológica se $an centrado en las levaduras pertenecientes al g"nero 'acc$aromyces, que son las responsables de la fermentación alco$ólica.as levaduras son los agentes de la fermentación y se encuentran naturalmente en la superficie de las plantas, el suelo es su principal $!bitat encontr!ndose en invierno en la capa superficial de la tierra.as levaduras contienen una enzima que act(a en la degradación del Etanal en Etanol llamada 0lco$ólico des$idrogenasa, este catalizador solo presente en la espiración celular anaerobia o Fermentación act(a sin la presencia del 6) atmosf"rico degradando al Etanal en Etanol o 0lco$ol etílico con participación de la coenzima 50D7.

E(&$!,s:

as

enzimas

son

importantes proteínas cuya función es acelerar la velocidad de las reacciones

químicas

que

se

producen en el organismo y que son necesarias para mantener su actividad biológica, lo cual realizan al

disminuir

la

energía

de

activación. as reacciones catalizadas por enzimas ocurren a velocidades * * a ** veces m!s r!pidas que las no catalizadas. or e1emplo, la ureasa acelera la $idrólisis de la urea en la orina por un factor de * *. Este factor significa que una reacción catalizada que toma < segundo en producirse podría tomar un tiempo de A millones de a-os sin estar catalizada.

Sus#,(&$,s 3ue suf'e( fe'!e(#,&$/(:

7


T$o

+e 'o+u&#os

fe'!e(#,&$/( 0lco$ólica 0cidol!ctico

O'g,($s!os

Etanol 9 C6)

evadura

Hcidol!ctico

%'acc$aromyces& 2acterias del !cido l!ctico %'treptococcus,

lactobacillus, etc& Hcido l!ctico, !cido 2acteriasent"ricas

0cidomixto

ac"tico, etanol, C6), %Esc$eric$ia, 7) 2utanediol,

2utanediol

'almonella& !cido 2acteriasent"ricas

l!ctico, !cido ac"tico, Hcidoburitico

etanol, C6), 7) Hcido burítico, !cido 0lgunosclostridios ac"tico, C6), 7)

0cetona I butanol

Hcidopropiónico

%0erobacter, 'erratia&

0cetona,

%Clostridium

butyricum& butanol, 0lgunosclostridios

etanol

%Clostridium

Hcidopropiónico

acetobutylicum& ropionibacterium

as "e"$+,s fe'!e(#,+,s son aquellas que se fabrican empleando solamente el proceso de fermentación, en el cual se logra que un microorganismo %levadura& transforme el az(car en alco$ol. BEBIDAS F6MENTADAS 'o+u&#o Jino 'idra Jino de fruta 'aKe 7idromiel Cerveza ulque

O'$ge( =va Banzana Frutas diversas 0rroz Biel Cereales Baguey

2.1.; 5, &o!"us#$/(: =na combustión es toda reacción creada entre el material combustible y el comburente, activados por una cierta cantidad de energía, creando desprendiendo calor, llamado reacción exot"rmica.os materiales sólidos, sufren una destrucción de su estructura molecular cuando se eleva la temperatura, formando vapores que se oxidan durante el proceso de combustión. os materiales líquidos, en contacto con la cantidad de energía necesaria se vaporizan mezcl!ndose con el comburente %oxígeno& para dar paso a la llama cre!ndose así el inicio del incendio.

Ele!e(#os (e&es,'$os ,', l, &o!"us#$/(: as combustiones dependiendo de la velocidad de propagación, se pueden clasificar en varios tipos/

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Co!"us#$o(es le(#,s: as combustiones lentas no producen emisiones de luz generando poca emisión de calor. 'e suelen producir en lugares poco ventilados con escasez de comburente o sobre combustibles muy densos. 'e trata de fuegos muy peligrosos ya que al darse en condiciones de poca aireación cuando entra aire nuevo en la $abitación se produce un aumento del comburente activando el incendio r!pidamente.

6<$+,s: En las combustiones r!pidas se produce una gran emisión de calor y luz con un fuego intenso. 'i una combustión es muy r!pida se puede producir una explosión. as explosiones se consideran combustiones instant!neas. odemos distinguir entre dos tipos de explosiones/

0 Defl,g',&$/(/ a velocidad de propagación del frente de llamas no supera la velocidad del sonido.

0 De#o(,&$/(/ =na detonación se da cuando la velocidad de propagación del frente de llamas es superior a la velocidad del sonido %A mLs&. a combustión es una reacción química de oxidación, en la cual generalmente se desprende una gran cantidad de puntos en forma de calor y luz, manifest!ndose visualmente

gracias

al

fuego,

u

otros.

En toda combustión existe un elemento que arde %combustible& y otro que produce la combustión %comburente&, generalmente el oxígeno en forma de 6) gaseoso.

Co!"us#$/( $(&o!le#,: a combustión se considera incompleta cuando parte del combustible no reacciona completamente porque el oxígeno no es suficiente. Cuando una sustancia org!nica reacciona con el oxígeno de manera incompleta formando adem!s de dióxido de carbono %C6)& y agua %7)6& otros subproductos de la combustión los cuales incluyen tambi"n carbón, $idrocarburos no quemados, como Carbono %C&, 7idrógeno %7& y monóxido de carbono %C6&. a combustión es incompleta cuando $ace falta oxígeno y no es suficiente a eso se le llama combustión incompleta. En altas concentraciones los resultados de la combustión pueden ser letales.or otro lado, los resultados de la combustión incompleta en

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algunos de los !tomos de carbono se combinan con un solo !tomo de oxígeno para formar monóxido de carbono y otros subproductos potencialmente da-inos.

2.1.= Co(&e#os +e 'e&$$#,&$/(% &l,ses +e 'e&$$#,+os% se+$!e(#,&$/(% +e&,(#,&$/(. CONCETOS DE 6ECIITACI>N: a palabra precipitación puede referirse a/ # precipitación %meteorología&, caída de agua sólida o líquida por la condensación del vapor sobre la superficie terrestre. # precipitación %química&, reacción química en la cual se produce un sólido a partir de líquidos. Bientras tanto, a instancias de la Qu!$&,% una precipitación es la reacción química 3ue e'!$#e o"#e(e' u( s/l$+o , ,'#$' +e u( l3u$+o. El resultado se conoce como 'e&$$#,+o y al proceso como 'e&$$#,&$/(. al situación normalmente ocurre cuando una sustancia insoluble se conforma en la disolución como consecuencia de una reacción química o porque la disolución en cuestión $a sido sobresaturada por la acción de alg(n compuesto, que no acepta m!s soluto %sustancia minoritaria en una solución& y al no poder disolverlo, entonces, forma el precipitado. Generalmente, el precipitado que se forma caer! al fondo de la disolución, aunque tambi"n esto depender! de la densidad que ostente el precipitado. "cnica analítica cl!sica que se basa en la precipitación de un compuesto de composición química conocida tal que su peso permita calcular mediante relaciones, generalmente estequiom"trica, la cantidad original de analíto en una muestra.

Cl,ses +e 'e&$$#,+os: or el tama-o, el precipitado puede ser/

1. Colo$+,l: Estas partículas tienen un tama-o aproximado del orden de los micrómetros, no se sedimentan, no se pueden filtrar usando medios comunes de filtración.

2. C'$s#,l$(os/ Estas partículas tienen un tama-o aproximado del orden de milímetros, por lo tanto sedimentan con facilidad y pueden ser filtrados usando una gran variedad de medios.

'e&$$#,+os g',(ul,'es: partículas peque-as de forma irregular y superficie lisa4 se filtran y se lavan f!cilmente pero sus partículas tienden aser porosas, se aseme1an a los sedimentos de caf".

'e&$$#,+os f$(,!e(#e +$8$+$+os: partículas muy peque-as, son casi invisibles a simple vista, tienen la apariencia de $arina, no son deseables porque se pasan a filtrar. 10


'e&$$#,+os gel,#$(osos: forman una masa pega1osa de apariencia similar a la mermelada o a la gelatina, forman masas amorfas. 5o son deseables por lo difícil de filtrar y atrapa impurezas de difícil eliminación al lavarlos.

SEDIMENTACI>N.0 a sedimentación es una operación unitaria consistente en la separación por la acción de la gravedad de las fases sólida y líquida de una suspensión diluida para obtener una suspensión concentrada y un líquido claro. 'e pueden distinguir dos tipos de sedimentación, atendiendo al movimiento de las partículas que sedimentan/ # Se+$!e(#,&$/( l$"'e/ se produce en suspensiones de ba1a concentración de sólidos. a interacción entre partículas puede considerarse despreciable, por lo que sedimentan a su velocidad de caída libre en el fluido. # Se+$!e(#,&$/( o' 9o(,s/ se observa en la sedimentación de suspensiones concentradas. as interacciones entre las partículas son importantes, alcanz!ndose velocidades de sedimentación menores que en la sedimentación libre. a sedimentación se encuentra retardada o impedida. Dentro del sedimentador se desarrollan varias zonas, caracterizadas por diferente concentración de sólidos y, por lo tanto, diferente velocidad de sedimentación. Dependiendo de cómo se realice la operación, la sedimentación puede clasificarse en los siguientes tipos/ # Se+$!e(#,&$/( $(#e'!$#e(#e/ el flu1o volum"trico total de materia fuera del sistema es nulo, transcurre en r"gimen no estacionario. Este tipo de sedimentación es la que tiene lugar en una probeta de laboratorio, donde la suspensión se de1a reposar. # Se+$!e(#,&$/( &o(#$(u,: la suspensión diluida se alimenta continuamente y se separa en un líquido claro y una segunda suspensión de mayor concentración. ranscurre en r"gimen estacionario. El proceso de sedimentación puede ser ben"fico, cuando se piensa en el tratamiento del agua, o per1udicial, cuando se piensa en la reducción del volumen (til de los embalses, o en la reducción de la capacidad de un canal de riego o drena1e. a sedimentación es un proceso que forma parte de la potabilización del agua y de la depuración de aguas residuales.

0

o#,"$l$9,&$/( +el ,gu,

En la potabilización del agua, el proceso de sedimentación est! gobernado por la ley de 'toKes, que indica que las partículas sedimentan m!s f!cilmente cuanto mayor es su di!metro, su peso específico comparado con el del líquido, y cuanto 11


menor es la viscosidad del mismo. or ello, cuando se quiere favorecer la sedimentación se trata de aumentar el di!metro de las partículas, $aciendo que se agreguen unas a otras, proceso denominado coagulación y floculación.

0

T',#,!$e(#o +e l,s ,gu,s 'es$+u,les

En el tratamiento de las aguas residuales, este proceso se realiza para retirar la materia sólida fina, org!nica o no, de las aguas residuales, aquí el agua pasa por un dispositivo de sedimentación donde se depositan los materiales para su posterior eliminación, el proceso de sedimentación puede reducir de un ) a un  + la D26* y de un  a un 8 + los sólidos en suspensión.

0

D$sos$#$8os se+$!e(#,+o'es

os dispositivos construidos para que se produzca la sedimentación en ellos son/ Desarenador/ Dise-ado para que se sedimenten y retengan sólo partículas mayores de un cierto di!metro nominal y en general de alto peso específico %arena&4 'edimentadores o decantadores, normalmente utilizados en plantas de tratamiento de agua potable, y aguas residuales o servidas4 resas filtrantes/ destinadas a retener los materiales sólidos en las partes altas de las cuencas $idrogr!ficas.

DECANTACI>N: a decantación, es uno de los m"todos de separación de mezclas que sirve para separar solidos de líquidos y líquidos no miscibles. En el primer caso el sólido se sedimenta %por su mayor peso&, luego se inclina el recipiente y de1ando escurrir el líquido en otro recipiente queda sólo el sólido sedimentado.

ambi"n se puede emplear el m"todo del sifón, que consiste en un tubo doblado de tal modo que la rama m!s corta se introduce en el líquido de la mezcla ya sedimentada y se aspira por la rama m!s larga para $acer el vacío parcial en el interior del tubo, con lo cual la ' esión atmosf"rica empu1a al líquido separ!ndolo del sedimento.

Usos: a decantación es un proceso importante en el tratamiento de las aguas residuales. a sedimentación es la solución natural de los sólidos suspendidos en 12


el agua/ %arena y materia org!nica&a decantación es un proceso físico de separación de mezclas, especial para separar mezclas $eterog"neas, estas pueden ser exclusivamente líquido # líquido o sólido # líquido. Esta t"cnica se basa en la diferencia de densidades entre los dos componentes, que $ace que de1!ndolos en reposo se separen quedando el m!s denso arriba y el m!s fluido aba1o. ara realizar esta t"cnica se utiliza como instrumento principal un embudo de decantación, que es de cristal y est! provisto de una llave en la parte inferior.

4 6ACTICA DE5 EXE6IMENTO 4.1 O"#e(&$/( +e ,gu, +e &,l Disponiendo de un trozo de cal viva, clocando en un recipiente desec$able que contenga agua potable a tres cuartos de su volumen, remover el sistema con una esp!tula y de1ar reposar por unas M $oras, separar la parte liquida de la fracción sedimentada %decantación&. El líquido transparente e incoloro almacenarlo en una botella desec$able peque-a, $aciendo que el aire sobrante en "l, sea el mínimo cuando se o tape. El contenido es el agua de cal una solución diluida de $idróxido de calcio. asado cierto tiempo de la preparación de agua de cal se llegó a separar o se sedimento la cal de1ando en la parte superior un !rea cristalina la cual es llamada agua de cal.

4.2Fe'!e(#,&$/( ,l&o?/l$&, Disponer de uso Aml de c$ic$a4 bebida alco$ólica obtenida del maíz ,colocarlo en una botella desec$able de dos litros de capacidad, colocar al mismo unas cuatro cuc$aradas de az(car, tapar la botella con una tapa que contenga el dispositivo regulador de flu1o de gas, de1ar fermentar N días, en los cuales el az(car se convierte e alco$ol. En el sistema se genera dióxido de carbono4 gas carbónico.

4.4Co!"us#$/( +e u(, 8el,

13


Con la ayuda de un palito de fosforo encender una vela %principal componente la esterlina&. apar en forma parcial con un vaso de vidrio la vela encendida para controlar el v"rtice del comburente y verificar que uno de los productos es vapor de agua. Del

sistema

de

fermentación

alco$ólica %generador de

gas

carbónico& llenar en vaso de precipitado con gas carbónico que desplaza el aire por ser m!s pesado4 gas insípido, incoloro, inodoro, no identificable, vaciar sobre la llama de la vela, esta debe apagarse. 0cercar dos palitos de fósforos/ uno $(medo y otro seco, a la llama de la vela, por unos segundos OCu!l ardeP udimos observar que el palito de fosforo $(medo no logra encenderse, pero el que estaba seco se enciende sin ning(n problema.

.4.7 I+e(#$f$&,&$/( +el g,s &,'"/($&o Colocar en tres tubos de ensayo $asta la cuarta parte de su volumen agua de cal4 solución diluida e $idróxido de calcio. 0l primer tubo $acer burbu1ear el gas contenido en el sistema de fermentación alco$ólica, observar la aparición de un precipitado. El segundo tubo con ayuda de una tripa, manguera delgada, soplar aire expirando, observar la aparición de un preciptado. 0l tercer tubo proceder de forma similar al primer tubo a partir de un sistema de generador de gas que contenga cualquier cola4 refresco carbonatado, la aparición de un sólido blanquecino indica la presencia de carbonato de calcio.

4.;Co!"us#$/( eso(#<(e, +e l, gl$&e'$(, 14


'obre polvo de permanganato de potasio de1ar caer una a dos gotas de glicerina. 0notar sus observaciones.

0l entrar en contacto el permanganato de potesio con la glicerina esta debio $aber producido una llama mas no fue asi porque el reactivo usado % glicerina& no eastaba en buenas condiciones.

4.=Co!"us#$/( eso(#<(e, +el e#,(ol Disponer de cotonetes o bien su1eto a un palio de $elado empapado de alco$ol. 'obre polvo de permanganato de potasio de1ar caer unas gotas de !cido sulf(rico concentrado4 en la reacción se produce sulfato manganoso y ozono. ozar el algodón empapado en alco$ol sobre el sistema de reacción permanganato de potasio I !cido sulf(rico.

0l exponer los dos cotonetes empapados con alco$ol al sistema de permanganato de potasio I !cido sulf(rico, inmediatamente se produ1o una llama potente4 ya que esta reacción QBn6 I 7)'6 es una reacción que desprende fuego o calor.

4.@¿Qué es#,+o +e l, !,#e'$, ,'+e En un tubo de ensayo colocar un trozo de parafina %vela, principal componente la estearina& tapar el mismo con u tapón de tubo de desprendimiento, acercar la llama de mec$ero bunsen y calentarlo a ebullición. 0 los vapores que salen del tubo de desprendimiento acercar la llama de un palito de fosforo, observar y registrar el fenómeno.

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6bs"rvanos que al exponer el tubo de ensayo que contenía parafina al fuego, esta empieza a desprender un gas, identificado como estearinia gaseosa 4 al exponer en este gas un palito de fosforo encendido esta se enciende formando una llama color naran1a mui intensa. El estado que realmente arde es el estado g,seoso.  CA5CU5OS

6e,&&$/( +el e*e'$!e(#o 4.1 )O"#e(&$oo( +e Agu, +e C,l 0gua

H 2 O

Cal viva/ CaC6A

Ca69 C6 )

Cal apagada/ Ca6 9 7)6

Ca %67&) 9 * cal.  %eacción exot"rmica&

El Ca6 reacciona con el agua desprendiendo muc$o calor, esta reacción es conocida como el agua de cal. El producto de la reacción es el $idróxido c!lcico, Ca%67&), y se llama cal apagada.

6e,&&$/( +el e*e'$!e(#o 4.2 )Fe'!e(#,&$/( ,l&o?/l$&,a fermentación alco$ólica es el proceso de reacción cuando los carbo$idratos que se encuentran en este caso en la c$ic$a de maíz, se $idrolizan para convertirse en az(car y estas azucares a su vez se convierten en alco$ol, por lla fermentación producida por levaduras y enzimas. Como resultado de la fermentación alco$ólica o ac"tica se genera C6 ).

6e,&&$/( +el e*e'$!e(#o 4.4 )&o!"us#$/( +e u(, 8el,Estearina/ CN7**684 la estearina est! compuesta por carbono e $idrogeno. Debido a que la combustión de una vela es incompleta, este tipo de combustión desprende gran cantidad de carbono al medio ambiente, tambi"n desprende Japor de agua 7)6, Gas carbónico C6 ) y C6.

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6e,&&$/( +el e*e'$!e(#o 4.7 )$+e(#$f$&,&$/( +e g,s &,'"/($&o 0gua de cal Ca6 9 7)6

Ca %67&) 9 * cal

esultados de b(squeda CaC6A 7idróxido de calcio Ca %67& )/ En las dos pruebas realizadas al $acer burbu1ear las dos muestras se observó la formación de un precipitado el cual es identificado como CaC6A

6e,&&$/( +el e*e'$!e(#o 4.; )&o!"us#$/( eso(#<(e, +e l, gl$&e'$(,ermanganato de potasio QBn6  Glicerina CA7M6A QBn6 9 CA7M6A

se produce un burbu1eo, la reacción es violenta.

6e,&&$/( +el e*e'$!e(#o 4.= )&o!"us#$/( eso(#<(e, +el e#,(ol 0lco$ol C)767 ermanganato de potasio QBn6  Hcido sulf(rico 7)'6 'e produce/ 'ulfato manganoso Bn'6  QBn6 9 7)'6 9 C)767  reacción exot"rmica

6e,&&$/( +el e*e'$!e(#o 4.@ )3ue es#,+o +e l, !,#e'$, ,'+earafina Cn 7)n9) Esterina CN7**68 0rden si est!n en estado gaseoso.

; CONC5UIONES UNIV. Luz Clarita Nuñez.-

0l llevar a cabo la realización de la pr!ctica se obtuvo resultados favorables ya que se cumplió con todos los ob1etivos propuestos4 no obstante su tubo algunas limitaciones en cuanto al material de laboratorio y las sustancias utilizadas4 tal es el caso da la glicerina la cual no estaba en buen estado por tanto no se obtuvo un resultado satisfactorio en este caso. ara poder lograr resultados favorables y demostrar la veracidad de los procesos realizados se tuvo sumo cuidado en el mane1o de materiales y reactivos4 tomando y llevando a la pr!ctica las reglas de seguridad que se debe tener al realizar cualquier experimento en un laboratorio de química. Esta pr!ctica fue satisfactoria ya que tambi"n se pudo demostrar el proceso y los tres v"rtices del tri!ngulo del fuego, los procesos de combustión, respiración y fermentación, logrando diferenciar las características de cada uno de estos4 17


tambi"n se identificó los procesos de oxidación que cada experimento sufrió cuando fueron realizados. UNIV. Pamela Alina Conde Morales.-

En general se tuvo un traba1o de laboratorio satisfactorio puesto que pudimos realizar los ob1etivos de la pr!ctica, pero $aciendo referencia a cada una de los ob1etivos, se indica lo siguiente/ •

Caracterización al triangulo del fuego. 'e identificó correctamente los componentes del triangulo del fuego, pero se pudo identificar que el mec$ero, ya no cumplía correctamente su función ya que la entrada de oxigeno y de gas no se encontraba en balance lo que ocasionaba una combustión incompleta y daba como resultado un fuego que

•

no era óptimo para un correcto traba1o de laboratorio. Caracterización del proceso de fermentación. En el proceso de fermentación traba1amos con la c$ic$a, que fue preparada con tiempo de anticipación para que el día de la pr!ctica ya $ay desprendido sufieciente gas C6) que nos fue (til para los diversos experimentos sin embargo, se pudo comprobar que el gas acumulado en la botella no fue

•

suficiente. Generalización de los procesos de combustión udimos como es necesario que se cumpla el tri!ngulo del fuego para un proceso de combustión, pero como conclusión cabe resaltar que al ser el C6 ) mas pesado que el aire, este por e1emplo en el experimento de la combustión de la vela, se desplazaba $acia al fondo y actuaba como lo que es, un gas

sofocante. Finalmente, se puede decir que es preciso tener buenas condiciones de laboratorio y preparar el material con anticipación, ya que por e1emplo en el caso de la c$ic$a y el agua de cal estas debían ser preparadas con anticipación, para poder realizar bien el experimento y no tropozar con el problema de tener las cantidades sufientes de gas o de agua de cal. 'in embargo con un poco de ingenio se pudieron resolver todos estos problemas y se explico perfectamente todos los puntos de inter"s.

BIB5IO6AFIA  

Waites, M.J.; Morgan, N.L.; Rockey, J.S. & Higton G. (2001). n!"stria# Micro$io#ogy, an ntro!"ction. %#acke## Science. 'reciiento y sntesis !e# *ro!"cto en *rocesos in!"stria#es. +nternet. -is*oni$#e en /tt*es.geocities.cooakinic" 



aboratorio 5R) 0nalisis Gravim"trico De 'olución. =niversidad tecnológica de C$ile. Disponible en/ $ttps/LLes.informe#nc)b)#ancAa*lisis# gravimcAaStrico#apmin ;=TB
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Practica 1 Fenomenos de Oxidacion

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