Practicas de laboratorio para el semestre 2011-2012




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fecha de publicación22.12.2015
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Practicas de laboratorio para el semestre 2011-2012

1er semestre

El presente manual de laboratorio tiene como objetivo crear ambientes de enseñanza aprendizaje que coadyuven a desarrollar habilidades científicas y procedimientos que permitan la aplicación del método experimental de la química para fundamentar el conocimiento científico es los estudiantes que permiten el próximo desarrollo del ambiente en el que se encuentre el educativo.

Se presentan 12 practicas de laboratorio que permiten el desarrollo de competencias científicas extendidas y generales .

  1. Introducción

  2. Método científico experimental

  3. Ley de Lavoisier de la conservación de la materia y la energía

  4. Procesos de separación (aplicado al tratamiento de residuos del ser humano)

  5. Desarrollo de procesos.


Introducción.

Actividad 1 la importancia de la observación en el método experimental de la química.

Video “la observación”

Objetivo

Desarrollar la competencia de la observación de un fenómeno para servir como base para la formulación de hipótesis.

Desarrollo experimental.

Cambio quimico

Materiales

  1. 3 matraces erlenmeyer

  2. Agitador

  3. Bascula analítica

  4. Vidrio de reloj

  5. Espátula

Reactivos

  1. Acido clorhídrico diluido 1:2

  2. Limadura de hierro

  3. Cinta de magnesio

  4. Oxido de calcio.

Procedimiento

  1. En cada matraz agrega una pequeña cantidad de Fe, Mg y CaO

  2. Con mucho cuidado agrega goteando pequeñas gotas de acido a los reactivos.

  3. Dibuja que pasa en cada caso.

Creación de hipótesis.

Que compuesto reacciono mas rápido

Que esta sucediendo en cada matraz. Clasifica las varialbles que puedes medir en cada caso y como las puedes registrar.

Si tuvieras un microoscopio muy potente que verias que sucede en el fenómeno.

Investiga en la bibliografía y la cibergrafia químicamente que sucede y tus conclusiones súbelo al blog

Actividad ii

Cambio físico

Material.

  1. Un vaso de precipitados

  2. Soporte universal con anillo de acero y malla de asbesto

  3. Mechero de bunsen

  4. 2 pinzas con nuez

  5. Un termómetro

  6. Una hoja de papel milimétrico.

  7. Cronometro(se puede ocupar el del celular)

Sustancias

  1. Hielo

  2. Agua de la llave

Procedimiento

  1. Monta el equipo con la ayuda de tu facilitador y dibuja en seguida.



  1. Durante una hora toma los datos de la temperatura y en el papel milimétrico crea una grafica donde el eje de las x ocupes el tiempo y el eje de las y la temperatura(coloca el mechero a un nivel bajo para el calentamiento.



  1. Con ayuda de tu grafica contesta lo siguiente



  1. Como es el comportamiento de la grafica y que puntos importantes encuentras en tu grafica

  2. Explica con una hipótesis los cambios que tuvo el hielo en dicho proceso.

Investiga los cambios físicos del agua y sube tus conclusiones al blog.

Practica III

(conservación de la masa y la energía)

1 actividad(obtención de un gas)

Material

  1. Globo

  2. Matraz erlenmeyer de 250 ml

  3. Balanza granataria

  4. Cinta métrica flexible.

Sustancias

  1. 3 g de Bicarbonato de sodio

  2. 15 ml de acido acético glacial concentrado

Monta el equipo con ayuda de tu maestro.

Procedimiento.

A un globo sin inflar agreba los 3 g de bicarbonato de sodio, agrega los 15 ml de acido acético en el matraz erlenmeyer y acóplalo con el bicarbonato sin que se mezcle.

Cálculos

  1. Determina el peso del sistema teniendo cuidado de que no se mezclen.

  2. Con cuidado mezcla el bicarbonato con el acido y mientras termina de crecer el globo toma la medida para tomar la circunferencia del globo y pesa nuevamente.

Realiza un ensayo de acuerdo a la experimentación, crea tu hipótesis de lo que sucedió y tom en cuenta los valores de la balanza y el volumen que tiene el globo, los conceptos de cambios físicos y químicos y la conservación de la masa.

2 Actividad.(obtención de un precipitado)

Material

  1. Balanza analítica o granataria.

  2. 1 jeringa de 10 ml

  3. 1 tapon de hule

  4. 1 matraz erlenmeyer de 250 ml

Substancias

10 ml de nitrato de plomo al 2%

10 ml de yoduro de potasio al 2%

Procedimiento.

Monta el equipo con ayuda de tu profesor.

Extraiga con la jeringa 10ml de ypduro de potasio y acóplela con el tapon de hule, por otro lado agrege al matraz 10 ml de solución de nitrato de plomo.

Utilice la jeringa con el tapon para tapar el matraz, lleve todo el sistema a la balanza granataria y registre su masa

  1. Masa sin mezclar reactivos.

  2. Masa mezclando los reactivos.

Realiza un ensayo donde explica que sucede y tome en cuenta los principios de conservación de la masa y que es un precipitado.

Actividad III presencia de la energía en los cambios químicos.

Material

2 vasos de precipitados

1 agitador

1 termometro

Sustancias

40 ml de agua destilada

4 ml de acido sulfúrico concentrado

1g de cloruro de amonio.

Procedimiento

A los 2 vasos de precipitados coloca agua destilada y agrega con cuidado y respectivamente el acido y el cloruro de amonio.

Registra las temperaturas.

Realiza un ensayo acerca de lo que sucedió e investiga las reacciones endotérmicas y exotérmicas.

Practica IV

Mezclas y métodos de separación aplicados a desechos del ser humano 1.

Material

3 vasos de precipitados

2 matraces erlenmeyer

Soporte universal

Matraz de separación

Bomba de succion con matraz kitazato

Sustancias

Globo de lirio

Carbón

Solución de hipoclorito de sodio al 3 %

proponer un sistema de tratamiento de agua residual ocupando las tres etapas del proceso como son:

a) tratamiento mecanico-fisico

b) tratamiento quimico

c) tratemiento biologico.

PRACTICA NUMERO V

“DETERMINACIONES Y SEPARACIONES 2”

OBJETIVOS

Establecer un procedimiento para la correcta separación e identificación de por lo menos uno de los componentes de la mezcla problema.

Identificar las causas y posibles soluciones a la situación presentada, con el objetivo de definir el estado final a alcanzar por el equipo de trabajo.

Realizar la secuencia de actividades necesarias para el desarrollo de la secuencia propuesta por el equipo.

Ser responsable y respetuoso del cumplimiento de las actividades, tiempos y restricciones establecidas para el desarrollo de la secuencia propuesta.

Los cursos de laboratorio deben enfatizar el diseño experimental, el análisis de datos y la resolución de problemas (pro adelante + ballein arrojar = obstáculo). Para esto se recomienda que los estudiantes trabajen en grupos con base en el desarrollo de proyectos abiertos (pro adelante + iacere prolongar = plan) que cuentan con un escenario inicial y son orientados a investigar un problema. No existen instrucciones formalizadas y los participantes deben planear y desarrollar sus propias investigaciones.

ACTIVIDADES PREVIAS

Realizar un mapa mental de todos los conceptos revisados durante todas las sesiones de laboratorio.

Determinar y describir el procedimiento de separación para el sistema formado por: dos líquidos no miscibles entre sí y dos sólidos, considerando que uno de estos es soluble en el solvente polar y el otro en ninguno de los dos líquidos. Debes a la vez tomar en cuenta las condiciones del laboratorio en instalaciones, equipo y material disponible.

Para la determinación o identificación de por lo menos uno de los componentes debes considerar: Uno de los sólidos tiene propiedades metálicas y el otro es una sal que tiene un catión que al reaccionar con solución de yoduro de potasio genera un precipitado color amarillo (lluvia de oro). Escribe tus posibilidades y el porque de tu decisión.

ACTIVIDADES EN EL LABORATORIO

1.- Elige el material adecuado para tu separación y determinación de la charola proporcionada.

2.- Realiza el procedimiento experimental para separar cada componente y para la determinación a realizar.

3.- Realiza la disposición de los residuos según corresponda. Enfatizando que estos no se deben desechar sino disponer su reuso.

REPORTE DE BITACORA

Enlista el material seleccionado y el uso dado.

Realiza el diagrama de flujo del procedimiento efectuado.

Enlista los componentes del sistema identificados y el sustento de la determinación.

PRACTICA NUMERO VI

“REACCIONES QUÌMICAS INORGÁNICAS”

OBJETIVO GENERAL

Identificar, clasificar y representar las reacciones químicas.

OBJETIVOS PARTICULARES

Identificar los conceptos de cambio químico y físico, así como la simbología involucrada en la escritura correcta de las ecuaciones químicas que representan a las reacciones químicas

Predecir las sustancias participantes en un proceso químico y escribir su ecuación química respectiva, con base en los modelos de reacciones químicas inorgánicas

Identificar la importancia de la información cualitativa y cuantitativa que proporcionan las ecuaciones químicas.

INTRODUCCION

Todo está sometido a una evolución permanente en el Universo donde está inserto el ser humano; Los seres vivos de los reinos animal y vegetal obedecen a dicha dinámica de cambio, al igual que los integrantes del reino mineral.

La causa de estas modificaciones continuas se fundamenta en la delicada relación que existe entre la materia y la energía, principalmente en los efectos que esta última origina sobre la primera, en virtud de lo cual los cambios que ocurren en la naturaleza se pueden clasificar en dos categorías.

Fenómenos físicos, que son aquellos cambios que no implican una alteración en la naturaleza atómico-molecular de la materia, como en la dilatación del mercurio en un termómetro o la sublimación del yodo.

Fenómenos químicos, que son aquellos cambios que conllevan una transformación de la estructura atómico-molecular de las sustancias, como en el fraguado del cemento o la oxidación del hierro.

Un cambio químico ocurre mediante una reacción química, la cual puede definirse como el proceso en el que una o varias sustancias (reactivos) se transforman en otras nuevas (productos) con propiedades diferentes a las iniciales, a través de la reordenación de sus átomos a causa de la ruptura de enlaces químicos en los reactivos y la formación de otros nuevos en los productos.

Lo anterior se representa convencionalmente como:

REACTIVOS  PRODUCTOS

Por ejemplo, una reacción química muy estudiada es la que tiene lugar en fase gaseosa entre el yodo y el hidrógeno para producir yoduro de hidrógeno, la cual puede expresarse de la siguiente manera, con base en la fórmula química que representa a cada una de ellas:

Hidrógeno + Yodo producen Yoduro de hidrógeno

H2 + I2  2 Hl

Las tres sustancias que intervienen están formadas por moléculas de naturaleza covalente; la reacción consiste en un proceso de ruptura y formación de enlaces químicos en reactivos y productos, conforme la siguiente representación:

H-H + I-I  2H-I

Los enlaces químicos que se rompen son los de hidrógeno-hidrógeno (H—H) y yodo-yodo (I—I), para originar moléculas de yoduro de hidrógeno, cada una de las cuales contiene un enlace hidrógeno-yodo (H—I).   

Ecuaciones químicas

Una ecuación química es la representación convencional de una reacción química y es una forma precisa de conocer qué sustancias reaccionan y qué productos se forman durante un fenómeno químico, así como mostrar la cantidad relativa de las distintas sustancias que intervienen en dicho cambio y las condiciones en qué ocurre éste.

Toda ecuación química se basa en el Principio de Conservación de la Materia y es similar a una ecuación matemática, en cuanto a que ambas expresiones tienen dos miembros separados por un signo de igualdad; en una ecuación química este signo de igualdad se representa por medio de una flecha que apunta hacia la derecha. A la izquierda de la flecha están los reactivos y después de la punta de la flecha se encuentran los productos.

En el ámbito de las ciencias químicas y la ingeniería química, es fundamental la información cuantitativa que proporciona la ecuación química, para lo cual se requiere que se realice el balance (ajuste) de la ecuación, que consiste en la asignación de coeficientes numéricos a la fórmula química de cada sustancia participante, tal que se cumpla la conservación del número total de átomos de cada elemento en reactivos y productos. Dichos coeficientes representan la relación molar entre reactivos y productos.

Símbolos utilizados en las ecuaciones químicas y su significado

SIMBOLO

SIGNIFICADO



Separa a los productos de los reactivos; significa da(n) o produce(n)

+

Separa cada sustancia que participa en la reacción



Se coloca sobre la flecha de reacción e indica que se debe suministrar calor a la reacción

(g)

Indica que la sustancia está en estado gaseoso y se escribe a la derecha de su fórmula química

(l)

Indica que la sustancia está en estado líquido y se escribe a la derecha de su fórmula química

(s)

Indica que la sustancia está en estado sólido y se escribe a la derecha de su fórmula química

(ac) o (aq)

Indica que el compuesto está disuelto en agua y se escribe a la derecha de su fórmula química

atm

Se coloca sobre la flecha de reacción e indica las condiciones de presión



Se escribe al final de la sustancia que se precipita en estado sólido



Se escribe al final de la sustancia que se desprende en estado gaseoso



Reacción reversible: reacción en doble sentido

uv

Aplicación de luz ultravioleta; se escribe sobre la flecha de reacción

Ejemplos de aplicación de símbolos convencionales:

a) 2HgO(s)  2Hg(l) + O2(g) 

Dos moles de óxido de mercurio sólido, mediante una reacción de análisis, se descompone en dos moles de mercurio líquido y un mol de oxigeno gaseoso que se desprende

b) 2H2(g) + O2(g)  2H2O(l)

Dos moles de hidrógeno gaseoso se combinan con un mol de oxígeno gaseoso, en una reacción de síntesis, para producir dos moles de agua líquida

Tipos de reacciones químicas inorgánicas

Un criterio para clasificar las reacciones químicas inorgánicas, es a partir de la manera característica en que reaccionan las sustancias iniciales bajo determinadas condiciones:

TIPO

EXPLICACIÓN

EJEMPLO

Síntesis

Dos o más sustancias se unen para formar un solo producto

2CaO(s) + H2O(l) → Ca(OH)2 (ac)

Análisis

Un compuesto se descompone en otros más simples o en sus elementos :

2HgO (s) → 2Hg(l) + O2(g)

Desplazamiento simple

Un elemento desplaza a otro que forma parte de un compuesto, formando otro compuesto diferente

2KBr(ac)+Cl2(g) →2KCl(ac) +Br2(g)

Doble desplazamiento

Se realiza por intercambio de iones entre las sustancias que se relacionan

FeS + MgSO4 → FeSO4 + MgS

Neutralización

Un ácido reacciona con una base para formar una sal y agua

H2SO4 (ac) + 2NaOH(a) → Na2SO4(ac) + 2H2O(l)

Con transferencia de electrones (REDOX)

Hay cambio en el número de oxidación de algunos átomos en los reactivos con respecto a los productos.

Reacciones de síntesis, descomposición, desplazamiento  simple

Sin transferencia de electrones

Se presenta solamente una redistribución de los cationes y aniones para formar otros compuestos.

Reacciones de doble desplazamiento

Reacción endotérmica

Necesita el suministro de energía (calor) para llevarse a cabo.

2HI(g) + 10.5 kJ → H2(g) + I2(g)

Reacción exotérmica

Desprende energía (calor) cuando se realiza.

2C(grafito) + H2(g) → C2H2(g) + 54.85 kcal

ACTIVIDADES PREVIAS

Investiga las diferencias entre los fenómenos de quimioluminiscencia, fosforescencia y fluorescencia.

Complementa las siguientes ecuaciones químicas empleando los símbolos correspondientes y prediciendo los productos de cada una de las siguientes reacciones químicas:

i. CH4 + O2 

ii. LiOH + HCl 

Escribe el enunciado verbal de las siguientes ecuaciones, considerando toda de la información que proporciona:

i. 2NO (g)  N2 (g) + O2 (g) + 43.2 kcal

ii. 3C (s) + Fe2 O3 (s)  3CO (g) + 2Fe (s)

ACTIVIDADES EN EL LABORATORIO

Recuerda que es importante considerar que debes realizar la disposición de cada uno de los residuos.

1.- Numera 4 tubos de ensaye y combina las sustancias como se indica en la tabla y registra las temperaturas inicial y final en cada experimento.

Colocar

Agregarle

1

1 g de Zinc

4 mL de ácido clorhídrico concentrado

2

3 mL solución de cloruro de calcio

3 mL de solución de carbonato de sodio

3

3 g hidróxido de sodio

3 mL de ácido clorhídrico concentrado

4

3mL solución de tiosulfato de sodio

2 mL de ácido clorhídrico concentrado

2.- Agrega 10 mL de solución saturada de óxido de calcio a un matraz Erlenmeyer de 25mL. Usando un popote, sopla en el seno de la solución hasta hacerla turbia; deja reposar durante 5 min. y adiciona 3 mL de ácido sulfúrico concentrado.

3.- Mide 1.5 mL de solución saturada de yoduro de potasio y deposítalos en la probeta que se te proporcionó, la cual debes colocar al lado de la tarja. .Adiciona 1.5 mL de detergente líquido y agrégale 2.0 mL de solución de peróxido de hidrógeno.

4.- En un tubo de ensaye deposita 2 mL de solución de yoduro de potasio y agrégale 2 mL de solución diluida de nitrato de plomo. Calienta ligeramente al precipitado formado, observa y deja enfriar al chorro de agua.

5.- Reacción de Quimioluminiscencia.

Utiliza una pieza de Lightstick Omniglow o equivalente para generar luz por la reacción que sucede al poner en contacto las dos sustancias presentes en los contenedores interno y externo del lightstick. En el laboratorio se encontrará una caja oscura donde se podrá llevar a cabo este experimento

REPORTAR EN LA BITÁCORA

Una tabla que incluya:

Las observaciones de cada una de las actividades.

Las ecuaciones químicas correspondientes a las distintas reacciones llevadas a cabo, empleando la simbología adecuada.

Proponer el diagrama ecológico para cada actividad experimental.

Practica Numero VII

tubos de descarga.

Objetivo analizar los modelos de Thompson y Dalton

Comprender el desarrollo experimental como una forma de comprobar o desechar hipotesis cientificas.

Investigacion previa.

En que consiste el modelo de Rutherford y Dalton.

Video de tubos de descarga en el laboratorio.

Que es un tudo de descarga.

Que sucede cuando se les hace pasar una corriente electrica.

Dibuja los colores que presentan los tubos de descarga.

Practica Numero VIII

“Obtension de acidos y bases”

Objetivo:

Obtener los compuestos oxidados de metales y no metales, ademas de obtener sus hidratos como producto en los procesos de la naturaleza.

Materiales:

matraz erlenmeyer

crisol

pinzas para crisol

vidrio de reloj

vaso de precipitados.

Sustancias

azufre

cinta de magnesio

oxido de calcio.

Oxido ferrico

Procedimiento.

Colocar un trozo de azufre al fuego hasta ignicion.

Pasar con cuidado los vapores del azufre al recipiente con agua para mezclar cuidadosamente.

Agregar unas gotas de fenoftaleina.

Realizar lo mismo con los oxidos metalicos en tubos de ensayo.

Preguntas.

.Que es un oxido

Que es una anhidro

Que es una base

Que es un acido.

Realiza tus dibujos aqui.

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