Guía de Laboratorio Fisicoquímica

UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA FACULTAD DE CIENCIAS

INSTITUTO DE CIENCIAS DE LA TIERRA DEPARTAMENTO DE GEOQUMICA

Gua de Laboratorio de Fisicoqumica General

Realizada por Profa. Anna Gann

Caracas, octubre 2006

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INTRODUCCION El curso de Fsico Qumica General incluye una parte de prcticas de laboratorio, con 3 horas semanales. En lneas generales estas prcticas buscan ilustrar y afianzar, mediante experimentos sencillos, algunos de los conceptos y aplicaciones discutidos en la parte terica, a fin de facilitar la comprensin de la asignatura. En esta gua se presenta una breve descripcin de las prcticas a realizar en el Laboratorio de Fsico Qumica General. El estudiante debe complementar esta gua consultando la bibliografa adecuada para informarse sobre el fundamento terico de los experimentos y las tcnicas necesarias para llevar a cabo las experiencias. A fin de facilitar esta labor, en cada prctica se indican algunos conceptos importantes que deben ser cubiertos en esa revisin bibliogrfica. El estudiante debe aprender a distinguir entre ideas y hechos observados, entre observaciones experimentales y su interpretacin de las mismas. A fin de ilustrar las tcnicas de observacin y descripcin, al final de esta introduccin se anexa la descripcin de una vela encendida, tomada del libro Qumica, una ciencia experimental. (Chemical Education Material Study, Ed. Revert, 1966) El estudiante debe acostumbrarse a indicar el error asociado con todas sus medidas y a utilizar el nmero adecuado de cifras significativas. Como orientacin, al final de esta introduccin se anexa el Apndice 4: Errores Experimentales, tomado del libro Qumica, una ciencia experimental. (Chemical Education Material Study, Ed. Revert, 1966) Es indispensable que el estudiante aprenda a usar textos de referencia, tales como Handbooks, catlogos, y similares, para buscar la informacin que necesita para la realizacin de estas prcticas, as como la informacin sobre posible toxicidad u otros riesgos que presentan los reactivos a utilizar. La realizacin de una experiencia de laboratorio implica tres fases de actividad distinta, que pueden llamarse: 1.- trabajo previo al laboratorio 2.- trabajo de laboratorio propiamente dicho 3.- trabajo posterior al laboratorio 1.- Trabajo previo al laboratorio. Esta fase generalmente incluye tareas a realizar en la casa o en la biblioteca, tales como revisin de los fundamentos tericos de la prctica a realizar, bsqueda de datos necesarios para la realizacin de la prctica, preparacin del cuaderno de laboratorio, del esquema experimental, tablas para anotar los datos obtenidos, etc. 2.- Trabajo de laboratorio. Esta fase implica la realizacin de las experiencias previamente preparadas. En algunos casos el profesor puede dar algunas explicaciones o indicaciones adicionales antes de comenzar el trabajo. Cualquier modificacin o adicin al esquema de trabajo previamente preparado deber anotarse en el cuaderno de laboratorio. Todos los datos y todas las observaciones debern anotarse en el cuaderno de laboratorio, no se deben usar papelitos. Si se trabaja en equipo, cada uno de los integrantes deber tomar parte activa en el desarrollo de los experimentos y tener todos los datos y observaciones al concluir la prctica. En algunas prcticas ser necesario utilizar datos obtenidos por otros equipos; estos datos deben intercambiarse antes de dejar el laboratorio. Es importante trabajar con atencin y cuidado y cumplir con las normas de seguridad para el trabajo en el laboratorio. Piense antes de actuar! En caso de duda consulte al profesor.

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3.- Trabajo posterior al laboratorio. Esta fase generalmente incluye tareas a realizar en la casa o en la biblioteca. Incluye la realizacin de clculos, grficos, comparacin de resultados con los reportados en la literatura, e interpretacin de los mismos. En este laboratorio no se exige la elaboracin de informes; todo se incluir en el cuaderno de laboratorio.

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NORMAS DE TRABAJO EN EL LABORATORIO Los descuidos y acciones no pensadas en el laboratorio pueden generar situaciones de riesgo para Ud. y sus compaeros. Recuerde que su actitud y forma de trabajar es importante para evitar accidentes. En algunas prcticas se indicarn precauciones especficas que deben observarse. Al final de esta gua se incluye el significado de las frases R y S (Riesgo y Seguridad) que aparecen en las etiquetas de muchos reactivos. A continuacin se indican algunas normas generales para el trabajo seguro en el laboratorio.

1. Usar ropa resistente (preferiblemente jeans y camisa o franela) y zapatos cerrados. No se permitir la

entrada al laboratorio a estudiantes que usen shorts, minifaldas, mangas acampanadas o sandalias. 2. Usar siempre una bata protectora. 3. Llevar el cabello recogido; no usar gorras o sombreros. 4. No usar anillos y otras prendas. 5. No ingerir alimentos en el laboratorio durante la realizacin de las prcticas. 6. No usar lentes de contacto durante el trabajo en el laboratorio. 7. Usar lentes de seguridad cuando el tipo de trabajo lo requiera. 8. Usar guantes cuando el tipo de trabajo lo requiera. 9. Conocer la ubicacin y uso de los equipos de seguridad existentes en el laboratorio, en particular la

ducha de seguridad, el surtidor de agua para lavar los ojos y el extintor de incendios. 10. Leer cuidadosamente la etiqueta de los recipientes que contienen reactivos antes de utilizarlos. 11. No regresar reactivos al frasco original. Acostmbrese a no sacar cantidades excesivas de reactivo

del frasco. Los reactivos sobrantes deben verterse en recipientes proporcionados para ese fin. Debe evitarse verter reactivos en el desage. Colabora con la proteccin del ambiente!

12. Los reactivos voltiles, especialmente si los vapores son txicos, deben manipularse en la campana de extraccin.

13. Tenga especial cuidado al trabajar con tubos de vidrio y termmetros. Recuerde que el vidrio es frgil y se rompe con facilidad. Se recomienda usar un pao para proteger las manos al introducir un tubo o termmetro en un tapn y lubricar el tubo o termmetro.

14. Si alguna sustancia qumica salpica su piel, lave inmediatamente con agua abundante y avise al profesor.

15. No pruebe un producto qumico a menos que se lo indique el profesor. 16. Si se derrama un reactivo, debe limpiarse inmediatamente. Si se trata de un cido se recomienda

neutralizar con una solucin de bicarbonato de sodio; si se trata de una base se recomienda neutralizar con una solucin diluda de cido actico (o vinagre).

17. Para preparar una solucin acuosa de un cido siempre debe verterse el cido sobre el agua. Nunca vierta agua sobre el cido.

18. Al calentar una sustancia en un tubo de ensayo, sujtelo con una pinza. El extremo abierto del tubo debe dirigirse hacia una parte donde no pueda daarlo a Ud. o a sus compaeros si el contenido se proyecta al exterior. Mueva el tubo en la llama y agtelo suavemente. Est atento a lo que hace.

19. Consulte al profesor antes de hacer cambios en el procedimiento experimental o en las cantidades o tipos de reactivos a utilizar.

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CUADERNO DE LABORATORIO El cuaderno de laboratorio es un registro permanente de toda la informacin relacionada con cada prctica. Las anotaciones deben ser concisas, pero lo suficientemente completas para ser entendidas por otras personas. Todas las anotaciones deben hacerse de forma clara, ordenada y legible. Puede usarse lpiz o bolgrafo; no se recomienda el uso de tinta o marcador. Si es necesario suprimir o cambiar alguna anotacin, debe tacharse con una raya que permita leer la anotacin original. Los datos y observaciones hechas en el laboratorio NO DEBEN BORRARSE. Si hay un error o una modificacin es conveniente poner un comentario al respecto; eso puede ser de gran ayuda al repetir un experimento o al evaluar los datos obtenidos. La exactitud es ms importante que la pulcritud. Todas las anotaciones deben hacerse en el cuaderno; no se deben usar hojas sueltas. El cuaderno debe estar bien identificado con el nombre del estudiante, la asignatura y lugar de estudios. Se recomienda colocar un nmero de telfono o direccin de e-mail para que se le pueda notificar en caso de prdida del cuaderno. Numerar las pginas en la parte superior externa. Reservar las primeras dos hojas para ir haciendo un ndice. Como parte del trabajo previo al laboratorio, en el cuaderno se debe anotar: * el ttulo de la prctica. * los objetivos de la prctica. * una breve revisin terica que permita refrescar y afianzar los conocimientos que se van a aplicar,

incluyendo trminos, preguntas, y otra informacin que se requiera como parte del trabajo previo a la realizacin de la prctica. Para facilitar esta parte, en cada gua se indica una lista de conceptos importantes que deben incluirse en la revisin terica; esta revisin debe ser un texto coherente, no una lista de definiciones inconexas.

* reactivos que se van a utilizar, indicando sus propiedades fsicas y qumicas ms importantes, precauciones que deben observarse en su manejo y las cantidades que se van a usar.

* breve descripcin o esquema del procedimiento experimental a seguir. No debe ser una copia textual de la gua.

* se recomienda preparar las tablas para anotar los datos que se van a obtener en el desarrollo de la prctica. Es conveniente usar la hoja derecha para las tablas y dejar la hoja izquierda libre para anotar observaciones, aclaraciones, modificaciones, etc.

* bibliografa utilizada. Durante el trabajo de laboratorio debe anotarse: * la fecha de realizacin de la prctica. * el nombre de los integrantes del equipo (si el trabajo no es individual). * el nmero o letra de la(s) muestra(s) utilizada(s). * los datos obtenidos, as como las observaciones realizadas. * cualquier modificacin realizada al esquema experimental. * los datos deben incluir pesadas, medidas de volumen, etc. Estos datos deben incluir todas las medidas

realizadas , p.ej., peso del papel, peso del papel ms reactivo, etc. Como parte del trabajo posterior al laboratorio debe incluirse: * un resumen de los datos obtenidos, si ello es procedente. * clculos y resultados, incluyendo tratamiento de errores. Si se usan valores tomados de tablas, estos

deben indicarse claramente. Todos los valores deben tener las unidades correspondientes. * grficos, si son necesarios. * discusin de los resultados obtenidos y su significado. * fuentes de error.

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* conclusiones. * recomendaciones (si las hubiere). * bibliografa adicional (si la hubiere).

Materiales que debe traer el estudiante: Para la realizacin de las prcticas, el estudiante debe traer algunos materiales. Los materiales no consumibles se utilizarn tambin en otras asignaturas. Bata de laboratorio Esptula Termmetro (de 10 a 250C) Papel parafinado Tijera Fsforos Jabn en polvo o lavaplatos Toallas de papel Toalla para las manos (opcional) Esponja o cepillo para lavar Adems, se requerir material especial para algunas prcticas, que ser indicado en las guas correspondientes.

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Prctica N1

CALORIMETRIA Objetivo general: determinar el calor de combustin de una sustancia. Objetivos especficos: calibrar un calormetro rudimentario calcular la constante del calormetro discutir las fuentes de error en las mediciones efectuadas aprender a usar un handbook Conceptos importantes: propiedad intensiva, propiedad extensiva, adiabtico, entalpa, reaccin exotrmica, reaccin endotrmica, reaccin de combustin, combustin completa, combustin incompleta, calor de combustin, capacidad calrica, calor especfico, calorimetra, calormetro. Introduccin En esta prctica se va a utilizar un calormetro rudimentario para determinar el calor de combustin de una sustancia. Las reacciones de combustin son muy convenientes para realizar estudios calorimtricos, ya que son reacciones fuertemente exotrmicas, rpidas y completas (en las condiciones adecuadas). En los calormetros comerciales generalmente se mide la variacin de temperatura producida por la reaccin que se estudia y luego se reproduce esa variacin de temperatura utilizando una cantidad medida de energa elctrica. En esta prctica vamos a utilizar el calor desprendido por la combustin de una sustancia conocida para determinar la capacidad calrica total del calormetro y luego usaremos ese valor para determinar el calor de combustin de una sustancia desconocida. Al realizar una reaccin qumica en un calormetro, el calor desprendido en la reaccin es transferido al calormetro, produciendo un aumento de temperatura. El calor desprendido depender de la cantidad de sustancia que reacciona; el aumento de la temperatura depender de la capacidad calrica total del calormetro. qp = H = n H = Cp T donde H est en cal o J y H est en cal mol-1 o J mol-1 La capacidad calrica del calormetro incluye todos los materiales que lo constituyen: envase, rejilla, termmetro, fiola, agua, aire... No es prctico determinar todas esas capacidades calricas y pesar cada una de las partes constituyentes del calormetro, por lo que se utiliza una capacidad calrica general para todo el conjunto: Cpcalorimetro H = Cpcalorimetro T A veces es conveniente separar el agua del resto de los componentes del calormetro: H = (Cpclrm + m Cpagua) T donde m es la masa de agua usada, Cpagua es su calor especfico, y Cpclrm es la capacidad calrica de los dems componentes del calormetro, denominada tambin constante del calormetro.

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Materiales que se deben traer el da de la prctica (por equipo): un rollo de papel de aluminio una lata de leche sin fondo, con una rejilla metlica a aprox. 1/3 de altura; la rejilla deber soportar el peso de la fiola con agua. un termmetro (-10 a 250 C) Nota: es recomendable que cada estudiante tenga su termmetro, ya que ste se utilizar en otras prcticas y en otras asignaturas. materiales: fiola de 500 mL crisol con tapa pinza para crisol balanza beaker pequeo vidrio de reloj aro metlico base aislante termmetro lata - calormetro (como se explica arriba) fsforos cilindro graduado de 100 mL reactivos: Metanol, etanol, propanol, butanol muestra problema Parte experimental Forre la lata con unas 4 capas de papel de aluminio; esa ser la camisa adiabtica del calormetro. Asegrese de que el crisol cabe cmodamente debajo de la rejilla metlica de la lata y de que la fiola no sobresale mucho al colocarla sobre la rejilla. Coloque la lata sobre un aro metlico u otra clase de soporte que permita la libre entrada de aire por la parte inferior de la lata. El montaje experimental se muestra en la figura. Pese la fiola vaca. Pese el crisol con tapa. Llene el crisol hasta unos 3/4 de su capacidad con el metanol, tpelo y vulvalo a pesar. Colquelo sobre una base aislante (rejilla de asbesto o similar). Mida cuidadosamente 400 mL de agua destilada y virtalos en la fiola; pese la fiola con el agua. Coloque la fiola en la lata y el termmetro en la fiola. Practique poner y quitar la lata rpidamente sin tumbar el crisol. Mida la temperatura inicial del agua, encienda el alcohol y ponga la lata encima. Agite ocasionalmente el agua con el termmetro. Cuando la temperatura aumente en unos 20C, anote el tiempo y retire la lata, mientras su compaero tapa el crisol para apagar el alcohol. Verifique la temperatura final. Deje enfriar el crisol tapado y pselo nuevamente. Repita la determinacin dos veces ms. Luego haga tres determinaciones usando la muestra problema que se le suministre. NOTA DE SEGURIDAD Si se derrama el alcohol encendido, NO LE ECHE AGUA. Puede apagarlo tapndolo con una ponchera invertida (por qu?) o simplemente dejar que se termine de quemar, ya que la cantidad es pequea.

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Clculos, resultados y discusin Utilice un handbook para buscar los datos requeridos. Con los datos obtenidos y el calor de combustin del metanol calcule la capacidad calrica total del calormetro. Use ese valor para calcular el calor de combustin de la muestra problema. Utilice los datos de densidad, peso molecular y punto de ebullicin que le fueron suministrados para identificar la muestra problema y buscar su calor de combustin. Compare ese valor con el obtenido en la prctica. Discuta los resultados. Separe la contribucin del agua y de los otros componentes a la capacidad calrica total del calormetro. Suponga que la contribucin de los otros componentes corresponde principalmente a la fiola y calcule el calor especfico del vidrio. Compare el valor obtenido con el valor de 0,2 cal/gK que se reporta para el vidrio. Discuta el resultado. Piense bien en las condiciones del experimento. Qu aspectos no se han tomado en cuenta?

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Prctica N 2

CALOR DE REACCION Objetivo general: determinar cambios de entalpa asociados con algunas reacciones qumicas. Objetivos especficos: apreciar los cambios energticos que acompaan los procesos de disolucin de sustancias qumicas. Utilizar los datos obtenidos para estimar los valores de variacin de entalpa en una reaccin qumica y en procesos de disolucin. En esta prctica se van a realizar varios experimentos, uno de los cuales requiere realizarse en campana. Los grupos de trabajo debern distribuirse de modo que se alternen en el uso de la campana. El material de vidrio debe estar limpio y seco. Conceptos importantes: entalpa de reaccin, entropa de reaccin, energa libre de reaccin, criterio de espontaneidad de una reaccin, solucin, calor de disolucin, calor de dilucin, solucin ideal, solvatacin, hidratacin materiales: papel parafinado cortado en cuadrados de unos 15 cm de lado 4 beaker de 100 o 150 mL termmetro toallas de papel balanza esptula pipetas de 25 y 50 mL 2 tubos de ensayo reactivos: hidrxido de bario octahidratado nitrato de amonio hidrxido de sodio nitrato de plomo ioduro de potasio I. Formacin de nitrato de bario Parte experimental Pese un beaker de 100 mL. Pese 6,31 g de hidrxido de bario octahidratado en el beaker; rudelo hacia un lado, de modo que cubra menos de la mitad del fondo del beaker. Pese 3,2 g de nitrato de amonio en un trozo de papel parafinado y transfiralo a la parte libre del beaker, evitando que se mezclen los slidos. Envuelva el beaker en toallas de papel, que funcionarn como aislante. Sin mezclar, mida la temperatura inicial y lleve el beaker a la campana; usando el mismo termmetro como agitador, mezcle cuidadosamente los slidos. Observe atentamente los cambios en la apariencia de la mezcla y en la temperatura. Huela cuidadosamente el gas que se desprende; puede identificarlo por el olor? Anote la temperatura ms extrema alcanzada. Cuando est seguro de que la reaccin se complet, descarte el producto en el recipiente proporcionado para tal fin.

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Resultados, clculos y discusin Qu gas se desprende en la reaccin? La reaccin es exotrmica o endotrmica? Qu determina que la reaccin ocurra? Cmo debe ser el cambio de entropa para esta reaccin? De dnde proviene el lquido que se observa en la mezcla reaccionante? Escriba la ecuacin que describe la reaccin qumica que ocurre. Calcule rHO, rSO y rGO para la reaccin. Calcule q para el experimento realizado a partir del rHO y usando el T medido calcule la capacidad calrica total de la mezcla reaccionante + beaker + termmetro. Usando la capacidad calrica del vidrio (0,2 cal/gK) estime la contribucin del beaker y de la mezcla reaccionante. Discuta los valores obtenidos. II. Disolucin de hidrxido de sodio Parte experimental Pese un beaker de 100 mL. Mida cuidadosamente y transfiera al beaker 50 mL de agua destilada. Envuelva el beaker en toallas de papel. Pese 2g de NaOH en papel parafinado. El NaOH es higroscpico y debe pesarse rpidamente. El frasco de NaOH debe cerrarse inmediatamente. Mida la temperatura del agua en el beaker. Transfiera el NaOH pesado al beaker y agite usando el mismo termmetro. Observe lo que sucede y como vara la temperatura. Anote la temperatura extrema alcanzada. Descarte la solucin en el recipiente proporcionado para tal fin Clculos y discusin Qu sucede? El proceso es exotrmico o endotrmico? Calcule el calor desprendido en el proceso usando el T medido; suponga que la capacidad calrica de la solucin es igual a la del agua. Repita el clculo tomando en cuenta la capacidad calrica del beaker. Compare los dos resultados y comprelos con el rHO de la reaccin NaOH(s) == Na+(aq) + OH-(aq) III. Formacin de ioduro de plomo Parte experimental Pese un beaker de 100 mL. Mida cuidadosamente y transfiera al beaker 25 mL de agua destilada. Envuelva el beaker en toallas de papel y mida la temperatura del agua. Pese 8,28 g de Pb(NO3)2 y transfiralos al beaker. Agite usando el mismo termmetro, observe y anote la temperatura extrema alcanzada. Deje reposar la solucin. Pese otro beaker de 100 mL Transfiera 25 mL de agua destilada al beaker y envulvalo en toallas de papel. Mida la temperatura con otro termmetro. Pese 8,3 g de KI y transfiralos al beaker. Agite con el termmetro hasta que la sal se disuelva. Anote sus observaciones y la temperatura extrema alcanzada. Deje que las dos soluciones alcancen la misma temperatura (siga usando los dos termmetros). Vierta 2 3 mL de agua destilada en un tubo de ensayo y deje caer en el tubo 2 3 gotas de la solucin de Pb++ y 2 3 gotas de la solucin de I desde la punta de los respectivos termmetros. Agite y observe con diferentes ngulos de iluminacin. Disfrute el espectculo :) Vierta la solucin de KI en el beaker envuelto en toallas de papel que contiene la solucin de Pb(NO3)2; agite con el termmetro y observe la variacin de temperatura. Anote la temperatura extrema alcanzada. Hay otra evidencia de que est ocurriendo una reaccin?

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Deje el beaker con su contenido donde se le indique. Clculos y discusin Escriba las reacciones involucradas en este experimento y calcule sus entalpas de reaccin a partir de datos tabulados. A partir de los datos obtenidos en el laboratorio calcule los calores de reaccin correspondientes y comprelos con los rHO calculados antes.

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Prctica N 3

PROPIEDADES COLIGATIVAS Objetivo general: reconocer fenmenos fsicoqumicos relacionados con las propiedades coligativas. Objetivos especficos: reconocer la presencia del fenmeno de smosis determinar los cambios en los puntos de fusin y ebullicin de un solvente producidos por la presencia de un soluto. Conceptos importantes: propiedades coligativas, disminucin de la presin de vapor, descenso crioscpico, ascenso ebulloscpico, presin osmtica, smosis, dilisis, constante crioscpica, constante ebulloscpica. Propiedades coligativas de electrolitos. Mezclas frigorficas. Introduccin. En esta prctica se van a ilustrar varias propiedades coligativas mediante experimentos sencillos. Parte de la prctica deber hacerse en la casa, ya que requiere varios das de observacin. 1. Osmosis Esta experiencia debe realizarse en casa, unos 5 das antes de la prctica de laboratorio. materiales: 3 frascos de vidrio con tapa 3 zanahorias pequeas (que quepan en los frascos) reactivos: sal (cloruro de sodio) azcar (sacarosa) agua destilada Parte experimental Prepare una solucin saturada de azcar y una solucin saturada de sal. Djelas en contacto con exceso de soluto hasta el da siguiente para asegurarse de que estn saturadas. Lave cuidadosamente las zanahorias, de modo que no se les rompa la piel. Mida la longitud y la circunferencia a dos alturas de las zanahorias. Coloque las zanahorias en los frascos de vidrio y cbralas con 1) agua destilada, 2) solucin saturada de sal, 3) solucin saturada de azcar. Tape los frascos para evitar la evaporacin excesiva pero no los cierre hermticamente. Djelos en reposo. Observe cada da los cambios que puedan estar sucediendo. Despus de 3 das saque las zanahorias y vuelva a medirlas. Si lo desea, vuelva a introducirlas en los frascos y contine la observacin por unos das ms. Clculos y discusin Cmo interpreta sus resultados? Cul es la membrana semipermeable? Use datos de solubilidad de sal y azcar y de densidad de las soluciones saturadas para calcular la concentracin de las soluciones usadas. Calcule la presin osmtica esperada para cada solucin.

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2. Descenso crioscpico (disminucin del punto de fusin) materiales: mechero termmetro tubo Thiele (no lavarlo!) capilares de vidrio soporte pinzas hilo de coser aceite de cocina (aprox. 0,5 L) frasco con tapa (para guardar el aceite) reactivos: azufre iodo sal Parte experimental En este experimento se va a determinar el punto de fusin del azufre puro y de una mezcla de azufre con iodo. Todos los estudiantes van a usar la misma mezcla, con aprox. 5 - 10% en peso de iodo. Los componentes debern pesarse cuidadosamente y la mezcla deber homogeneizarse muy bien. Todos los estudiantes deben anotar los pesos utilizados, aunque solo algunos realizarn las pesadas. Para determinar el punto de fusin se utiliza el montaje indicado en la figura. El tubo Thiele (no mojado) se llena con aceite hasta cubrir el brazo lateral y se asegura con una pinza al soporte. Se cierra el fondo de un tubo capilar. Se introduce el extremo abierto del capilar en el slido cuyo punto de fusin se va a determinar, de modo que ste entre en el capilar formando una columnita de unos 5 - 10 mm. Se invierte el capilar y se golpea suavemente para que el slido baje al fondo. Se amarra el capilar al termmetro, de modo que el slido quede al nivel del bulbo. Se introduce el termmetro en el tubo Thiele y se asegura de modo que la muestra y el bulbo del termmetro queden unos 2 - 3 cm por debajo del brazo lateral. Asegrese de que no entre aceite en el capilar! Se calienta suavemente la parte doblada del brazo lateral, de modo que la temperatura aumente lentamente; cuando se aproxime al punto de fusin el aumento de temperatura no debera exceder de 0,5C/min. Anote las temperaturas de aparicin de la primera gota de lquido y de desaparicin del ltimo fragmento slido. Si tiene dudas respecto al resultado, repita la determinacin. Determine el punto de fusin del azufre puro y de la mezcla azufre iodo. Anote los resultados obtenidos por todos los estudiantes. Clculos y discusin Promedie los valores de T obtenidos por todos los estudiantes. A partir de los descensos de punto de fusin determinados experimentalmente, calcule Kf para el azufre. Compare ese valor con Kf calculado tericamente. Puede decidir cul es el peso molecular del azufre utilizado en el experimento?

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3. Mezcla frigorfica Materiales y reactivos: beaker de 100 mL termmetro esptula hielo sal Parte experimental Tome 1 cubito de hielo (aprox. 25 g) y tritrelo ligeramente. Pngalo en el beaker envuelto en toallas de papel y mida la temperatura. Aada una punta de esptula (aprox. 0,5 g) de sal, revuelva con el mismo termmetro y anote la nueva temperatura. Contine aadiendo sal y midiendo la temperatura hasta que no observe ms cambios o hasta que la tendencia se invierta. Si la temperatura queda fuera de la parte graduada del termmetro, trate de extrapolar el valor. Haga las adiciones rpidamente, sin dejar que el hielo se derrita. Resultados y discusin Considere algunas aplicaciones prcticas de los resultados observados. 4. Ascenso ebulloscpico (aumento del punto de ebullicin) Materiales: mechero termmetro tubo Thiele tubos de vidrio pequeos capilares de vidrio soporte pinzas hilo de coser aceite de cocina (aprox. 0,5 L) frasco con tapa (para guardar el aceite) Reactivos: agua destilada solucin saturada de azcar (sacarosa) Parte experimental Un detalle del montaje para determinar el punto de ebullicin se muestra en la figura. Se cierra un tubo capilar a 0,5 - 1 cm del extremo. Se vierte el lquido cuyo punto de ebullicin se desea determinar en el tubito de vidrio hasta una altura de 1,5 - 2 cm y se inserta el capilar con la parte cerrada hacia abajo. El tubito se amarra al bulbo del termmetro y ste se coloca en el tubo Thiele (como en el experimento 2). Se calienta la parte doblada del brazo del tubo Thiele hasta que del extremo del capilar comience a salir un chorro continuo de burbujas. Se retira la llama y se va observando la temperatura. Cuando quede una ltima burbuja fluctuando en la punta del capilar se anota la temperatura de ebullicin, justo antes de que el lquido entre en el capilar.

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Determine el punto de ebullicin del agua destilada y de la solucin saturada de azcar. Anote los datos obtenidos por todos los estudiantes. Clculos y discusin. Usando los valores de T obtenidos experimentalmente, calcule la concentracin (en peso) de la solucin de azcar. Compare el valor obtenido con la solubilidad reportada en un handbook. Discuta el resultado. Si tiene que utilizar esta tcnica para determinar el peso molecular de una sustancia soluble en solventes orgnicos, cul de estos solventes preferira y por qu: acetona, benceno, clorobenceno, metanol, tolueno? Utilice un handbook para buscar los datos que considere necesarios para responder.

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Prctica N 4

EQUILIBRIO Objetivo general: observar y entender el establecimiento del equilibrio en distintos sistemas, considerando los parmetros que lo afectan. Objetivos especficos: reconocer equilibrios asociados con cambios de fase. reconocer equilibrios asociados con reacciones en solucin. reconocer equilibrios asociados con reacciones entre sustancias en distintas fases. Conceptos importantes: energa libre de reaccin, energa libre de reaccin standard, potencial qumico, equilibrio, constante de equilibrio, equilibrio homogneo, equilibrio heterogneo, presin de vapor, ebullicin, sublimacin, punto de congelacin, punto triple, diagrama de fases, ion complejo, xido reduccin, catalizador. Iodo elemental, sus propiedades fsicas y qumicas. Glucosa, sus propiedades redox. Colorantes, en particular azul de metileno; origen del color en estos compuestos, su comportamiento redox. Indicadores cido base; indicadores redox. Introduccin. En esta prctica se ilustran, mediante experimentos sencillos, algunos aspectos del equilibrio de fases en sistemas de un componente, as como de equilibrio de reaccin homogneo y heterogneo. 1. Sublimacin. materiales: fiola de 50 mL, con tapn de goma esptula plancha de calentamiento reactivos: iodo slido Parte experimental Ponga una pequea cantidad (< 0,2 g) de iodo slido en la fiola limpia y seca y tpela con el tapn de goma. Encienda la plancha de calentamiento, djela alcanzar calentamiento moderado y apguela. Coloque la fiola tapada sobre la plancha y observe cuidadosamente. Retire la fiola tapada de la plancha y djela enfriarse sobre el mesn, observando lo que sucede. Vuelva a colocar la fiola tapada sobre la plancha caliente, observe, retrela, observe. Al terminar el experimento deje la fiola tapada en el lugar que se le indique. Resultados y discusin Qu fenmeno ha estado observando? Qu sucede con la temperatura y la presin durante el experimento? Haga un esquema de los potenciales qumicos del iodo S, L y G en funcin de la temperatura para el experimento observado. Cmo sera el diagrama de fases para el iodo? Sugiera una manera de purificar iodo.

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2. Ebullicin materiales: baln o fiola de 500 mL con tapn de goma mechero soporte pinza aro y rejilla agitador de vidrio reactivos: agua destilada USE LENTES DE SEGURIDAD Parte experimental Llene el baln con agua destilada hasta 2/3 de su capacidad. Sujtelo con la pinza sobre el aro y rejilla. Introduzca el agitador de vidrio en el baln. Encienda el mechero y caliente; deje hervir el agua durante 5 minutos o ms. Retire el agitador y tape el baln; retire el mechero y apguelo; asegrese de que el tapn est bien ajustado. Retire la pinza con el baln, invirtalo y enfrelo bajo el chorro de agua. Observe lo que sucede. Cuando el baln est fro, trate de quitar el tapn; si es necesario, caliente el baln para poder destaparlo. CUIDADO! No caliente demasiado. Resultados y discusin Interprete los resultados obtenidos. Por qu es necesario dejar hervir el agua durante un tiempo antes de tapar el baln? Cul es la presin dentro del baln? Si tuviera los valores de temperatura y presin en cada momento del experimento qu obtendra? Si el baln tuviera la resistencia necesaria para poder seguir enfriando con una mezcla de hielo y sal qu se observara? Una seora que siempre ha vivido en Mrida va a pasar una temporada en la playa. Pone a cocinar arroz como siempre lo ha hecho y se sorprende porque el arroz le queda pegostoso. Qu sucede con la temperatura de ebullicin? Deber usar ms o menos agua para que el arroz quede bien? 3. Equilibrio homogneo. materiales: 5 tubos de ensayo gradilla gotero beaker pequeo beaker grande mechero rejilla aro y soporte o trpode esptula

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reactivos: solucin de Co(NO3)2 o CoCl2 (color violceo) HCl concentrado NaCl Hielo Parte experimental Numere los tubos. Ponga a calentar agua en el beaker grande; cuando comience a hervir, retire el mechero. Vierta unos 2 mL de la solucin de Co++ en los tubos 1, 2 y 3 y unos 5 mL en el tubo 4. Deje el tubo 1 como testigo del color original de la solucin. Aada HCl concentrado, gota a gota y agitando, al tubo 2, hasta que el color no cambie ms. Vierta aprox. 1 mL de esa solucin en el tubo 5, adale pequeas cantidades de agua destilada, agitando, y observe lo que sucede. Aada unos 2 o 3 g de NaCl al tubo 3, sin agitar, y djelo en reposo. Observe lo que sucede. Ponga el tubo 4 en el agua caliente; observe lo que sucede. Cuando no haya ms cambios, saque el tubo y enfre el fondo con hielo; qu observa? Resultados y discusin Qu determina el cambio de color, el pH o el ion Cl? De qu color es el ion Co(H2O)6++ ? De qu color es el ion CoCl4 = ? Escriba la reaccin que se produce en el experimento. Puede decir si esa reaccin es exotrmica o endotrmica? Discuta cmo se cumple el principio de Le Chatelier en los experimentos realizados. Qu otro(s) fenmeno(s) se observa(n) en el tubo 3? 4. Equilibrio heterogneo materiales: fiola de 250 mL con tapn de goma fiola de 50 mL con tapn de goma esptula balanza reactivos: NaOH glucosa solucin de azul de metileno agua destilada Parte experimental Pese 2 g de NaOH y 2 g de glucosa (o la cantidad que le indique el profesor), transfiralos a la fiola y disulvalos en 100 mL de agua. Aada 3 mL de solucin de azul de metileno, agite suavemente y deje en reposo. Anote sus observaciones. Tape la fiola y agite fuertemente, observe, deje en reposo, observe. Puede repetir este paso tantas veces como quiera.

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Intente cuantificar el efecto de la agitacin; vare el nmero de veces que agita la fiola y determine el tiempo que tarda en producirse el cambio de color en reposo; destape la fiola y mueva suavemente el lquido antes de cada ensayo. Hay cambios en la intensidad del color azul? Transfiera unos 40 45 mL de la solucin a la fiola de 50 mL, tape, agite y deje en reposo. Repita sin destapar la fiola y manteniendo constante la agitacin. Cuente el nmero de repeticiones hasta que deje de producirse el cambio de color. Destape con atencin la fiola, qu observa? Deje abierta la fiola durante un minuto, tape y agite de nuevo. Cmo interpreta el resultado? Repita el experimento sin la glucosa (tipo demostracin) Repita el experimento sin NaOH (tipo demostracin) Resultados y discusin Compare sus resultados con los de sus compaeros que usaron diferentes cantidades de glucosa. Para la reaccin estudiada se ha propuesto el siguiente mecanismo: O2(g) ? O2(aq) O2(aq) + AMred ? AMox AMox + GLUC ? GLUCOX + AMred donde AMox representa la forma oxidada (azul) del azul de metileno y AMred la forma reducida (incolora), GLUC representa la glucosa y GLUCOX representa los productos de oxidacin de la glucosa. Qu papel desempea la glucosa en la reaccin observada? Podra la sacarosa desempear el mismo papel? Por qu? Qu papel desempea el oxgeno en la reaccin observada? Por qu es necesario agitar la fiola para que aparezca el color? Qu papel desempea el azul de metileno en la reaccin observada? Podra hacerse ese experimento con cualquier colorante? Por qu? Para el azul de metileno E = 0,532 V a pH 0 y 0,011 V a pH 7. Sera igual de fcil la reaccin en medio cido? Por qu se considera que el experimento es una ilustracin de un equilibrio heterogneo?

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Prctica N 5

DIAGRAMAS DE FASE Objetivo general: elaborar diagramas de fases para sistemas de dos y tres componentes a partir de los resultados obtenidos en el laboratorio. Objetivos especficos: elaborar un diagrama de fases para un sistema de dos slidos usando curvas de enfriamiento. elaborar un diagrama ternario a partir de los resultados de miscibilidad de tres lquidos. Conceptos importantes: fase, componente, grados de libertad, sistema binario, diagrama de fases, punto eutctico, liquidus, solidus, solvus, solucin slida, miscibilidad total, miscibilidad parcial, punto peritctico, curva de enfriamiento, sobreenfriamiento, sistema ternario, diagrama ternario. Para el da de la prctica el estudiante debe traer preparado en su cuaderno un tringulo en el cual marcar los puntos obtenidos durante la prctica. Tambin deber tener una hoja de papel cuadriculado para graficar la curva de enfriamiento. Introduccin. En la primera parte de esta prctica se ilustra la obtencin de un diagrama de fases para un sistema binario a partir de los datos proporcionados por las curvas de enfriamiento obtenidas por todos los estudiantes. Esto significa que, adems de sus propios datos, los estudiantes debern anotar los datos obtenidos por sus compaeros, antes de finalizar la prctica. En la segunda parte de la prctica se estudiar la solubilidad mutua de tres lquidos, utilizando un diagrama triangular para graficar los resultados obtenidos. 1. Sistema binario materiales: tubo de ensayo termmetro mechero soporte y pinza balanza reactivos: dos slidos que le sern suministrados por el profesor. Parte experimental El profesor indicar las mezclas de los slidos A y B que van a estudiarse, de modo que cada estudiante o grupo realice al menos una curva de enfriamiento.

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Una vez asignada la mezcla, pese cuidadosamente las cantidades de los slidos A y B necesarias para preparar unos 3 g de mezcla y transfiralas al tubo de ensayo (limpio y seco). Use el termmetro para homogeneizar levemente la mezcla. Sujete el tubo con la pinza, con el termmetro dentro, y caliente cuidadosamente, revolviendo suavemente con el termmetro, hasta que la mezcla se haya fundido completamente. No caliente demasiado. Apague el mechero y comience a leer la temperatura cada 30 seg, agitando continuamente con el termmetro. Anote no slo la temperatura sino tambin cualquier cambio que observe en la mezcla. Anote particularmente la temperatura de aparicin del primer cristal de slido y la de desaparicin de la ltima gota de lquido, aunque no correspondan exactamente a los intervalos de 30 segundos (si puede observarlas). Contine leyendo la temperatura por unos 4 minutos despus de que la mezcla haya solidificado completamente. CUIDADO! Si el termmetro queda "congelado" en el slido, no lo fuerce. Al terminar las mediciones, caliente de nuevo la mezcla hasta que el termmetro se afloje y se pueda sacar con facilidad. Grafique la curva de enfriamiento. Determine las temperaturas que corresponden a los cambios de pendiente y antelas en la pizarra, para que los otros estudiantes puedan anotarlas en sus cuadernos. Resultados y discusin Utilice los datos obtenidos para todas las mezclas para elaborar el diagrama de fases correspondiente al sistema binario estudiado. Identifique todas las curvas, reas y puntos del diagrama de fases. Interprete y discuta los resultados obtenidos. 2. Diagrama ternario materiales: 3 o 4 tubos de ensayo grandes al menos un tapn que ajuste bien a los tubos 6 buretas a ser usadas por todo el grupo de prctica 6 beakers a ser usados para llenar las buretas gradilla o recipiente para colocar los tubos gotero reactivos: 3 lquidos asignados por el profesor (A, B, C) Parte experimental Cada uno de los tres lquidos se vierte en dos buretas, las cuales se distribuyen en los mesones de modo que los estudiantes puedan usarlas con comodidad. Vierta 1 mL de A y 1 mL de B en el tubo de ensayo 1; agite tapando el tubo e invirtindolo varias veces y observe. Aada 0,1 mL de C, agite y observe. Aada otro 0,1 mL de C, agite y observe. Ponga especial atencin al cambio de volumen (altura en el tubo) de las fases presentes. Contine agregando C hasta ver un cambio claro en el sistema. Contine agregando C para ver si hay un segundo cambio en el sistema. Este primer ensayo es igual para todos los estudiantes y se usar para ver la reproducibilidad de los resultados y tambin para que los estudiantes adquieran soltura en la observacin de los cambios de fases.

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Para los ensayos siguientes el profesor asignar diferentes combinaciones de los lquidos A, B y C a cada estudiante, de modo que se obtengan datos en diferentes partes del diagrama triangular. El nmero de fases para cada mezcla inicial de dos lquidos, as como la composicin para cada cambio de fase observado deber anotarse en la pizarra, para ser usado por todos los estudiantes. Una vez completada la primera serie de experimentos, los estudiantes debern recalcular a porcentaje los volmenes de A, B y C en las soluciones usadas (suponga que los volmenes son aditivos) y asentar los puntos en el diagrama triangular. En base al resultado se propondrn y asignarn los experimentos adicionales que deben hacerse para definir las reas y las curvas en el diagrama ternario. Realice los experimentos adicionales y anote los resultados en la pizarra. Resultados y discusin Utilice los resultados obtenidos por todos los estudiantes para construir un diagrama ternario que muestre el comportamiento de solubilidad mutua de los tres lquidos. Interprete y discuta los resultados.

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Prctica N 6

FISICOQUIMICA DE SUPERFICIES Objetivo general: ilustrar algunos fenmenos interfaciales mediante experimentos sencillos. Objetivos especficos: ilustrar efectos asociados con la tensin superficial y sus variaciones. ilustrar fenmenos asociados con superficies curvas. ilustrar el fenmeno de adsorcin. ilustrar la formacin de emulsiones. Conceptos importantes: energa libre de superficie, tensin superficial, ngulo de contacto, hidroflico, hidrofbico, lipoflico, lipofbico, mojabilidad, diferencia de presin a travs de una superficie curva, menisco, ascenso capilar; tensin superficial de soluciones, adsorcin positiva, adsorcin negativa, surfactante, jabn, detergente, extensin, pelcula superficial, micela, espuma; emulsin, fase interna, fase externa, agente emulsionante. Para el da de la prctica el estudiante debe traer una aguja delgada, un pitillo, un envase de "cuartico" enjuagado con agua (sin jabn) o un trozo de plstico liso rgido , un trozo de cartulina gruesa (puede ser parte de cualquier empaque de medicina, cereal o similar) de unos 2 - 3 por 4 - 5 cm. Uno de los lados estrechos se puede recortar formando una punta redondeada y en el centro del lado opuesto se recorta una tira de unos 1,5 cm por 0,1 cm (ver esquema). Ese trozo de cartulina no debe doblarse. Introduccin. Los fenmenos interfaciales frecuentemente producen efectos llamativos, divertidos y a veces sorprendentes. Para realmente aprovechar esta prctica es importante comprender los principios que subyacen los fenmenos observados. Ello es cierto en todas las prcticas de cualquier asignatura, pero se enfatiza especialmente en este caso porque muchos de los experimentos pueden prestarse para juegos de saln o trucos de "magia". Comenzaremos los experimentos con la formacin de emulsiones, ya que mientras stas se encuentran en reposo, el estudiante puede ir haciendo los otros experimentos. 1. Emulsificacin materiales: 4 tubos de ensayo 4 tapones para los tubos de ensayo gradilla esptula pipetas Pasteur reactivos: 5 cilindros graduados de 10 mL (uno para cada reactivo) agua destilada aceite de cocina solucin de detergente suspensin de arcilla suspensin de carbn activado

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Parte experimental En cada uno de los cuatro tubos de ensayo vierta 2 mL de aceite. Aada al primer tubo 1 mL de agua destilada; al segundo tubo 1 mL de solucin de detergente; al tercer tubo 1 mL de suspensin de arcilla y al cuarto tubo 1 mL de suspensin de carbn. Observe el aspecto inicial de cada uno de los tubos; luego tpelos y agtelos con fuerza durante 3 a 5 minutos, para mezclar ntimamente los dos lquidos, y deje reposar. Observe al cabo de 1/2 hora y de 1 hora o ms, hasta observar una clara separacin de fases. Aada 0,5 mL de agua destilada a cada tubo, agite suavemente y observe cuidadosamente el cambio de volumen de las fases presentes. Con la punta de una pipeta Pasteur tome una gotita de la fase emulsificada de cada tubo y frtela entre los dedos. Anote las diferencias que pueda percibir. Se recomienda hacerlo en la secuencia 2, 3, 4, 1. Tambin se puede colocar una gotita de cada emulsin en el cuaderno y ver si se produce una mancha grasosa. Contine observando los tubos hasta el final de la prctica. De ser posible, contine la observacin durante varios das. Recuerde lavar los tubos al terminar la observacin ! Resultados y discusin Discuta los resultados obtenidos. Puede observar alguna diferencia en la estabilidad de las emulsiones formadas? Puede indicar cul es la fase interna y cul la fase externa en las emulsiones formadas, es decir, el tipo de emulsin? 2. Energa libre de superficie materiales: pipetas Pasteur tubos de ensayo gradilla plaquita de vidrio pitillo aguja de coser trozo de cartulina con rendija envase de "cuartico" o trozo de plstico liso trozos de manguera borrador con polvo de tiza palangana ponchera o cpsula de porcelana grande beaker reactivos: beaker pequeo y pipeta Pasteur para cada uno de los lquidos agua destilada solucin de detergente metanol o acetona tetracloruro de carbono aceite de cocina alcanfor

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A. Tensin superficial de diferentes lquidos Use una pipeta Pasteur o un gotero para formar gotas de diferentes lquidos (se sugiere agua destilada, solucin de detergente, metanol o acetona, tetracloruro de carbono, aceite). Observe cuidadosamente la forma y el tamao de las gotas. Cuente las gotas que se requieren para obtener un volumen determinado de lquido. A qu se deben las diferencias? Si usa varios goteros, stos deben tener igual dimetro. Busque los valores de tensin superficial de los lquidos usados en un handbook. Qu otro factor influye en el tamao de las gotas? B. Angulo de contacto: Coloque una gota de cada uno de los lquidos anteriores sobre una superficie de vidrio limpia y seca (puede ser el fondo de una cpsula de Petri). Observe cuidadosamente el perfil de la gota. Repita colocando las gotas sobre un trozo de plstico liso o un trozo cortado del envase de "cuartico". A qu se deben las diferencias? C. Interfases curvas. Experimentos con burbujas de jabn. 1. Haga burbujas jabonosas usando el pitillo y la solucin de detergente. Ajuste la concentracin de detergente hasta que las burbujas no se rompan muy rpido. Colquese en un sitio donde no haya corrientes de aire. Deje la burbuja en el extremo del pitillo y deje abierto el otro extremo. Qu sucede con la burbuja? Vuelva a soplar la burbuja y tape el extremo libre del pitillo con el dedo. Qu sucede ahora? A qu se debe lo observado? 2. El siguiente experimento requiere paciencia y algo de suerte. Se requiere conectar dos burbujas de diferente tamao. Una manera de lograrlo es usar dos trozos de manguera para hacer las burbujas, una grande y una pequea. Una vez formadas las burbujas, se unen rpidamente los extremos libres de las mangueras. Es conveniente que dos estudiantes hagan las burbujas y los dems observen. Por qu sucede lo que observa? Convnzase separando las mangueras y volviendo a soplar la burbuja para confirmar que la pelcula jabonosa no se ha roto. Cul es la situacin de equilibrio que se alcanza en este experimento? D. Aguja flotante Ponga agua destilada en una cpsula de porcelana. Coloque cuidadosamente la aguja sobre la superficie del agua, sin tocar el agua con los dedos. Puede frotar la aguja con los dedos antes de ponerla sobre el agua. Con paciencia y algo de suerte se logra que la aguja "flote". Observe cuidadosamente la forma de la superficie del agua cerca de la aguja. Por qu flota la aguja? Aada cuidadosamente una gota de solucin de detergente cerca del borde de la cpsula. Qu sucede? Por qu? Contine aadiendo gotas de detergente hasta que no haya ms cambios. A qu se debe lo sucedido? E. Extensin 1. Ponga unos 3 o 4 cm de agua destilada en una cpsula grande o una ponchera. Espolvoree levemente la superficie del agua con polvo de tiza. Aada suavemente una gota de solucin de detergente en el centro de la cpsula. Qu sucede? Por qu? 2. Lave bien la parte externa de un beaker. Enjuague para tener una pelcula de agua continua. Manteniendo el beaker inclinado, toque la parte inferior de la pelcula con un dedo enjabonado. Qu sucede? Por qu? Qu sucede si toca la parte superior de la pelcula de agua?

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3. Este experimento puede hacerse como demostracin. Ponga 4 o 5 cm de agua destilada en una palangana grande. Espere a que la superficie est calmada. Ponga una gota de aceite en el extremo cerrado de la rendija de la cartulina. Coloque la cartulina sobre el agua, con el extremo abierto de la rendija hacia el borde de la palangana. Qu sucede? Observe cuidadosamente la superficie del agua desde diferentes ngulos. Podr repetirse el experimento con esa misma agua? 4. Ponga agua destilada en un beaker y deje caer trocitos de alcanfor en la superficie del agua. Qu sucede? 3. Adsorcin sobre slidos. materiales: tubos de ensayo gradilla esptula balanza gotero reactivos: solucin de azul de metileno u otro colorante arena de cuarzo caolinita silica gel o almina carbn activado Parte experimental Pese 0,10 g de cada uno de los sorbentes y transfiralos a tubos de ensayo numerados. Aada a cada tubo de ensayo 10 gotas de solucin de colorante, agite suavemente y deje reposar. Cuando el slido sedimente, observe el color del lquido. Diferencie bien el color del lquido y el color del slido. Siga aadiendo 10 gotas de colorante a cada tubo hasta que el color de la solucin no desaparezca. Compare los volmenes requeridos para cada sorbente. Sugerencia: si resulta difcil ver el color del lquido en el tubo de ensayo, pruebe tomar una pequea cantidad en una pipeta Pasteur y observarla contra un fondo blanco. Otra posibilidad es dejar caer una o dos gotas sobre una servilleta y ver el color del lquido que se extiende (puede usar una gota de la solucin de colorante como comparacin). Resultados y discusin Por qu desaparece el color de la solucin? Utilice los datos obtenidos para ordenar los slidos de acuerdo con su capacidad de sorcin para el soluto considerado. Qu factores determinan esa capacidad de sorcin?

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Prctica N 7

CINETICA Objetivo general: ilustrar el efecto de la temperatura sobre la velocidad de reaccin. Objetivos especficos: determinar el efecto de la temperatura sobre la velocidad de una reaccin qumica. Conceptos importantes: velocidad de reaccin, orden de reaccin, mecanismo de reaccin, estado estacionario, estado de transicin, energa de activacin, catalizador, inhibidor, factores que modifican las velocidades de reaccin. Introduccin. La reaccin que se va a estudiar en esta prctica presenta un mecanismo bastante complejo; incluso es catalizada por el ion Mn++, es decir, es una reaccin autocataltica. Sin embargo, permite ver fcilmente el efecto de la temperatura sobre la velocidad de la reaccin. materiales: 8 o 14 tubos de ensayo 2 o 3 tapones para tubos de ensayo gradilla 3 beakers (para baos de temperatura constante) cronmetro o reloj con segundero termmetros 3 buretas (uso comn para todos los estudiantes) 3 beakers (para llenar las buretas) 2 beakers grandes (1 L) (para agua caliente) 1 beaker mediano (para reponer agua en los grandes) plancha de calentamiento reactivos: cido sulfrico 0,25 M cido oxlico 0,0025 M permanganato de potasio 0,0005M solucin concentrada de MnSO4 Parte experimental Monte tres buretas: una con la solucin de cido oxlico, otra con la solucin de permanganato de potasio y la tercera con la solucin de cido sulfrico. Estas buretas sern usadas por todos los estudiantes para medir los volmenes requeridos de las soluciones.

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Ponga un beaker grande con agua de chorro en la plancha de calentamiento; a medida que se use, reponga el agua para tener la provisin de agua caliente que se requiere para que los estudiantes preparen los baos de agua a diferente temperatura. Ponga un beaker grande con agua de chorro con hielo para el mismo propsito. Tome siete tubos de ensayo y en cada uno vierta 5,00 mL de la solucin de permanganato de potasio y 1,00 mL de la solucin de cido sulfrico. Si tiene suficientes tubos de ensayo, prepare siete tubos con 5,00 mL de la solucin de cido oxlico. Si no tiene suficientes tubos, use uno y mida el cido oxlico antes de cada experimento. Prepare un bao de 15C mezclando agua de chorro con agua helada; introduzca un tubo con permanganato y un tubo con cido oxlico en el bao durante al menos 5 minutos. Si es necesario, aada agua fra para mantener la temperatura del bao. Una vez que los tubos han alcanzado la temperatura del bao, squelos y vierta rpidamente el cido oxlico en el tubo con permanganato, comenzando a medir el tiempo. Tape el tubo e invirtalo rpidamente 3 veces. Vuelva a colocarlo en el bao de agua., manteniendo la temperatura. Mida el tiempo desde el momento de mezclar las soluciones hasta la desaparicin del color. Use un fondo blanco como ayuda. Puede usar como comparacin un tubo con 10 mL de agua y gota de permanganato. Repita el experimento para temperaturas de 25, 35, 45, 55, 65 y 75C. Repita el experimento a 25C aadiendo una gota de solucin de MnSO4 al cido oxlico antes de mezclarlo con el permanganato de potasio. Anote los resultados obtenidos en la pizarra. Todos los estudiantes debern anotar los resultados de todos los equipos para realizar el clculo de errores. Sugerencia: la reaccin a 15C y a 25C es tan lenta que se recomienda anotar la hora de comienzo de la reaccin y continuar con otro experimento mientras la reaccin se completa. NO OLVIDE MANTENER LA TEMPERATURA.. No importa el orden en que se realicen los experimentos. Resultados y discusin Escriba la ecuacin que representa la reaccin estudiada. Cul es el reactivo limitante en los experimentos realizados? Grafique el tiempo de reaccin contra la temperatura. Utilice todos los datos. Represente los promedios y las barras de error. Si lo desea, puede hacer otro grfico con sus datos. Grafique el logaritmo del inverso del tiempo de reaccin contra 1/T (aqu tiene que usar la temperatura absoluta). Utilice todos los datos. Discuta los resultados obtenidos. Qu efecto tiene el Mn++ sobre la velocidad de la reaccin? Discuta la precisin de los datos y las fuentes de error.

portadalabintrolab4LAB1FQG3LAB2FQG3LAB3FQG3LAB4FQG3LAB5FQG3LAB6FQG3LAB7FQG3 Prctica N 7