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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y TEXTIL Departamento Académica de Ciencias Básicas

CURSO: LABORATORIO DE QUÍMICA I (QU117B) INFORME N° 01 APRESTAMIENTO PARA EL TRABAJO EN EL LABORATORIO Realizado por: QUISPE CABALLERO DANIEL ALEJANDRO – 20172699G QUISPE DIONISIO ANGELA PAMELA – 20171518I QUISPE HUAYRA ALEXIS DAVID – 20171556H QUISPE YALICO CESAR AUGUSTO JUAN-20171557D Nota del informe Profesores Responsables: ING. MAURO PÉREZ ESTRELLA DRA. JESSICA NIETO JUÁREZ Periodo Académico: 2017-2 Fecha de realización de la práctica: 06/09/17 Fecha de presentación del informe: 13/09/17 LIMA-PERU

INDICE

1. Objetivo 2. Introducción – fundamento teórico

3. Parte experimental: 

Experimento N°1 – Medición de la temperatura



Experimento N°2 – Medición del volumen o “Determinación del volumen de c/u de los tubos de ensayo” o “Determinación del caudal”



Experimento N°3 – Medición de la presión barométrica



Experimento N°4 – Determinación del error en la medición del volumen con la bureta y probeta Experimento N°5 – Manejo del mechero de bunsen Experimentos realizados:  Encendida la llama  Usando un cerillo  Con un pedazo de cartulina



4. Cuestionario  Otros materiales de uso rutinario

5. Bibliografía

INFORME N° 01 APRESTAMIENTO PARA EL TRABAJO EN EL LABORATORIO

1. OBJETIVO Comenzar a estudiar la química de forma experimental, empezando por conocer y manipular diversos instrumentos dentro del laboratorio de manera adecuada para así tener un buen desenvolvimiento dentro de este y con ello afrontar las futuras experiencias.

2. INTRODUCCIÓN – FUNDAMENTO TEÓRICO El manejo correcto de los instrumentos de laboratorio nos llevará a una medición correcta y a la obtención de resultados confiables, los cuales nos permitirá solucionar problemas en el mundo laboral, así como también desenvolverse en el área de investigación que elijamos. Para esto, es necesario conocer los nombres, cuidados y aplicaciones de los materiales de laboratorio.

3. PARTE EXPERIMENTAL: Experimento N°1 Medición de la temperatura  Objetivo específico: Medir lo más exacto y preciso posible la temperatura con el termómetro de mercurio (Hg).  Observaciones: Sabemos por teoría que el termómetro digital es mucho más exacto que el termómetro de Hg, debido a su mínima incertidumbre.  Proceso: 1. Verter cierta cantidad de agua en el vaso de precipitado. 2. Sumergimos el termómetro de Hg dentro del vaso de precipitado, con el bulbo hacia abajo a una pequeña distancia del fondo. 3. Alrededor de un minuto pasamos a retirar el termómetro de Hg y le tomamos su lectura.  Gráfico: Termómetro de Hg

 Resultados: Instrumento

Rango en °C

Mínima división

Tolerancia

Incertidumbre

Altura de inmersión (cm)

Termómetro de Hg

[-10;110]

1°C

-

± 0.5

0.75 cm

 Conclusiones: De lo mencionado en las observaciones, resulta mucho mejor usar un termómetro digital que un termómetro de Hg, debido a su mayor exactitud.  Recomendaciones: Principalmente tener en cuenta que la lectura del termómetro debería estar en cero antes de comenzar la medición.

Experimento N°2 Medición de volumen  Objetivo específico: Comprender la importancia de una medición exacta, y ser capaz de realizar diferentes mediciones en una variedad de materiales con precisión y exactitud.  Instrumentos: o

Probeta: Instrumento de laboratorio de vidrio o plástico, que se emplea para medir el volumen de los líquidos. Estas miden volúmenes aproximados.

o

Pipeta de Mohr:

Son instrumentos de vidrio que se usan para medir los líquidos con mayor exactitud. Estas pueden ser aforadas (miden un volumen exacto) o parciales (miden un volumen aproximado). o

Bureta: Material cilíndrico de vidrio graduado, alargado, que termina en una llave para poder controlar el flujo del líquido que se va a medir. Se usa en operaciones en que se necesita medir volúmenes con gran exactitud.

 Observaciones: Cada uno de los instrumentos utilizados presentan diferente precisión en la medición, pero el mismo uso.  Resultados: T (°C)

Tolerancia

Incertidumbre

Probeta

Mínima división 1 ml

22°C

-

0.5 ml

Volumen dispersado 15 ml

Pipeta de Mohr

1 ml

22°C

±0.6 ml

0.5 ml

10 ml

Bureta

1ml

22°C

-

0.5 ml

-

Instrumento

 Conclusiones: Nos resultó más precisa la medición realizada con la bureta.

“Determinación del volumen de c/u de los tubos de ensayo”  Objetivo: Que el estudiante aprenda a medir con los instrumentos de trabajo dados en el laboratorio y que aprenda que todo instrumento de medida tiene un porcentaje de error o incertidumbre.  Procedimiento: 

Medir el diámetro y la altura en mm de cada tubo de ensayo y anotarlos en la hoja de resultados.



Determinar los volúmenes totales en mL de los tubos

de

ensayo

con

la

bureta

Llenado la bureta con el agua de la piseta y anotar dichos volúmenes. 

Por último, conociendo las dimensiones y volúmenes totales de los tubos de ensayo, determinar

sus

respectivos

errores

o

incertidumbres (Anotándolos en la hoja de datos y resultados).

 Observaciones: Tanto las mediciones hechas con la regla metálica y bureta no fueron exactas para medir sus dimensiones y volúmenes de los tubos de ensayo, pese a que se aproximan.  Resultados:

Tubo de ensayo

Determinación del volumen de c/u de los tubos de ensayo

Dimensión diám.Xalt.

Volumen total en mL

Grande

6.5mmX58.9mm

25.22mL

Mediano

6mmX50mm

20.2mL

Pequeño

4.5mmX39mm

8.6mL

 Conclusiones: Los resultados indicados en los instrumentos de medida pueden ser erróneos fácilmente siempre y cuando sean mal utilizados los instrumentos dados.

“Determinación del caudal”  Objetivo: Que el estudiante obtenga el conocimiento necesario para conocer el concepto de caudal y su significado, no solo de manera teórica sino también de manera experimental con la ayuda de instrumentos adecuados de laboratorio.  Observaciones: 1. Al calcular el volumen solo se tomó en cuenta la incertidumbre de los instrumentos mas no el de las personas que hacen el experimento, dado que al detener el cronometro existe un pequeño tiempo de reacción que no se consideró, con lo cual no es exacto la medición del caudal aun con las incertidumbres de los instrumentos utilizados. 2. En el experimento del caudal hizo falta un cronometro de laboratorio, dado que los cronómetros de nuestros celulares pueden diferir un poco.

 Procedimiento: 1. Sujetamos una pinza en el soporte en el soporte universal con la nuez. 2. Con la pinza sujetamos la bureta en el soporte universal (la llave de la bureta debe estar cerrada). 3. Llenamos agua hasta la última medida de la bureta. 4. Se abre la llave de la bureta y al mismo tiempo se enciende un cronometro y se calcula así en tiempo total del drenaje de agua. 5. Finalmente: se procede a calcular el caudal con los datos obtenidos.  Ecuación del caudal:

CAUDAL=Volumen descargado (ml)/tiempo de descarga

 Resultados:

Determinación del caudal

Volumen (mL)

Tiempo (s)

Caudal (mL/s)

25

58.83

0.42

25

59.80

0.42

25

58.61

0.43

Caudal Promedio

0.42

 Conclusiones: Si se quiere medir algo exactamente, en este caso el un caudal promedio de tres experimentos, siempre existen diferencias en cada medida lo cual se conoce como incertidumbre, por lo tanto, es muy importante estar lo mejor sincronizado con el cronometro.  Recomendaciones: Se recomienda utilizar algún instrumento que nos ayude a precisar si la bureta está completamente vertical para así ser más exactos al momento de calcular el caudal.

Experimento N°3 Medición de la temperatura y presión barométrica del Laboratorio  Objetivo específico: Conocer la presión y temperatura a la que estamos en el laboratorio.  Observaciones: La presión obtenida se aproxima a la del nivel del mar.  Resultados: Instrumento

Rango

Tolerancia

Incertid.

Medida

Termómetro

Mínima división 1°C

[0-100]

-

0.5°C

23°C

Barómetro

0.1cm de Hg

[63.5-78.8]

-

0.05cm de Hg

74.5cm de Hg

 Conclusión: Las medidas, así como los instrumentos de medición de la presión son de gran importancia.  Recomendaciones: El barómetro del laboratorio debe ser protegido contra todo efecto perjudicial que altere el resultado.

Experimento N°4 Determinación del error en la medición del volumen con la bureta y con la probeta  Observaciones: Para este experimento tuvimos ayuda de una balanza.  Formula de la densidad: 𝝆=

𝑴𝒂𝒔𝒂 𝑽𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆𝒏

 Tabla y resultados:

Temperatura del agua= 22°C Volumen de agua a dispensar (mL) Masa (g) Masa del agua (g)

Bureta

Probeta

10 g

10 g

Vaso

Vaso con agua

Probeta

Probeta+Agua

50 g

60 g

21 g

31 g

10 g

10 g

Densidad real del agua (g/mL)

997.86

997.86

Volumen real del agua (mL)

10 ml

10 ml

Error

±0.5 ml

±0.5 ml

 Conclusiones: Presentamos dificultades al utilizar la balanza, ya que presentaba poca exactitud que otros instrumentos utilizados.

Experimento N°5 Manejo del mechero de bunsen  Objetivo específico: Aprender el funcionamiento de mechero de bunsen, y así obtener las diferentes reacciones de combustión.  Observaciones: La combustión que se produce origina una llama con diferentes conos, y de acuerdo a su color nos indica si la combustión es completa o no.  Procedimiento: 1. Verificar que la entrada de aire este sellada 2. Realizar la conexión del gas 3. Encender la llave de gas 4. Con un fosforo encendido acercar lentamente a la parte superior del vástago 5. Con el anillo regulador elegir el tipo de llama Tipos de llama: Llama luminosa: Es ligeramente azulada en el pico y amarilla en la parte externa Llama no luminosa: Es azulada en el pico y ligeramente amarilla en la parte externa

Experimentos realizados: Encendida la llama: 1. Al comienzo se observará una llama de color amarillo anaranjado (llama luminosa) 2. Luego se sostiene un pedazo de porcelana con una pinza y se calienta unos 30 segundos. 3. Al cabo de ese tiempo se observa en la porcelana un depósito de hollín, es producto de la combustión incompleta. 4. Luego se cambia a la llama no luminosa y se vuelve a introducir la porcelana. 5. Al cabo de 30 segundos se observa que el hollín ha desaparecido, ya que hay mucha combustión completa y esta no deja residuo alguno de carbón. Usando un cerillo: 1. Se apaga el mechero, se atraviesa un cerillo con un alfiler en la cabeza, se coloca dentro del tubo del mechero, de modo que el alfiler lo sostenga.

2. Se abre la llave de gas del mechero con la entrada de aire del mechero cerrada, acto seguido se enciende con otro cerillo a unos 3 cm. 3. Una vez encendido se observa que el cerillo con el alfiler no enciende, ya que se encuentra en la “zona fría” (en su interior se encuentran gases sin combustionar)

 Observación adicional: Ya sea con la entrada de aire abierta o cerrada el cerillo con el alfiler incrustado no enciende. Con un pedazo de cartulina: 1. Se enciende el mechero con llama no luminosa, enseguida se coloca sobre la boca del tubo una cartulina, rápidamente se retira. 2. Prontamente al retirar la cartulina se observa que la llama ha dejado su huella en la cartulina, con una división en el centro.

 Conclusiones: Los diversos tipos de llamas son consecuencias directas del tipo de oxigeno por ejemplo la llama luminosa es propia de la combustión incompleta emite luz porque contiene partículas sólidas que se vuelven incandescentes debido a la temperatura alta que soportan mientras que la llama no luminosa, es propia de la combustión completa en donde no hay partículas incandescentes, tienes más calor y energía que la anterior mencionada.  Recomendaciones:  Verificar las conexiones del gas antes de encender el mechero  Se le debe presentar la debida seriedad a estos ensayos pues el no hacerlos corre muchos riesgos como un decadente ciclo académico y salud propia a los demás.

4. CUESTIONARIO:

I.

Dibuje y describa la función de los siguientes materiales de vidrio: a. Fiola o matraz aforado: Un matraz aforado se utiliza para preparar una solución de volumen fijo con mucha precisión.

b. Probeta: Tubo de cristal alargado y graduado, cerrado por un extremo, usado como recipiente de agua y otros líquidos, el cual tiene como finalidad medir el volumen de forma aproximada de los mismos (menos precisión que las pipetas).

c. Bureta: Material cilíndrico de vidrio graduado, alargado, que termina en una llave para poder controlar el flujo del líquido que se va a medir. Se usa en operaciones en que se necesita medir volúmenes con gran exactitud.

d. Pipeta de Mohr: Están calibradas en unidades convenientes para permitir la transferencia de cualquier volumen desde 0.1 a 25 ml. Hacen posible la entrega de volúmenes fraccionados. Se diferencia de la pipeta serológica, porque la punta de estas pipetas no está calibrada.

e. Pipeta volumétrica: • Se usan para medidas exactas, ya que están diseñadas para dispensar sólo un volumen y están calibradas para ese volumen. • Tienen una ampolla central que determina el volumen de la pipeta. Normalmente entre 1 y 100 ml. • Se deben utilizar cuando la exactitud y reproducibilidad sean cruciales,

II.

Calcular la cota de error absoluto y relativo al efectuar la siguiente operación: 𝑓=

12√3 − 𝜋√2 3𝜋 + √5

Se toma como dato las aproximaciones siguientes, que tienen todas sus cifras exactas: 𝜋 = 3.142 √2 = 1.414

√3 = 1.73

Resolución:

¡) √5 =2.2360679 ii) 𝑓=

12(1.7) − 3.142𝑥1.414 3(3.142) + 2.2360679

iii) 12(1.73) = 20.8 ; 3.142x1.414 = 4.443 ; 3x3.142 = 9.426 iv) 𝑓=

20.8 − 4.443 16.4 = = 1.41 9.426 + 2.2360679 11.662

v) Calculo del error absoluto: ∆𝑓 = 0.5𝑥10𝑛−1−𝑘 n=Cantidad de cifras significativas k=Cantidad de decimales Reemplazando: ∆𝑓 = 0.5𝑥103−1−2 ∆𝑓 = 0.5𝑥100 ∆𝑓 = 0.5𝑥1 ∆𝑓 = 0.5 Vi) Calculo del error relativo: ∆𝑓 𝐸𝑟 = 𝑓 0.5 𝐸𝑟 = 4.41 𝐸𝑟 = 0.113

III.

Describa las zonas de la llama del mechero

1) Primera zona o cono frio: Es de color oscuro, constituida por una serie de gases y aire sin quemar, donde no llega el oxígeno. Alcanza hasta 300°C. 2) Cono de reducción: Es una mezcla intermedia en la cual la combustión es incompleta y en la que se reducen los óxidos metálicos. La zona de reducción está generalmente limitada a una mera envoltura del cono interior. 3) Zona de fusión o punto caliente: Zona más caliente

de

la

llama,

puede

alcanzar

aproximadamente los 1500°C. 4) Cono de oxidación: Es la parte más externa de la llama y envuelve a las dos anteriores; por la abundancia de oxigeno hay combustión completa y la temperatura es más alta. El punto más caliente de la llama se encuentra en el interior de esta zona.  Otros materiales de uso rutinario: 

Mechero de bunsen: Es un instrumento de vidrio o metal, destinado a proporcionar combustión. Los más usados son los de alcohol y los de gas, principalmente, el de Bunsen. Los mecheros Bunsen constan de un tubo vertical, enroscado en su parte baja a un pie por donde entra el gas. Mediante un aro metálico móvil se regula la entrada de aire. La mezcla se enciende por la parte superior.



Pinzas:

Son metálicas y se utilizan para sujetar material en el soporte universal. Ejemplo, sujetar una bureta.



Frasco lavador o piseta: Son frascos cerrados con un tapón atravesado por dos tubos. Por uno de ellos se sopla, saliendo el agua por el otro. Se utilizan para enjuagar el material de laboratorio. También los hay de plástico, con un sólo orificio de salida, por el que sale el agua al presionar el frasco.



Regla metálica de laboratorio: Regla dividida en milímetros y en pulgadas que aumenta la precisión en las medidas.



Gradilla:

Material de laboratorio de madera, metal o plástico, que se usa como soporte de los tubos de ensayo, o tubos en general (muestras de sangre por ejemplo).



Termómetro: Instrumento que sirve para medir la temperatura; el más habitual consiste en un tubo capilar de vidrio cerrado y terminado en un pequeño depósito que contiene una cierta cantidad de mercurio o alcohol.



Propipeta: Es un instrumento de laboratorio que se utiliza junto con la pipeta para trasvasar líquidos de un recipiente a otro evitando succionar con la boca líquidos nocivos, tóxicos, corrosivos, con olores muy fuertes o que emitan vapores.

5. BIBLIOGRAFÍA:           

http://docencia.udea.edu.co/cen/tecnicaslabquimico/01intro/intro01.htm http://laboratorio-quimico.blogspot.pe/2013/06/matraz-aforado.html http://biblioteca.duoc.cl/bdigital/Documentos_Digitales/600/610/39593.pdf http://www.cultek.com/inf/otros/aplicaciones/manejo/pipette_slides-rld4_esp.pdf http://www.instrumentosdelaboratorio.net/2012/05/pipeta.html https://es.pdfcoke.com/doc/100127367/Labo-Quimica-11-Mechero-de-Bunsen-01 https://www.slideshare.net/OscarBedonAguilar/estudio-de-la-llama-y-espectro-atmico https://es.slideshare.net/williamjosepmatamoros/informe-de-laboratorio-2-22678178 https://es.slideshare.net/elsur_malabarea/quimica-iii https://www.ecured.cu/Llama_(combusti%C3%B3n) http://marcos.byethost7.com/Quimica_10_Lab/Lab_Manejo_del_Mechero.htm