informe sólidos

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

“Año de promoción de la industria responsable y el compromiso climático”

QUÍMICA GENERAL

PROFESORA: Ing. Turriate Manrique Clara Marina

TRABAJO: Informe de laboratorio 6

TEMA: Agregación de la materia (sólidos)

INTEGRANTES:Mendoza Huamaní, Fernando (Jefe de grupo) 20140182I Oroncoy Vilca, Yoel Álex 20140311COrosco Velarde, Luis Enrique 20140155A SECCIÓN: “B”

FECHA DE ENTREGA: jueves, 26 de junio de 2014

Universidad Nacional de Ingeniería Facultad de ingeniería mecánica

1. ÍNDICE

CARÁTULA..................................................................................................................................1

1. ÍNDICE.............................................................................................................................2

2. INTRODUCCIÓN............................................................................................................3

3. OBJETIVOS.....................................................................................................................4

4. CUERPO DEL TRABAJO..............................................................................................5

4.1. Fundamento teórico....................................................................................................5

4.2. Materiales...................................................................................................................9

4.3. Procedimiento...........................................................................................................10

4.4. Recomendaciones.....................................................................................................20

4.5. Referencias bibliográficas........................................................................................21

5. INFORME DE JEFE DE GRUPO...............................................................................22

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2. INTRODUCCIÓN

Las operaciones en el laboratorio de química son necesarias para comprender al máximo la teoría proporcionada en clases, pero para realizarlas correctamente es necesario tener las debidas precauciones así como también tener una base sobre la que guiarse para poder realizar correctamente y sacarle el máximo provecho a las experiencias de laboratorio venideras.

Así pues en la presente experiencia se dan a conocer los diversos tipos de sólidos y como se pueden obtener mediante reacciones.

Además también es necesario entender la composición de cada tipo de solido ya sea cristalino o sólido amorfo, sus propiedades y sus características respectivas.

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3. OBJETIVOS

a) Diferenciar entre un “sólido amorfo” y un “sólido cristalino”.

b) Obtener cristales y conocer los factores para una buena cristalización.

c) Confeccionar empaquetamientos comunes haciendo uso de modelos.

d) Determinar algunas propiedades de los sólidos cristalinos.

e) Conocer las propiedades de los sólidos.

f) Obtención de varios estados alotrópicos de un elemento

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4. CUERPO DEL TRABAJO

5.6.7.1.2.3.4.

4.1. Fundamento teórico

El sólido cristalino

En el estado sólido, las moléculas, átomos o iones que componen la sustancia están unidos entre sí por fuerzas intensas, formando un todo compacto. Una característica de los sólidos permite que entre las fuerzas de enlace se dé lugar a una red cristalina. En ella las partículas tienen movimientos, se limitan a vibraciones en los vértices de la red en donde se encuentran. Por esta razón las sustancias sólidas poseen forma y volumen propios. La mayor parte de los sólidos presentes en la naturaleza son cristalinos aunque en ocasiones no se refleje en una forma geométrico a simple vista. Ya que están formados por pequeños cristales orientados de diferentes maneras, en una estructura policristalina. Las propiedades físicas de los sólidos:

Temperatura de fusión Capacidad para conducir la corriente Resistencia a la deformación Dureza.

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El sólido amorfo

Para este sólido las partículas que conforman su estructura carecen de un orden, por lo que no tienen las caras ni forma bien definidas, a diferencia de los sólidos cristalinos que tienen redes cristalinas ordenadas regularmente. Mayormente es muy difícil poder apilarlos en conjunto, siendo el más destacado de los sólidos amorfos el vidrio.

Propiedades de los sólidos amorfos

Las moléculas están distribuidas al azar Las propiedades físicas del sólido son idénticas en todas las direcciones (isotropía). Las formas amorfas tienen una temperatura característica a la cual sus propiedades

experimentan cambios importantes. En cuanto a sus propiedades elásticas, se pue afirmar que los sólidos amorfos

manifiestan las propiedades de los cristales. Respecto al magnetismo, los metales amorfos presentan las propiedades magnéticas

más notables, comportándose como materiales ferromagnéticos (aquellos en los que se produce un ordenamiento magnético de todos los momentos magnéticos en la misma

dirección y sentido).

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Diferencias con los sólidos cristalinos

La principal diferencia entre un sólido cristalino y un sólido amorfo es su estructura. En un sólido cristalino existe una ordenación de los átomos a largo alcance, mientras que en los sólidos amorfos no se puede predecir donde se encontrará el próximo átomo. En este hecho se basan los diferentes métodos de diferenciación entre ambos tipos de sólido, que en algunos casos no es fácil de establecer a simple vista. Dichos métodos de diferenciación incluyen:

Difracción

La difracción consiste en enviar un haz de radiación sobre el sólido y tomar medidas a diferentes ángulos en un amplio rango angular, con el objetivo de deducir la disposición de los átomos en el sólido objeto de estudio.

Calorimetría

La calorimetría consiste en medir la cantidad de calor captado o cedido por el sólido estudiado en el momento de solidificación.

Higroscopía

Es la capacidad de algunas sustancias de absorber o ceder humedad al medioambiente. También es sinónimo de higrometría, siendo esta el estudio de la humedad, sus causas y variaciones (en particular de la humedad atmosférica). En particular son higroscópicos todos los compuestos que atraen agua en forma de vapor o de líquido de su ambiente, por eso a menudo son utilizados como desecantes. Algunos compuestos higroscópicos más conocidos son:

Cloruro cálcico (CaCl2) Cloruro de Sodio (Halita)(NaCl) Hidróxido de Sodio (NaOH) Ácido sulfúrico (H2SO4) Sulfato de cobre (CuSO4) Óxido de fósforo (P4O10) Óxido de calcio (Cao)

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Delicuescencia

Propiedad que presenta algunas sustancias muy solubles en agua de absorber agua del aire ambiental. Esto sucede si la presión del vapor de la disolución formada con la sustancia es más pequeña que la que la presión del vapor del agua presente en la atmósfera. La disolución tiende a concentrarse hasta que la presión del vapor de la disolución sea igual a la presión parcial del vapor de agua en el aire.

Densidad (ρ)

Es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen de una sustancia. Se expresa como la masa de un cuerpo dividida por el volumen que ocupa

ρ=MV (

gcm3 )

Sublimación

Es el proceso que consiste en el cambio de estado de sólido al estado gaseoso sin pasar por el estado líquido. Al proceso inverso se le denomina deposición o sublimación regresiva; es decir, el paso directo del estado gaseoso al estado sólido. Un ejemplo clásico de sustancia capaz de sublimarse a presión y temperatura ambiente es el hielo seco.

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Materiales:

1. Una docena de clavos

2. Vaso precipitado de 250 ml

3. Balón

4. Pinza para tubo de ensayo

5. 2 láminas de latas

6. Mechero

7. Trípode

8. Balanza electrónica

9. Luna de reloj

10. Tubo de ensayo

11. Caja Petri

12. Papel filtro

13. probeta

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Procedimiento:

Experimento 1. DIFERENCIA ENTRE “SOLIDO AMORFO” Y SOLIDO CRISTALINO.

1.1 FUSIÓN DE UN “SOLIDO AMORFO”

a) Colocamos trozos de brea sobre una lámina de lata que debe estar sobre un trípode. Después calentamos suavemente empleando el mechero, se observa y analizamos.

b) Repita las operaciones anteriores pero ahora con un trozo de plástico (termoplástico).

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calentando

calentado

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Experimento 2. PROPIEDAES DE LOS SÓLIDOS CRISTALINOS

2.1 DENSIDAD DE LOS SOLIDOS

c) Después del respectivo lijado de cada una de los clavos pesar una docena de clavos

(hierro).

M clavos=4.18g

d) Colocar 15 mililitros de agua en una probeta graduada. Luego adicionamos la docena de clavos dentro de la probeta.

Volumen=0.5ml

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pesando

℘= masavolumen

℘=4.180.5

=8.36g/ml

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2.2 ABSORCIÓN DEL AGUA

* HIGROSCOPIA

e) Dejar sobre una luna de reloj un poco de sulfato de cobre anhidro al ambiente. Observamos en un tiempo determinado y anotamos los cambios que sufren ya sea

de color y fase despues de una hora.

* DELICUENCENCIA

a) Dejar sobre una luna de reloj un poco de hidróxido de sodio al ambiente. Luego de un determinado tiempo observar y analizar los cambios que sufre.

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Absorbe agua del ambiente formándose cristales de color azul.

Absorbe agua del ambiente formándose una solución.

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2.3 SUBLIMACIÓN.

f) Colocar un gramo de Yodo dentro de un tubo de ensayo limpio y seco. Previamente anotamos el color y la fase en el que se encuentra el Yodo tapando el tubo. de ahí calentamos a 80°C agua en un vaso de 250 ml.

g) Introducir el tubo dentro del vaso con agua y observamos lo que sucede después del

calentamiento durante 2 minutos.

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calienta el agua

después

Al colocar el yodo (solido) al agua calentado se tuvo un color violeta en la parte inferior del tubo lo cual prueba la presencia del yodo en estado gaseoso.

Color violeta

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Experimento 3. OBTENCIÓN DE SÓLIDOS CRISTALINOS

3.1 A PARTIR DE UNA SOLUCIÓN ACUOSA SOBRESATURADA

h) Sostenga con la mano el tubo de ensayo que contiene sulfato de cobre (sólido) en agua y sométalo a calentamiento suave a fuego directo hasta disolución completa.

i) Vierta la solución acuosa de CUSO4 caliente a la caja Petri y cúbrala con la tapa de la caja Petri. Deje enfriar a temperatura ambiente y de vez en cuando observe sin mover la base de la caja Petri (aprox. cada 15 minutos) hasta la formación de cristales de CUSO4, 5H2O. Observe la propagación de la cristalización.

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calentando

después

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Experimento 4. OBTENCIÓN DE VARIOS ESTADOS ALOTRÓPICOS DEL AZUFRE

a) Azufre octaédrico.-

Disolver 1 gramo de azufre en una cápsula con 3 ml de sulfato de carbono (este solvente es sumamente inflamable), filtrar y dejar evaporar la solución en un cristalizador sobre un baño de agua caliente, lejos del fuego, pasado cierto tiempo, observar los cristales obtenidos.

b) Azufre prismático.-

Fundir 1 gramo de azufre al calor suave en un crisol, observando las transformaciones que se suceden por acción del calor, cuando la sustancia emite vapores, retirarla al fuego, y al formarse una película en su superficie perforarla con un punzón y volcar el contenido líquido que aún resta. Déjelo enfriar y observe los cristales obtenidos, verificando su forma

c) Azufre amorfo.-

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Color amarillento

T°= 100°C

Color negro

T° >= 400°C

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Fundir 1 gramo de azufre en un balón hasta que emita vapores, volcarlo sobre el dispositivo comprobar el estado amorfo y la elasticidad de la variedad formada.

Experimento 5. CONFECCIÓN DE LOS MODELOS DE CELDAS UNITARIAS DE

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invirtiendo

Color medio amarillento

T° >= 700°C

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EMPAQUETAMIENTOS MÁS COMUNES. 5.1 Empaquetamiento cúbico simple.

5.2 Empaquetamiento cúbico de cuerpo centrado.

5.3 Empaquetamiento cúbico de cara centrada.

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5.4 Empaquetamiento hexagonal compacto.

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Análisis de las propiedades de la celda unitaria del cobre:

Conociendo el radio atómico del cobre: 0.1278 nm y considerando que los átomos son esferas sólidas que contactan a lo largo de las diagonales de la celda.

Tipo de celda: Cúbica de cara centrada

Número de átomos: 4

Parámetro de red o constante reticular (a):

Número de coordinación: 12

Factor de empaquetamiento:

V á tomosV celda

=4×(4/3×π×0.12783)0.3613 =0.7434

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4.2. Recomendaciones

En el momento de obtener los diversos formas alotrópicas dela azufre de debe sujetar con

mucho cuidado para que el balón no se pueda resbalar ya que el azufre es muy toxico.

Se debe asegurarse que la llave del gas este completamente cerrada.

Al momento de dejar el sulfato de cobre y el hidróxido de sodio al aire libre dejándolo reposar

se recomienda dejar un tiempo prolongado y así se podrá ver con más claridad los resultados.

Cuando se realiza el experimento de la obtención de solidos cristalinos la solución que se vierte

en la caja Petri se debe dejar un mayor tiempo posible para así ver con más claridad los cristales

obtenidos.

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4.3. Referencias bibliográficas

1. Apolaya, Mary; Turriate, Clara; Maldonado, Ruth; “Manual de laboratorio de química general”

2. Chang, R. (2002), Química. (7.a ed.). Colombia: Mc Graw hill

3. Brown, (2009), Química, la ciencia central (11.a ed.). México: Pearson education

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5. INFORME DE JEFE DE GRUPO

Habiendo ya transcurrido cinco laboratorios de química y la jefatura del grupo recae en mí nuevamente, no es difícil notar que ha ocurrido un gran avance desde la primera vez, tanto en la habilidad con los instrumentos de laboratorio, así como en conocer la técnica correcta de desenvolverse en las diversas experiencias. Todos los miembros del grupo trabajamos homogéneamente con el fin de comprender la finalidad de la experimentación con los sólidos.

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Jefe de grupo