Conocimiento del Material y Equipo de Laboratorio€¦ · La realización de prácticas de laboratorio requiere la utilización de diversos, ... que los alumnos observen y reafirmen

Manual de Laboratorio de Química 1

Conocimiento del Material y

Equipo de Laboratorio

PRÁCTICA No. 1

1. OBJETIVOS

a) El alumno identificará el material y equipo de uso común en un laboratorio de

química inorgánica general y conocerá las medidas de seguridad general,

servicios, almacenamiento de reactivos, e higiene.

b) El alumno conocerá, respetara y acatará las medidas de seguridad e higiene a

considerar (laboratorio y personal) durante todo trabajo de laboratorio (a lo largo

del semestre).

2. MATERIAL Y EQUIPO

Material de vidrio y misceláneos

Reactivos

Equipo; Extintores, balanza analítica, mechero de bunsen, multímetros, etc.

3. PROCEDIMIENTO

El profesor dará una explicación de las instalaciones del laboratorio y el reglamento a

seguir en el interior del mismo.

a) Medidas de seguridad e higiene

b) Clasificación del material y equipo

c) Manejo de equipo

A. Material de laboratorio

La realización de prácticas de laboratorio requiere la utilización de diversos, materiales.

Estos materiales se clasifican en cuatro grandes grupos:

Material de vidrio

Equipo

Reactivos

Misceláneos


MATERIAL DE VIDRIO.

La utilidad del material de vidrio en un laboratorio incluye: Medición de volúmenes

líquidos como con probetas, pipetas. Dosificación de líquidos, que puede ser: cualitativa

(por ejemplo, con pizetas) o cuantitativa (por ejemplo, con buretas).

Y su funcionalidad es:

Como contenedores en los cuales se efectúen reacciones (por ejemplo, matraces

Erlenmeyer, vasos de precipitados).

En preparación de soluciones cuya concentración se requiere conocer con

exactitud (por ejemplo matraces volumétricos, pipetas volumétricas).

Material que facilita operaciones de laboratorio, (como agitación con varillas de

vidrio, calentamiento de capsulas de porcelana o crisoles)

El material de vidrio que es utilizado para la medición de volúmenes puede ser

volumétrico (calibrado para medir un solo volumen) o serológico (calibrador para medir

varios volúmenes). Aunque ambos materiales se encuentran calibrados, el material

volumétrico tiene un menor porcentaje de error. El material serológico tiene varias

marcas que indican diferentes subdivisiones, las cuales corresponden a los volúmenes

de líquido que pueden ser medidos.

B. EQUIPO.

Consiste en aparatos eléctricos (digitales o de aguja) y no eléctricos que facilitan la

medición de diferentes propiedades físico-químicas de una sustancia. Ejemplo de equipo

de laboratorio son: balanza analítica, balanza granataria, espectrofotómetro y

densitómetro. Así mismo, el equipo de laboratorio permite facilitar o acelerar etapas

requeridas para que se efectúe una reacción. Ejemplo de estos equipos son la mufla,

incubadora, parrilla de agitación/calentamiento, baño de agua, campana de extracción,

etc.

Uno de los equipos con que más se trabaja es: la balanza analítica que tiene la

capacidad para pesar hasta 110 gr. O bien si existe duda, podrá hacerlo en una balanza

granataria. Para el uso de estas se debe tener los siguientes cuidados:

No colocar directamente en la superficie de platillo substancias que pueda

dañarlo.

Cada vez que realice una pesada, apague la balanza y quite el objeto que este

pesando. Pregunte a su profesor si existe dudas.


1. Realizar por lo menos dos pesadas de diferentes objetos.

OBJETOS PESOS 1.

2.

2. Hacer una mezcla en un vaso de precipitados con 30 ml de agua y saborizante en

polvo (sobre para hacer agua fresca). Luego lleva acabo mediciones de 2, 5, 7 y

10ml utilizando una pipeta graduada de 10ml y una propipeta.

3. Colocar en un vaso de precipitado (vaso A) 20 ml de agua de la llave. En un

segundo vaso de precipitado (vaso B) colocar 20ml de agua de la llave más 1gr

de sal. Con ayuda del multímetro medir la conductividad del agua en ambos vasos.

Registre sus mediciones referentes a la conductividad eléctrica:

Vaso A Vaso B

Se demostrará el funcionamiento del siguiente equipo y material.

MULTÍMETRO:

FUENTE DE PODER:


BALANZA ANALÍTICA ELECTRÓNICA:

MECHERO BUNSEN:


EXTINTOR:

Para activar el extintor quite el anillo de seguridad y presione la palanca dirigiendo

el extintor directamente a las llamas.

REGADERA:

En caso de algún accidente en el cuerpo solo jale la perilla metálica y

automáticamente soltará de 40 a 50 galones de agua una vez activada.


C. REACTIVOS.

Las sustancias químicas (reactivos) que se encuentran almacenadas en un

laboratorio incluyen de tipo orgánico e inorgánico, y su diversidad y cantidad depende

del tipo de laboratorio así como de las actividades que en él se vayan a realizar.

Los reactivos más comunes en un laboratorio de química inorgánica son:

Agua destilada

Ácidos inorgánicos: HCl, HNO3, H2SO4

Bases : NaOH, NaHCO3, Na2CO3

Sales minerales: Na2SO4, NaCl, KCl

Las principales características físicas, químicas y toxicológicas de una sustancia

química suele recopilarse en las denominadas Hojas de Seguridad (MSDS por sus siglas

en ingles, Material Safety Data Sheet), en tanto que las principales condiciones a seguir

en el manejo de sustancias químicas se resumen de forma gráfica en el diamante de

seguridad. Las MSDS son provistas por los fabricantes de la sustanacia química en

cuestión, y el diamante de seguridad usualmente aparece en la etiqueta del producto.

Adicionalmente existen bases de datos que podemos tomar de referencia (por ejemplo

la página de la EPA)

D. MISCELANEOS

Corresponde a todo aquel material que no cae dentro de algunos de los grupos antes

mencionado. Sus usos diversos, y algunos misceláneos son desechables. Como por

ejemplo de misceláneos son:

Papel filtro

Soporte universal

Pinzas para soporte universal

Pinzas para bureta

Guantes

Cepillos

Desechables

Papel para pesar

ACTIVIDADES:

Entrega de gavetas y formación de equipos.

Investigar el nombre y uso del material recibido.

Investigue el nombre del siguiente material:


http://html.rincondelvago.com/0003926858.png



________________________ _________________________ ________________________

CUESTIONARIO

1. Investiga cinco gases tóxicos que pueden contaminar el área del laboratorio, y los

cuidados que se deben tener.

2. ¿Qué objetos de vidrio pueden ser calentados directamente a la flama, sin que

sufran ningún daño?

3. Menciona cinco de las medidas de seguridad que consideres más importantes en

el laboratorio.


Tubos Crookes y Rayos Catódicos PRÁCTICA No.2 2

OBJETIVO:

Que el alumno sea capaz de reconocer la forma de producción de los rayos

catódicos, así como sus características, y el conocimiento de los distintos espectros que

presentan algunos elementos.

INTRODUCCIÓN:

Nuestro conocimiento de estructuras atómicas procede de estudios de las

propiedades de la luz o energía radiante, emisión y espectro de absorción. La energía

radiante es caracterizada por dos variables. Longitud de onda (𝜆) y la frecuencia: (η) las

cuales están relacionadas por la fórmula:

𝜆𝜂 = 𝐶

Donde C= velocidad de la luz

𝜆 = Longitud de onda expresada en nm= (10-9 m)

𝜂 =Frecuencia dada en ciclos por segundo = Hz

Ejemplo:

¿Cuál es la frecuencia que corresponde a la longitud de onda de 500?

Solución:

𝜂 =(3.00 𝑥 108 𝑚 𝑠⁄

(500 𝑛𝑚)(10−9 𝑛𝑚 𝑚⁄ )= 6.00 𝑥 1014𝑠−1

PRÁCTICA

Esta práctica será demostrativa y el profesor será el encargado de realizarla, para

que los alumnos observen y reafirmen lo que se vio en la clase de teoría.

Con el espectroscopio, se observará la luz solar y la de las lámparas del

laboratorio, pudiéndose observar los espectros correspondientes, debe controlar la

rendija y el ocular, para mejor observación, así como orientar debidamente el aparato

hacia la luz.


Una fuente particular de energía puede emitir una sola longitud de onda, como la

luz del láser o muchas distintas longitudes de onda como la emitida por una lámpara

incandescente. La luz compuesta por una longitud de onda se llama monocromática.

Una radiación de distintas longitudes de onda, puede ser llevada a cabo pasando la

radiación a través de un prisma, cada componente de la radiación policromática es

derivada en diferentes direcciones de un prisma. Este arcoíris de colores, contiene luces

distintas de diferentes longitudes de onda y es llamada espectro continuo. El más familiar

ejemplo de un espectro continuo es el arcoíris producido por la dispersión de la luz del

sol a través de las gotas de lluvia o humedad. Se encontró que poniendo una estrecha

rendija entre la fuente de radiación y un prisma, la calidad del espectro fue mejorada y

los componentes monocromáticos fueron más rápidamente resueltos.

ESPECTROSCOPIO:

Es un aparato que sirve para observar el espectro (y a veces medir la longitud de

onda de los colores), cuando se hace incidir una luz sobre un prisma.

Un espectroscopio contiene lo siguiente:

Una rendija estrecha de admisión

Alineador de luz

Un prisma para dispersar la luz en sus componentes

Una pieza para observar el espectro


MATERIAL

Tubos de Crookes.

Probador.

Tubo de rayos Catódicos.

Bobina de inducción.

Transformador de voltaje.

Imán.

TUBOS DE CROOKES

Son tubos de vidrio, que en las orillas tiene un electrodo y en el interior un gas al

vacío. Cuando a los electrodos se les pasa un alto voltaje, el tubo emite una luz de color

(con determinada longitud de onda).

RAYOS CATODICOS:

Se obtiene por medio de los tubos de Crookes, tal y como los usó Thomson, es

decir modificados de acuerdo a siguiente figura, (material que se encuentra en el

laboratorio).


La pantalla está hecha de sulfuro de zinc, que es una sustancia que al incidir sobre

ella los rayos catódicos, esta emite fosforescencia verdosa.

Si observamos la cruz de malta en la pantalla, esta es más grande que la colocada

en el círculo de metal (electrodo), es porque como ya sabemos, los rayos viajen en línea

recta.

Si colocamos un imán observamos que la cruz se desvía en la pantalla hacia el

polo positivo del imán y si invertimos el imán la cruz es repelida. Se demuestra con esto

que los rayos catódicos son negativos.

REPORTE:

Trabajo bibliográfico de espectros y rayos catódicos, (el tubo de hidrógeno no está

físicamente)

Describa y explique cómo se realizó la practica

Resultados

Investigue la longitud de onda para los siguientes colores: amarillo, rojo, morado

y azul

Obtenga la frecuencia de los colores (incluya cálculos)

Determine la longitud de onda de una luz que tiene una frecuencia 2.5 x 1014 HZ,

en nanómetros.

Tomando en cuenta la teoría de Bohr, determine la frecuencia y la longitud de

onda requerida para que el electrón para del nivel n=2 al nivel n=4.

Determine la función de trabajo si la longitud de onda del umbral es de 𝜆= 5500Å.

Un fotón tiene una frecuencia de 6.0 x 104 Hz.

a) Convierta estas frecuencias en longitud de onda (nm)

b) Cae esta frecuencia en la región visible

c) Calcular la energía de joule de este fotón

Describa los cuatro números cuánticos para identificar al electrón que está en el

orbital 3d

Un electrón en un átomo está en el nivel cuántico n=3, haga una lista de los valores

posibles de 1, m que pueda tener.

Complete la siguiente tabla:

ELEMENTO COLOR LONGITUD DE

ONDA FRECUENCIA

HIDRÓGENO

HELIO

MERCURIO

NITRÓGENO

ARGON

NEON


Serie Espectral

Serie Espectral de algunos elementos


Tabla Periódica (Reactividad de algunos elementos comunes)

PRÁCTICA No.3 2

OBJETIVO:

Que el alumno se familiarice y sea capaz de conocer alguna de las propiedades

físicas y químicas de algunos elementos más comunes y pueda relacionar con las

propiedades periódicas de los elementos.

INTRODUCCIÓN:

Los elementos químicos son comúnmente clasificados por sus propiedades entre

grupos: metales, no metales y metaloides. La mayoría de los elementos son metales,

dentro de sus propiedades físicas, incluye su alta conductividad térmica y eléctrica.

Todos los metales comunes son sólidos a temperatura ambiente, excepto el mercurio

que es líquido.


Los grupos o familias están colocados en forma vertical, y presentan propiedades

químicas similares; debido a que presentan sus electrones de valencia iguales. Los

nombres de grupos o familias para los representativos son:

Grupo I Metales Alcalinos

Grupo II Metales Alcalinos-Térreos

Grupo III Térreos

Grupo IV Anfóteros

Grupo V Antígenos

Grupo VI Anfígenos

Grupo VII Halógenos

Grupo VIII Gases Nobles

REACCIONES PRINCIPALES DE ALGUNOS METALES

1. Reacción con oxígeno

2X (s) + O2 → 2XO2

2. Reacción con el agua

2X (s) + 2H2O (l) → 2XOH (ac) + H2↑

3. Reacción con Ácidos (HCl)

X (s) + 2HCl (ac) → XCl2 (ac) + H2 (g)↑

4. Reacción de sustitución

Zn (s) + Cu (NO3)2 (ac) → Zn (NO3)2 + Cu (s)

PARTE EXPERIMENTAL

EXPERIMENTO A: Reacción de metales con ácidos.

Preparar 6 tubos de ensaye, colocando 2 ml de ácido clorhídrico (HCl) 6M en cada

uno de ellos. Colocar al primer tubo una pieza de metal de calcio y observar; tal como lo

muestra en la siguiente figura.


Repetir el experimento con los tubos restantes:

Tubo 2 un trozo de Cu

Tubo 3 un trozo de Fe

Tubo 4 un trozo de Mg

Tubo 5 un trozo de Sn

Tubo 6 un trozo de Zn

Indique la reacción que tiene lugar en cada uno de los casos.

EXPERIMENTO B: Reacción de metales con soluciones de iones metálicos.

Prepare 6 tubos de ensaye, colocando en cada uno de ellos 2 ml de la solución

de nitrato de calcio (Ca (NO3)2). Agregar a cada uno de los tubos con la solución anterior,

los siguientes metales: (Ca, Cu, Fe, Mg, Sn y Zn), tal como se muestra la figura. Repetir

el experimento con las siguientes soluciones: Cloruro estánico (SnCl4), nitrato de zinc

(Zn(NO3)2).

Anotar observaciones y reacciones.


CUESTIONARIO

1. ¿Cuál es la diferencia entre un metal y un no metal?

2. ¿Qué es la energía de ionización?

3. ¿Qué es la afinidad eléctrica?

4. ¿Cómo se determina la reactividad de los metales?

5. Complete y balancee las siguientes reacciones:

a) Mg + O2

b) Zn + HCl

c) Zn + HNO3

6. Determine la carga nuclear efectiva (Zefc) para los siguientes elementos:

a) Oxigeno (Z= 8)

b) Hierro (Z=26)

c) Cloro (Z=17)

Reacciones de metales con soluciones de iones metálicos: completa la tabla

Ca + Ca (NO3)2 → Fe + Ca (NO3)2 →

Ca + Cu (NO3)2 → Fe + Cu (NO3)2 →

Ca + Fe SO4 → Fe + Fe SO4 →

Ca + Fe (NO3)2 → Fe + Fe (NO3)2 →

Ca + Mg (NO3)2 → Fe + Mg (NO3)2 →

Ca + Sn Cl4 → Fe + Sn Cl4 →

Ca + Zn (NO3)2 → Fe + Zn (NO3)2 →

Cu + Ca (NO3)2 → Sn + Ca (NO3)2 →

Cu + Cu (NO3)2 → Sn + Cu (NO3)2 →

Cu + Fe SO4 → Sn + Fe SO4 →

Cu + Fe (NO3)2 → Sn + Fe (NO3)2 →

Cu + Mg (NO3)2 → Sn + Mg (NO3)2 →

Cu + Sn Cl4 → Sn + Sn Cl4 →

METAL REACCIÓN

CON HCl REACCIÓN CON SnCl4

REACCIÓN CON (Zn(NO3)2

OBSERVACIÓN ECUACIÓN

Ca

Cu

Mg

Fe

Sn

Zn


Cu + Zn (NO3)2 → Sn + Zn (NO3)2 →

Mg + Ca (NO3)2 → Zn + Ca (NO3)2 →

Mg + Cu (NO3)2 → Zn + Cu (NO3)2 →

Mg + Fe SO4 → Zn + Fe SO4 →

Mg + Mg (NO3)2 → Zn + Mg (NO3)2 →

Mg + Sn Cl4 Zn + Sn Cl4

Mg + Zn (NO3)2 Zn + Zn (NO3)2

Dar las respuestas a las siguientes preguntas:

1. Ordenar correctamente los siguientes elementos de acuerdo a los grupos que

corresponden.

Metales alcalinos

Halógenos

Metales alcalinotérreos

a) Li, Na, K, Rb, Cs, F

b) He, Ne, Ar, Xe, Rn

c) F, Cl, Br, I, At

d) Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra

2. Cuáles de los siguientes grupos es considerado como metales

a) II A b) III A c) IV A d) VI A e) VII A

3. Con base a sus suposiciones en la tabla periódica, prediga cual átomo de los

siguientes pares tendrá la primera energía de ionización más grande

a) O, Ne b) Mg, Sr c) K, Cr d) Br, Sb e) Ga, Ge


Enlaces Químicos

PRÁCTICA No.4 2

OBJETIVOS

Al final de esta práctica el alumno será capaz de distinguir los diferentes tipos de

enlaces que presentan las sustancias químicas.

INTRODUCCIÓN

En la forma de las moléculas, iones y otros tipos de entidades químicas toma parte

muy activa el enlace químico, lo cual existen básicamente dos tipos muy bien definidos

de:

a) El enlace iónico o electrovalente

b) El enlace covalente

Entre la gran mayoría de las sustancias predominan estos tipos de enlace, dentro

de los cuales existen otros como el enlace covalente dativo o coordinado, que aun

presentando cierto carácter iónico o covalente tienen características que los hacen

diferentes a los anteriormente mencionados.

MATERIAL

Vasos de precipitado

Gradilla

Cuba hidroneumática

Multímetro

Sodio

Calcio

Papel estaño

Pinzas para tubo de ensaye

Pinzas de crisol


PARTE EXPERIMENTAL

1. En una cuba hidroneumática llene hasta más de la mitad de su capacidad con

agua de la llave.

Sumerja en el agua un tubo de ensaye hasta que se llene completamente de agua,

sin presentar burbujas de aire, colocarlo boca abajo dentro del agua en forma vertical,

introduzca dentro del tubo un trozo pequeño de sodio metálico, envuelto en papel estaño,

con ayuda de unas pinzas de crisol.

No deje el sodio expuesto al aire y no permita que reaccione en forma violenta en

el agua, tome el tiempo que tarda en reaccionar el sodio y mida el volumen del agua

desalojada por el gas formado. Saque el tubo de ensaye cuidando, que no se vacié el

agua contenida en el. Verifique el grado de acidez o alcalinidad de estas soluciones en

papel tornasol.

A esta solución mida la conductividad eléctrica con la ayuda de un multímetro o

de una lámpara incandescente. Por último, pregunte a su maestro y/o auxiliar de

laboratorio como neutralizar la solución antes de desecharla. (NO TIRAR EN LA TARJA)

2. Repita la experiencia anterior con el calcio.

3. Enlace covalente: coloque en vasos de precipitado 5 ml, de cada una de las

siguientes sustancias:

a) Benceno o Tolueno

b) Ácido clorhídrico

c) Solución de azúcar

d) Alcohol etílico


e) Sulfato de cobre

f) Cloruro de sodio

g) Cloruro de níquel

h) Cloruro estañoso

i) Agua destilada

A cada solución mídale la conductividad con la ayuda de un multímetro.

4.Enlace Covalente Coordinado

Material:

a) 1 tubo de ensaye b) Torundas de algodón c) 1 pinzas para crisol d) 1 pinzas para tubo de ensaye e) Solución de NH4OH f) Solución de HCl

Procedimiento:

Tomar el tubo de ensaye con las pinzas para éste, solicitar el algodón impregnado con

NH4OH y llevarlo con las pinzas de crisol al extremo del tubo, posteriormente solicitar

otro algodón impregnado ahora con HCl y colocarlo al otro extremo del mismo tubo.

Observar la reacción que se lleva a cabo dentro del tubo de ensaye éste siempre en

posición horizontal.

PRECAUCIÓN:

Nota: Al final de cada experimento deberá de regresar las

soluciones utilizadas, teniendo cuidado de no contaminarlas.

CUESTIONARIO:

Tomar las medidas y cuidados pertinentes para no manipular directamente usted las

soluciones ya que son corrosivas e irritantes, solicite ya los algodones impregnados

con las soluciones, siempre manejando el tubo con las pinzas de ensaye.


1. Con sus propias palabras explique los conceptos de enlace electrovalente, enlace

covalente y enlace covalente coordinado.

2. Mencionar que sustancias de las utilizadas en esta práctica presentan los enlaces

electrovalente, covalentes y iónicos.

3. Escribir las reacciones químicas que se llevan a cabo en la presente práctica.

4. Ordenar en forma creciente los valores de las conductividades de los puntos 1, 2

y 3 de la práctica.

5. ¿Cuál es la diferencia entre un enlace polar y una molécula polar?

6. Selecciona el elemento o compuesto que da la respuesta a la pregunta de la

derecha:

a) Cl, Ar, K Tiene el menor potencial de ionización b) CO2, NH3, CO Tiene un momento dipolar cero c) CH4, NH3, HF Tiene el mayor punto de ebullición d) Cl2, Br2, I2 Tiene el más bajo punto de fusión e) HOI, HOBr, HOCl Es el ácido más débil

7. Ordenar las siguientes sustancias de mayor a menor carácter iónico: Br2, HCl,

NaCl, CsF.

8. Considere las siguientes moléculas

a) H2O b) NH3 c) CO2 d) ClF e) CCl4

¿En qué compuesto son más polares los enlaces?

¿Qué compuestos de la lista no son polares?

¿Qué átomo de ClF tiene mayor carga negativa?

9. Represente la estructura de Lewis para los siguientes compuestos:

a) AgNO3 b) Co(NO3)3 c) H2O d) CuSO4

10. Con respecto al experimento de enlace coordinado, responda lo siguiente:

o ¿Qué se formó según lo observado?

o ¿Quién es el que dona electrones de enlace?

o ¿Hacia qué extremo se forma el anillo? ¿Por qué?


Reacciones Químicas de Óxidos, Ácidos y Bases

PRÁCTICA No.5 2

OBJETIVO:

El alumno analice las diferencias entre una sal, una base y un ácido y sus

propiedades físicas y químicas.

CONSIDERACIONES TEÓRICAS:

Las reacciones químicas se pueden clasificar en los siguientes tipos:

Reacciones de Combinación.

Reacciones de Descomposición.

Reacciones de Desplazamiento.

Reacciones de Doble Descomposición (Metátesis).

Reacciones de Oxidación - Reducción.

Reacciones de Combinación: Son aquellas en las cuales se forma una sustancia

a partir de 2 o más.

𝑅𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛 𝐺𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑙: 𝐴 + 𝐵 = 𝐶

Reacciones de Descomposición: Son aquellas en que se forman dos o más

sustancias a partir de una. Muchos compuestos se comportan de esta manera cuando

se calientan.

𝑅𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛 𝐺𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑙 𝐶 = 𝐴 + 𝐵

Reacciones de Desplazamiento: Son aquellas en que un elemento sustituye a

otro en un compuesto.

𝑅𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛 𝐺𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑙 𝐴 + 𝐵𝑋 = 𝐴𝑋 + 𝐵

Reacciones de Doble Sustitución (Metátesis): Son aquellas en las cuales hay

un intercambio de elementos o de radicales entre los compuestos reaccionantes.

Reacciones de Oxidación - Reducción: Son aquellas en las cuales las

sustancias que intervienen en la reacción aumentan (oxidación) o disminuyen (reducción)

su valencia o número de oxidación, por el intercambio de electrones entre dichas

sustancias.


MATERIAL:

Mechero de Bunsen, Pinzas para crisol, pinzas para tubo de ensaye, Tela de asbesto, 5

tubos de ensaye, 2 vasos de precipitado, probeta graduada, vidrios de reloj.

SUSTANCIAS:

Cinta de Magnesio (Mg), Granalla de Fierro (Fe), óxido de mercurio II (𝐻𝑔𝑂), peróxido

de hidrogeno (H2O2) , rodajas de papa, ácido clorhídrico (HCl) 0.1N, carbonato de calcio

(CaCO3)

PROCEDIMENTO:

1.-REACIONES DE COMBINACIÓN:

a) Con unas pinzas para crisol, tome un trozo pequeño de una cinta de magnesio

(Mg) y quémela utilizando un mechero de Bunsen.

b) Coloque en un salero granalla de Fierro (Fe); agitando el salero, deje caer la

granalla en la flama de un mechero.

Anote sus observaciones:

a) ______________________________________________________________

________________________________________________

b) ______________________________________________________________

________________________________________________

Escriba las ecuaciones de las reacciones de combinación efectuadas:

a) __________________________________________________________

b) __________________________________________________________

2.- REACCIONES DE DESCOMPOSICIÓN:

a) En un tubo de ensaye limpio y seco, vierta una pequeña cantidad de óxido de

mercurio II (HgO); caliente el tubo con la llama de un mechero, usando pinzas para tubo

de ensaye y coloque una astilla de madera con un punto de ignición en la boca del tubo.

Retire del fuego el tubo cuando observe que el HgO cambia a color negro, para evitar

un cambio de estado. Por último el reactivo no se desecha, una vez terminado el

experimento regrese el reactivo dentro del tubo a su profesor.


b) Colocar dos rodajas de papas (por separado) sobre un vidrio de reloj. Luego a la

primera rodaja se le agregan 1ml de peróxido de hidrogeno (H2O2) al 10%, mientras que

a la segunda rodaja se le agrega 1ml del peróxido de hidrogeno pero al 20%. Gracias a

la enzima catalasa que contiene la papa, se observa la reacción en la que el peróxido de

hidrogeno se convierte en agua y oxígeno.


a) ______________________________________________________________

________________________________________________

b) ______________________________________________________________

________________________________________________

Escriba las ecuaciones de las reacciones de descomposición efectuadas:

a) ________________________________________________________________

____________________________________________________

b) ________________________________________________________________

____________________________________________________

3.- REACCIONES DE DOBLE SUSTITUCIÓN O METATESIS:

Dentro de un tubo de ensayo se coloca 1gr de carbonato de calcio (CaCO3),

posteriormente se agregan 4ml de ácido clorhídrico HCl 0.1N. Retire el tubo de

ensayo, la reacción llevada a cabo es rápida por la cual debe prestar atención en todo

momento y luego tome sus anotaciones.


a) _______________________________________________________________

_______________________________________________

b) _______________________________________________________________

_______________________________________________

Escriba las ecuaciones de las reacciones de desplazamiento efectuadas:

a) ________________________________________________________________

____________________________________________________

b) ________________________________________________________________

____________________________________________________


4.REACCIONES DE SUSTITUCIÓN SIMPLE

Nota. Este experimento es necesario realizarlo en la campana de

extracción, recuerde que el HCl corrosivo.

Coloque en el globo pequeñas cantidades de papel de estaño Con ayuda del maestro poner 3ml de HCl (estado puro) en el tubo de ensaye y poner en la boca de este el globo para que tire los pedazos de papel de estaño (Imagen 1). Esperar la reacción. Una vez detenida la reacción con ayuda del mechero y unas pinzas crisol, exponer únicamente el globo a calor. Realizar una comparación con un globo inflado por uno de los alumnos (CO2)


a) ________________________________________________________________

____________________________________________________

b) ________________________________________________________________

____________________________________________________

Escriba las ecuaciones de las reacciones de sustitución simple efectuadas

a)_______________________________________________________________

5.- REACCIONES DE OXIDACIÓN- REDUCCIÓN:

a) Coloque en un tubo de ensayo un poco de agua destilada y unas 3 gotas de

disolución alcohólica de yodo.

b) Agrega una o dos gotas de engrudo de almidón y observe como el líquido

toma una intensa coloración violeta oscuro, lo que indica la presencia de

yodo en la disolución.

c) Añade lentamente unas gotas de hidróxido sódico hasta llegar un momento

en que desaparezca la coloración, esto es señal de que ya no existe yodo

libre en el tubo de ensayo.


c) ________________________________________________________________

____________________________________________________

d) ________________________________________________________________

____________________________________________________


Escriba las ecuaciones de las reacciones Redox efectuadas:

a) ________________________________________________________________

____________________________________________________

b) ________________________________________________________________

____________________________________________________

CUESTIONARIO:

1. Clasifique las siguientes reacciones si son de: Combinación, descomposición,

sustitución simple, doble sustitución y balancear las ecuaciones.

REACCIÓN CLASIFICACIÓN

a) 𝑀𝑔 + 𝑍𝑛𝐶𝑙2 → 𝑀𝑔𝐶𝑙 + 𝑍𝑛 __________________________________________

b) 𝐴𝑔 𝑁𝑂3 + 𝐶𝑎𝐶𝑙 → 𝐴𝑔𝐶𝑙 + 𝐶𝑎(𝑁𝑂3)2 _____________________________________________

c) 𝐶𝑎(𝑂𝐻)2 → 𝐶𝑎𝑂 + 𝐻2 𝑂 _______________________________________

d) 𝑁𝑎2𝑂 + 𝐻2 𝑂 → 𝑁𝑎𝑂𝐻 ________________________________________

e) 𝐾𝐶𝐿𝑂3 → 𝐾𝐶𝐿 + 𝑂2 ___________________________________________

f) 𝐴𝑙 + 𝐻𝐶𝑙 → 𝐴𝑙𝐶𝑙3 + 𝐻2 _____________________________________________

g) 𝐹𝑒 + 𝑂2 → 𝐹𝑒2𝑂3 _____________________________________________

h) 𝐶𝑎 (𝑁𝑂3)2 + 𝐾3𝑃𝑂4 → 𝐶𝑎3(𝑃𝑂4)2 + 𝐾𝑁𝑂3 ________________________________

2. Clasifique cada una de las siguientes sustancias como: ácidos, bases, oxido

ácido, oxido básico:

a) 𝐻2 𝑆𝑂4

b) (𝑁𝐻)4 𝑂𝐻

c) 𝐶𝑟𝑂

d) 𝐶𝑙2𝑂3

e) 𝐵𝑎𝑂

f) 𝐻2𝑆

g) 𝐿𝑖𝑂𝐻

h) 𝐶𝑂2

3. Indique los productos de las siguientes reacciones y balancearlas.

a) 𝑁𝑎 + 𝐶𝑙2 →

b) 𝐵𝑎𝐶𝑙2 + 𝐴𝑔𝑁𝑂3 →

c) 𝑍𝑛 + 𝐶𝑢𝐶𝑙2 →

d) 𝐾𝑙 + 𝐵𝑟2 →


Determinación de la Composición del

Clorato de Potasio

PRÁCTICA No.6 2

OBJETIVO:

Que el alumno sea capaz de comprobar experimentalmente la ley de la

conservación de la masa mediante el cálculo de de los reactivos y productos de una

reacción Química.

INTRODUCCION:

El porcentaje de composición de un compuesto es el porcentaje en una masa de

cada elemento en el compuesto; si la fórmula del compuesto es conocida. El peso

molecular del compuesto, se determina sumando los pesos atómicos de los elementos,

el porcentaje de cada elemento es calculando dividiendo la masa total de cada elemento

en el compuesto entre el peso molecular del compuesto multiplicado por 100.

En este experimento el porcentaje de composición del Clorato de Potasio, debe

ser determinado experimentalmente de la formula. Cuando el Clorato de Potasio es

calentado a altas temperaturas (arriba de 400 °C) este se descompone en Cloruro de

Potasio y Oxigeno. La ecuación es:

𝑀𝑛𝑂2

2𝐾𝐶𝑙𝑂3 → 2𝐾𝐶𝑙 + 𝑂2 ↑

La cantidad relativa de Clorato de Potasio y Oxigeno, son medidos después del

calentamiento, pesando el residuo una vez que la muestra este fría. La disminución del

peso original del Clorato de Potasio representa el Oxigeno desprendido.

Del experimento se obtienen los siguientes valores:

1. Masa original de la muestra.(𝐾𝐶𝑙𝑂3 )

2. Pérdida de masa cuando la muestra fue calentada (Oxigeno).

3. Masa del residuo (𝐾𝐶𝑙).


De los datos experimentales se puede calcular:

4. Porcentaje de Oxigeno en la muestra (valor experimental).

𝑃𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎

𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑜𝑟𝑖𝑔𝑖𝑛𝑎𝑙 × 100 =

5. Porcentaje de KCl en la muestra ( valor experimental)

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑑𝑢𝑜

𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑜𝑟𝑖𝑔𝑖𝑛𝑎𝑙 × 100 =

6. Porcentaje de Oxigeno de KCLO3 de la formula (valor teórico).

3 𝑎𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑂𝑥𝑖𝑔𝑒𝑛𝑜

𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑐𝑢𝑙𝑎𝑟 𝐾𝐶𝑙𝑂3 × 100 =

3×16.008 ×100

122.69 =

7. Porcentaje de KCl de la formula (valor teórico).

𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑐𝑢𝑙𝑎𝑟 𝐾𝐶𝑙

𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑐𝑢𝑙𝑎𝑟 𝐾𝐶𝐿𝑂3 × 100 =

74.569 × 100

122.69 =

8. Porcentaje de error experimental en la determinación del Oxigeno.

(𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙) − (𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜)

𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜 × 100

MATERIAL, EQUIPO Y SUSTANCIAS:

a. Clorato de Potasio (KClO3)

b. Cloruro de Potasio (KCl)

c. Ácido Nítrico diluido (6 M)(HNO3)

d. Nitrato de Plata diluido (0.1M)(Ag NO3)

e. Mechero de Bunsen.

f. Soporte Universal

g. Pinzas Crisol

h. Pinzas para tubo de ensaye

i. Probeta graduada


PRECAUCIÓN:

1. Utilice tubos de ensaye marca PIREX limpios que tienen la característica

que pueden ser calentados o enfriados.

2. Usar Clorato de Potasio, calidad reactivo.

3. Regresar el Clorato de Potasio sobrante.

4. Calentar la muestra lentamente y con cuidado para evitar que se tire el

material y se obtenga resultado pobre.

RECOMENDACIONES:

1. Hacer todas las pesadas con bastante precisión y anotar los datos.

2. Para mayor precisión maneje los tubos con papel para evitar el contacto con la

mano.

EXPERIMENTO:

A. DETERMINACION DEL PORCENTAJE DE COMPOSICIÓN.

Colocar un tubo de ensaye limpio y seco (PIREX) en la flama del mechero, durante 2

o 3 minutos, quitar el tubo y dejarlo enfriar. Pese el tubo de ensaye anotando el peso.

Agregar 0.5 gr de Clorato de Potasio (KClO3) y 0.2 grs de Dióxido de Manganeso (MnO2);

pese de nuevo el tubo con la muestra.

Colocar el tubo de ensaye en la flama del mechero durante 8 minutos. El fondo del

tubo debe ser calentando hasta que adquiera un color rojo, después de este tiempo,

quitar el tubo de ensaye con mucho cuidado, enfriar y vuelva a pesarlo.

B. ANÁLISIS DEL RESIDUO.

Esta parte del experimento debe ser hecha tan pronto como se haya terminado el

calentamiento, haber dejado enfriar el tubo y después se lleva a cabo la siguiente pesada.

El Clorato de Potasio es un agente oxidante fuerte y puede causar fuego o

explosiones si se mezcla o calienta con combustible. Siga las siguientes

instrucciones cuando trabaje con el Clorato de Potasio.


Tomar tres tubos de ensaye y numerarlos: Colocar 0.2 grs. De Clorato de Potasio

en el tubo 1 y poner la misma cantidad de Cloruro de Potasio en el tubo 2.

Agregar 10 ml de agua destilada a cada uno de los tubos y agitar hasta que se disuelva la sal.

a) KClO3 + H2O

b) KCl + H2O

Agregar 10 ml de agua destilada al tubo que se calentó con Clorato de Potasio, calentar durante 1 minuto y una vez que este frío tomar de 1 a 2 ml de esta solución para colocarlo en el tubo 3.

MnO2

c) Tubo que se calentó 2 KClO3 2 KCl + 3O2

d) Producto KCl + H2O

Tubo 3

Tubo que se calentó con KCl 1 a dos ml de KCl + agua

+ 10 ml de agua

Agregar a cada tubo (1, 2 y 3) 5 gotas de HNO3(6M) y 5 gotas de AgNO3 (0.1M) y

mezclar. Anotar las observaciones y reacciones que se llevan a cabo.

2 3 1


a) tubo 1 KClO3 + H2O + HNO3 ( reacción 1)

b) tubo 1 KNO3 + HClO3 + AgNO3 )

a) tubo 2 KCl + H2O + HNO3 (reacción 1 )

b) tubo 2 KNO3 + HCl + AgNO3 ( reacción 2 )

a) tubo 3 KCl + HNO3 ( reacción 1 )

b) tubo 3 KNO3 + HCl + AgNO3 ( reacción 2 )

C.- DETERMINACIÓN DEL PORCENTAJE DE COMPOSICIÓN

DATOS PESO

a) Peso del tubo antes del calentamiento.

b) Peso del tubo con la muestra (antes del calentamiento).

c) Peso del tubo y muestra después del calentamiento

CÁLCULOS

1.- peso de la muestra original

2.- Perdida del peso después del calentamiento

3.- Peso del residuo

4.- Porcentaje de Oxigeno en KClO3 (valor experimental).

Operaciones:

5.- Porcentaje de KCl en KClO3 (valor experimental).

Operaciones:

6.- Porcentaje de Oxigeno en KClO3 (valor teórico).

Operaciones:

7.- Porcentaje de error en la determinación del Oxigeno experimental.

Operaciones:


CUESTIONARIO

1.- Que fue lo que observó cuando se le agregó el AgNO3. ?

a) Escriba la reacción del Nitrato de Plata con el Cloruro de Potasio.

b) Escriba la reacción del Nitrato de Plata con el Clorato de Potasio..

2.- Que es lo que demuestra que el residuo es Cloruro de Potasio?.

3.- Que evidencia demuestra que al agregar Nitrato de Plata a las soluciones; se concluye que el residuo es Cloruro de Potasio?.

4.- La sosa cáustica (NaOH), puede ser preparada comercialmente mediante la

siguiente reacción de carbonato de sodio (Na2CO3) con hidróxido de calcio (Ca

(OH)2).

¿Cuantos gramos de Hidróxido de sodio pueden ser obtenidos a partir de 1,000 grs.

de carbonato de sodio con hidróxido de calcio?

Na2CO3 + Ca (OH)2 NaOH + Ca CO3]

5.- a) Calcular la masa del clorato de potasio (KClO3) necesario para producir 1.23 grs.

de oxigeno (O2).

b) Que masa de Cloruro de potasio es producida con esta cantidad de oxigeno?

KClO3 KCl + O2


Carga del Electrón

PRÁCTICA No.7 2

OBJETIVO:

Que el alumno conozca el funcionamiento de una celda electrolítica, así como

poder determinar el flujo de electrones y la corriente que pasa a través del circuito.

INTRODUCCIÓN:

La electrolisis es un proceso mediante el cual, al hacer pasar una corriente

eléctrica a través de una sustancia (en solución fundida) se separa en los iones que la

forman, este proceso se utiliza para descomponer una sustancia en sus elementos, para

purificar metales y para aplicar una capa metálica externa a un objeto. Esta última

aplicación es muy utilizada en procesos de galvanoplastia, la galvanostegia y el

niquelado, los cuales tienen gran importancia en la industria, ya que mediante ellos se

fabrican latas para envasar alimentos y se hace el cromado y el chapeado, entre otros.

Material:

El material para esta práctica, el alumno, lo tiene en su gaveta, lo que necesita solicitar

es:

1 Fuente de Poder.

2 Par de Caimanes.

3 4 electrodos de Cobre

4 Sulfato de Cobre Acidulado.


DIAGRAMA DEL CIRCUITO

PROCEDIMIENTO DE LA PRÁCTICA:

1. Limpiar los 4 electrodos en una solución de Ácido Nítrico concentrado (HNO3)

tomando con las pinzas para crisol cada uno de ellos e introducirlos de una manera

rápida en la solución; haciendo esto en la campana de extracción, y enjuagarlos con

agua de la llave y después con agua destilada.

2. Tomar dos electrodos sin secar y pesar, colocarlos en el circuito señalado, fijando

la corriente de trabajo (corriente de trabajo 0.05 a 0.1 Amps). Tome un tiempo de 4 a 5

minutos observando que uno de los electrodos comience a ponerse obscuro.

3. Con el amperaje ya establecido, tomar los otros dos electrodos, secándolos al

mechero y pesarlos para colocarlos en el circuito ya establecido.

4. Encender el circuito, comenzando a tomar la lectura del amperaje y el tiempo que

se le dé a la prueba (tiempo recomendado 3 a 4 minutos).

5. El cobre se depositara en uno de los electrodos (negativo), después de este

tiempo, debe apagar el circuito, sacar los electrodos, enjuagarlos con agua destilada y

secarlos cerca del mechero para luego pesarlos cuando ya estén fríos.


PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO PARA DETERMINAR LA CARGA DEL ELECTRON.

DATOS: Peso atómico del Cu = 63.546 g/at-g

Electrodos

Positivo Negativo

Peso de los electrodos antes de la electrolisis.

Peso de los electrodos después de la electrolisis

Diferencia de pesos del electrodo donde se deposito el cobre

A =

Amperaje (Promedio si varió)

Duración en segundos de la práctica.

No. De Átomo-g de Cu transferido 𝐴 𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠

63.546𝑔

𝑎𝑡 − 𝑔

= 𝐵 B =

No. De átomos transferidos =

𝐵 𝑎𝑡 − 𝑔 × 6.02 × 1023𝑎𝑡

𝑎𝑡 − 𝑔= 𝐶

No. De electrones =

𝐶 𝑎𝑡 𝐶𝑢 × 2𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟𝑜𝑛𝑒𝑠/𝑎𝑡 − 𝐶𝑢 = 𝐷

Cantidad de electricidad que paso a través del circuito

= 𝐴𝑚𝑝.× 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜(𝑠𝑒𝑔) = 𝐸

𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟ó𝑛 = 𝑞 = 𝐸 (𝐶𝑜𝑢𝑙𝑜𝑚𝑏)

𝐷 𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟𝑜𝑛𝑒𝑠=

?


REPORTE:

1. Realice una consulta bibliográfica sobre electrólisis.

2. Tomando en cuenta la definición de un Faraday, la carga de un electrón se calcula

se la siguiente manera:

(96,000 𝐶)

𝑚𝑜𝑙 𝑒

(1 𝑚𝑜𝑙 𝑒 )

6.02×1023 𝑒 = 1.602 × 10−19 𝐶/𝑒

De acuerdo al ejemplo anterior, resuelve los siguientes ejercicios:

2.1 A través de una lámpara pasan 2.0 Amp. Encontrar la carga en Coulomb

usada por la lámpara en 30 segundos.

2.2 Calcule el tiempo requerido al pasar 36,000 C a través de una celda

electrolítica, usando una corriente de 5 Amp.

2.3 Cuantos electrones por segundo pasan a través de un electrodo de cobre

cargado con una corriente de 10-16 Amp.

3. Describa con sus propias palabras el desarrollo de la práctica.

4. Realice los cálculos para la determinación de carga del electrón.

5. Observaciones y conclusiones.


RESIDUOS PELIGROSOS PRÁCTICA No.7

Objetivo

El alumno se familiarizará con el almacenamiento, manejo, transporte y

disposición de residuos peligrosos generados dentro de Laboratorio de Química

(del ITCJ).

Introducción

La contaminación es uno de los problemas ambientales más importantes que

intervienen de forma negativa en el mundo ocasionando un desequilibrio. Ésta

resulta de la adición de cualquier sustancia al medio ambiente, en cantidad tal,

que cause efectos adversos en el hombre, en los animales, vegetales o materiales

expuestos a dosis que sobrepasen los niveles aceptables en la naturaleza. La

necesidad de manejar adecuadamente los residuos o desechos peligrosos se

constituye en un tema prioritario de cualquier organización o institución, donde es

necesario iniciar acciones concretas para una adecuada gestión (Ariza D., y

Henao K., 2010).

Material y equipo

Bibliográfico

Reporte

Basado en los residuos generados en la práctica de laboratorio

“Reacciones Química de Óxidos, Ácidos y Bases” (Práctica 5) identificar

con base en la normatividad vigente el tipo de residuo generado.

Realizar el etiquetado pertinente para el residuo (tomando en cuenta el

traslado posterior)

Generar un formato que permita el traslado de los residuos a las

instalaciones del Instituto Tecnológico de Ciudad Juárez para su

disposición temporal.

Investigar de manera bibliográfica la disposición final que tienen los

residuos peligrosos en el país.

NOTA:

Práctica ideada para la materia de FUNDAMENTOS DE

QUÍMICA


Cuestionario:

1.-¿Qué es el código CRETIB?

2.-Según la normatividad vigente, ¿cuáles puntos son básicos para el formato de

almacenamiento y transporte de residuos peligrosos?

3.-¿Cuál es la disposición final de los residuos peligrosos generados en el laboratorio de

Química del Instituto Tecnológico de Ciudad Juárez?

4.- Investigue cuáles son los residuos peligrosos generados dentro de la Industria en la

localidad.

5.-Analizando el proceso anterior, realice una breve conclusión con respecto a los

residuos peligrosos generados en el laboratorio de química del Instituto Tecnológico de

Ciudad Juárez y los generados a nivel industrial.

Conocimiento del Material y Equipo de Laboratorio€¦ · La realización de prácticas de laboratorio requiere la utilización de diversos, ... que los alumnos observen y reafirmen

Documents