Resumen en el presente laboratorio se puso a experimentación una de las propiedades que tienen las sustancias “El Volumen”. Para ello se realizaron diversos procesos teniendo en cuenta la naturaleza y forma de distintos materiales.




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títuloResumen en el presente laboratorio se puso a experimentación una de las propiedades que tienen las sustancias “El Volumen”. Para ello se realizaron diversos procesos teniendo en cuenta la naturaleza y forma de distintos materiales.
fecha de publicación29.12.2015
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tipoResumen
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MEDICIÓN DE VOLÚMENES

Docente:
RAFAEL GUTIERREZ CERA

Autores:

ROSALIN AYOLA

FRANK POLO

OMAR SOBRINO

EDUARDO MOSCOTE

MANUEL DAVID

Grupo: 11

RESUMEN
En el presente laboratorio se puso a experimentación una de las propiedades que tienen las sustancias “El Volumen”. Para ello se realizaron diversos procesos teniendo en cuenta la naturaleza y forma de distintos materiales. En el transcurso de la experiencia en el laboratorio se trabajó para determinar distintos volúmenes de acuerdo al estado de la materia en el que se encontraba, es decir, si se trataba de un sólido, un líquido o un gas. Para el caso de los sólidos si eran regulares o irregulares ya que de esta clasificación depende el proceso más apropiado para la determinación de su volumen. En el caso de los líquidos se utilizaron una serie de instrumentos de laboratorio para diferenciar y catalogar estos instrumentos a partir de su exactitud y por último se realizaron también cálculos para medir el volumen de un compuesto en estado gaseoso.
PALABRAS CLAVES
Volumen, sólido, líquido, gaseoso.


ABSTRACT
In the present laboratory it was experienced with one of the estates that have the substances "The Volume". For this they were carried out diverse processes according to the nature and the form of different materials. In the course of the experience in the laboratory one worked that is to say to determine different volumes according to the state of the matter in which was, if it was a solid, a liquid or a gas. For the case of the solids if they were regular or irregular since of this classification the most appropriate process depends for the determination of its volume. In the case of the liquids they were used a series of laboratory instruments to differ and to classify these instruments starting from their accuracy and lastly they were also carried out calculations to measure the volume of a compound in gassy state.
KEY WORDS
Volume, solid, liquid, gassy.

INTRODUCCIÓN
Además de masa, los cuerpos tienen una extensión en el espacio, ocupan un volumen. El volumen de un cuerpo representa la cantidad de espacio que ocupa su materia y que no puede ser ocupado por otro cuerpo, ya los cuerpos son impenetrables.

El volumen también es una propiedad general de la materia y, por tanto, no permite distinguir un tipo de materia, una sustancia, de otra, ya que todas tienen un volumen.

Por otro lado cuando un cuerpo está hueco o posee una concavidad, ésta puede rellenarse con otra sustancia. Así una botella o un vaso se pueden llenar de un líquido o de aire. El volumen de líquido que puede contener se llama capacidad.

El volumen, como la masa, puede medirse en muchas unidades, sobre todo dependiendo de la nación en la que se vive. En el Sistema Internacional (SI), que es usado por los científicos y técnicos de todo el mundo y en la mayoría de los países, el volumen se mide en metros cúbicos (m3), aunque también es muy empleado el litro, sobre todo para medir capacidades.

OBJETIVOS



  • Aplicar la técnica adecuada para medir volúmenes de sustancias sólidas, líquidas o gaseosas.




  • Adquirir habilidad en el manejo de equipos necesarios para medir volúmenes.




  • Comprender la importancia de medir el volumen exacto de los cuerpos, además de conocer que existen en el laboratorio una variedad de recipientes para medir volúmenes con precisión y exactitud.



PROCEDIMIENTO

En esta experiencia se puso a experimentación las diversas formas de medir el volumen de acuerdo a los diferentes tipos de materiales en el laboratorio. Comprobando y aplicando los distintos métodos que nos brinda la química como ciencia, a continuación explicaremos los procedimientos aplicados con cada uno de los elementos dados en el laboratorio para su determinación volumétrica.


  1. SOLIDOS




    1. Sólidos regulares:


Para medir el volumen de estos tipos de sólidos como el cilindro, paralepipedo, prisma, etc. se deben utilizar las formulas geométricas pertinentes para ello;

    1. Sólidos irregulares: (Roca)


Para medir estos se debe utilizar una probeta con suficiente tamaño con una cantidad exacta de agua, luego se introduce la roca y se procede a medir nuevamente el volumen de la probeta; por diferencia de volúmenes se determina el volumen de la roca.


  1. LIQUIDOS


2,1) En una probeta mida 50ml y luego transfiérala a un vaso de precipitado con graduación de volúmenes, después mida la misma cantidad de agua en un matraz aforado y transfiérala a una probeta. Observe, anote y compare.
2,2) Utilice una pipeta para medir 5ml de agua y déjela gotear hasta que se vacié en una probeta, anote el volumen aproximado de la probeta.
2,3) Ahora utilice una bureta y mida 10ml de agua y deposítela en una probeta. Compare el volumen que indica la probeta y luego vuelva a medir la misma cantidad de agua pero ahora en una pipeta volumétrica y transfiérala a una probeta.
¿Cuál volumen es más exacto, la probeta, la bureta o la pipeta volumétrica? Explique.



  1. GASES


Eche bicarbonato de sodio en el erlenmeyer con desprendimiento y luego con el embudo de separación deje caer una cantidad mínima de solución de acido clorhídrico, recoja el gas producido por desplazamiento de agua en una probeta de 250ml. Anote en volumen obtenido.

RESULTADOS



  1. SÓLIDOS


1,1) Sólidos regulares:
Volumen de las figuras geométricas



Cilindro:

r= 3,7cm, h=0,3cm
V= ∏r2.h

=∏(3,7cm)2(0,3cm)
=12,9cm3



Paralepipedo:


V= (LxLxh)

= (6cm x 6cm x 0,9cm)
= 32,2 cm3



Prisma: b=8,6cm

h=4,3cn

h’

h’=0,9cm

V= (b.h).h’

2

= (8,6cm) (4,3cm) x (0,9cm)




2

= 16,64cm3
1,2) Sólidos irregulares:
En el caso de los sólidos irregulares (roca) se aplicó el principio de Arquímedes.

La roca se introdujo en una probeta con 50ml de agua, al estar la roca dentro del recipiente aumento el volumen del agua a 56ml es decir que por diferencia la roca tiene un volumen de 6cc.

Probeta 50ml de agua + la roca =56ml es decir que la roca tiene un volumen de 6cc.


  1. LÍQUIDOS


2,1) Al transferir los 50ml de agua que estaban en la probeta a el beaker, se observo que las mediciones no eran las mismas es decir que los 50ml que estaban en la probeta al estar en el beaker no media igual al contrario media mayor cantidad de volumen; y cuando se midieron los 50ml de agua en el matraz aforado y después se trasladaron a la probeta se hacía falta agua para que llegara a los 50ml. En conclusión esto sucedió porque equipos como el beaker, probeta no son para mediciones de líquidos exactos sino para ser aproximaciones en cambio el matraz aforado si lo es, ya que este trae un aforo que indica la cantidad de liquido exacta en el, en este caso 50ml.
2,2) Al llenar la pipeta graduada con 5ml de agua y después dejarla gotear hasta que quedara vacía en una probeta midió sobre los 5ml de agua; esto es debido que estos también son equipos de medición de volúmenes aproximados.
2,3) Al medir 10ml de agua en una bureta con las instrucciones dadas por el profesor y después depositarla en una probeta no midió igual, se paso, es decir que la medida que marco la probeta fue de 11ml.

Además de midió la misma cantidad de agua pero en este caso fue en una pipeta volumétrica y se traslado a una probeta no fue marco los 10ml de agua exactamente pero tampoco fue mucha la diferencia.
¿Cuál volumen es más exacto, la probeta, la bureta o la pipeta volumétrica? Explique.
R/ la pipeta volumétrica ya que este al igual que los matraces aforados tienes un aforo o un aro el cual indica que hasta allí es la cantidad de liquido que se requiere y este se observa cuando el menisco del liquido llega hasta esa parte (aforo o aro) pero la bureta también es catalogada como un equipo de medición exacta.



  1. GASES



Al realizar una reacción química entre el bicarbonato de sodio y ácido clorhídrico se produce un gas que ingresa a la probeta en la misma proporción que sale el agua específicamente de dicha reacción se produce cloruro de sodio, dióxido de carbono y agua.
NaHCO3+HCL NaCl+CO2+H2O
Para que esta reacción se efectué se tomó la probeta, se llena de agua tratando de que no se dejara aire en ella, se tapó con la mano la boca y posteriormente se colocó boca abajo, luego se introdujo con mucho cuidado en un recipiente con agua y se implanta una manguera. Por medio de la cual ingresa el gas que posteriormente desplaza el agua a 140ml.

CUESTIONARIO
1. ¿Cuáles son las unidades de volumen en el sistema internacional de unidades?
El volumen es la cantidad de espacio que ocupa un cuerpo. Es una magnitud física derivada. La unidad para medir volúmenes en el Sistema Internacional es el metro cúbico (m3) que corresponde al espacio que hay en el interior de un cubo de 1 m de lado. Sin embargo, se utilizan más sus submúltiplos, el decímetro cúbico (dm3) y el centímetro cúbico (cm3).
Para medir el volumen de los líquidos y los gases también podemos fijarnos en la capacidad del recipiente que los contiene, utilizando las unidades de capacidad, especialmente el litro (l) y el mililitro (ml). Existen equivalencias entre las unidades de volumen y las de capacidad.

2.Efectúe las siguientes conversiones


  1. m3 a litros


1m3 x 1000 litros =1000 litros

1m3


  1. 5L a ml


5litros x 1000ml = 5000ml

  1. litro




  1. 25cc a microlitros


25ccx1ml__x _1lt___ x 106μl = 2,5x105 μl

1cc 1000ml 1lt


3. Explique el procedimiento para determinar el volumen de un sólido irregular de corcho o madera.

Dado que se trata de un sólido irregular incurriríamos en un problema debido a que no podríamos hacer lo mismo que se hace con una piedra ya que el corcho o la madera flotaría pues su densidad es menor que la del agua.

Ahora bien, El Principio de Arquímedes nos dice: todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojado. Esto quiere decir que cuando un cuerpo flota, su peso es igual al peso del volumen de agua desalojada, que corresponde al volumen de su parte sumergida.

El problema que surge con el corcho o con la madera es que no se hunden debido a su densidad. Por esto plantearemos algunas soluciones alternativas.
La primera es hundir el corcho o la madera bajo un lastre o algo pesado y eliminar posteriormente el volumen correspondiente a ese lastre o al objeto que se utilice, por ejemplo: se le hace un orificio o una ranura suficientemente grande al corcho pero con cuidado de modo que no se vaya a romper, se le introduce un trozo de plomo o algo pesado, después se rellena el orificio con un material del que conozcamos el volumen por ejemplo plastilina de modo que se recupere su forma original y entonces se podrá hundir. En ese caso el volumen del corcho sería el volumen de agua desplazada menos los volúmenes del plomo y de la plastilina que deberíamos conocer previamente.
Otra alternativa sería empujar el corcho o la madera con otro objeto hasta sumergirlo del todo, por ejemplo:
en una probeta de 100 ml se llena agua hasta un nivel dado, se debería llenar con agua hasta unos 60mL, luego se coloca el corcho, y con ayuda de un alfiler, empuja el corcho hasta que se sumerja totalmente, tratando que la punta del alfiler se sumerja lo menos posible en el agua para ser mas exactos. Terminado esto se marca el volumen de agua que ha aumentado, y por diferencia se puede tener el volumen.
Otra alternativa sería que el líquido tenga una densidad menor que el corcho (no agua, sino algún disolvente orgánico).
En una probeta de 100mL pones 80mL del líquido, después se introduce el corcho la madera, éste se hundiría y en la probeta se marcará un volumen, Vt.
El volumen del corcho será:


Vc = Vt - 80 (ml o cm3)

4. ¿Por qué se produce menisco en los líquidos? ¿Cuándo este menisco en cóncavo y cuando es convexo?
La superficie de los líquidos no es horizontal, sino curva. Esta curva recibe el nombre de menisco. Algunos líquidos, como el agua, tienen menisco cóncavo, y otros, como el mercurio, lo tienen convexo.

Hay que pensar que las partículas de las que están hechos todos los cuerpos se atraen entre sí. Si las moléculas del líquido y las del recipiente se atraen (agua y vidrio) es cóncavo o si repelen (mercurio y vidrio), es entonces convexo.

La concavidad del menisco se origina cuando las fuerzas de adhesión entre las moléculas de un líquido y las paredes del recipiente que lo contiene son mayores que las fuerzas de cohesión del líquido. La convexidad del menisco surge cuando las fuerzas de cohesión son mayores que las de adhesión.

Agua Mercurio

5. ¿Por qué para determinar el volumen es necesario hacer el control de temperatura?

La temperatura condiciona las mediciones de volúmenes en el laboratorio en este sentido si hay cambios bruscos en las temperaturas en el proceso de experimentación podría producirse una variación en las mediciones y resultados. Tomemos como ejemplo al
hielo. Se sabe que el agua aumenta de volumen cuando se congela. Este comportamiento es anómalo, ya que normalmente el calor dilata los cuerpos, y el frío los contrae. Pero es este comportamiento el que provoca que el hielo flote en el agua. El volumen aumenta, pero la masa sigue siendo la misma (si congelamos 1 kg de agua, tendremos 1 kg de hielo). Por tanto, el volumen de agua que pese lo mismo que un trozo de hielo, es un poco menor que el volumen de ese trozo de hielo. Por eso flota.

Como otro ejemplo claro podríamos citar La ley de Charles y Gay-Lussac, frecuentemente llamada ley de Charles o ley de Gay-Lussac en la que se explica las leyes de los gases ideales. Relaciona el volumen y la temperatura de una cierta cantidad de gas ideal, mantenido a una presión constante, mediante una constante de proporcionalidad directa. En esta ley, Charles dice que a una presión constante, al aumentar la temperatura, el volumen del gas aumenta y al disminuir la temperatura el volumen del gas disminuye. Esto se debe a que "temperatura" significa movimiento de las partículas. Así que, a mayor movimiento de las partículas (temperatura), mayor volumen del gas.
6. ¿Qué es un volumen molar? ¿Cuál es el volumen promedio de un átomo?
Volumen Molar

Un mol de cualquier sustancia contiene 6,023 · 1023 partículas. En el caso de sustancias gaseosas moleculares un mol contiene NA moléculas. De aquí resulta, teniendo en cuenta la ley de Avogadro, que un mol de cualquier sustancia gaseosa ocupará siempre el mismo volumen (medido en las mismas condiciones de presión y temperatura).

Experimentalmente, se ha podido comprobar que el volumen que ocupa un mol de cualquier gas ideal en condiciones normales (Presión = 1 atmósfera, Temperatura = 273,15 K = 0 ºC) es de 22,4 litros. Este valor se conoce como volumen molar normal de un gas.

Este valor del volumen molar corresponde a los llamados gases ideales o perfectos; los gases ordinarios no son perfectos (sus moléculas tienen un cierto volumen, aunque sea pequeño) y su volumen molar se aparta ligeramente de este valor. Así los volúmenes molares de algunos gases son:

Monóxido de carbono (CO) = 22,4 L.

Dióxido de azufre (SO2) = 21,9 L.

Dióxido de carbono (CO2) = 22,3 L.

En el caso de sustancias en estado sólido o líquido el volumen molar es mucho menor y distinto para cada sustancia. Por ejemplo:

  • Para el nitrógeno líquido (–210 ºC) el volumen molar es de 34,6 cm3.

  • Para el agua líquida (4 ºC) el volumen molar es de 18,0 cm3.

El volumen molar de una sustancia es el volumen de un mol de ésta. La unidad del Sistema Internacional de Unidades es el metro cúbico por mol:

m3 · mol-1

Dimensiones atómicas

La mayor parte de la masa de un átomo se concentra en el núcleo, formado por los protones y los neutrones, ambos conocidos como nucleones, los cuales son 1836 y 1838 veces más pesados que el electrón respectivamente.

El tamaño o volumen exacto de un átomo es difícil de calcular, ya que las nubes de electrones no cuentan con bordes definidos, pero puede estimarse razonablemente en 1,0586 × 10–10 m, el doble del radio de Bohr para el átomo de hidrógeno. Si esto se compara con el tamaño de un protón, que es la única partícula que compone el núcleo del hidrógeno, que es aproximadamente 1 × 10–15 se ve que el núcleo de un átomo es cerca de 100.000 veces menor que el átomo mismo, y sin embargo, concentra prácticamente el 100% de su masa.

Para efectos de comparación, si un átomo tuviese el tamaño de un estadio, el núcleo sería del tamaño de una canica colocada en el centro, y los electrones, como partículas de polvo agitadas por el viento alrededor de los asientos.
7. En el sistema internacional de unidades ¿Cuáles son las unidades para expresar el volumen atómico?
Ya sabemos que el volumen atómico es la relación entre la masa atómica y la densidad de un elemento:

Vol atom = M / densidad
En el sistema internacional suele medirse en unidades de volumen por mol, por ejemplo, cc/mol

Consideraciones al aplicar esta fórmula:

  • En elementos gaseosos, se toma la densidad del líquido en su punto de ebullición.

  • En sólidos con estructuras moleculares alotrópicas (como el azufre), se elige la más estable.

  • En sólidos con estructuras cristalinas alotrópicas, se toma la densidad del que tiene número de coordinación 6.

El volumen atómico aumenta con el número atómico en elementos del mismo grupo, por ejemplo, el del potasio será mayor que el del sodio... Los grupos con mayor volumen atómico son los metales del bloque s, después los no metales, y finalmente los metales de transición.

8. ¿Si se tiene 50cc de agua y se le agrega 5g de cloruro de sodio, el volumen de la solución es mayor o menor que la inicial?, ¿Por qué?
En el presente laboratorio tuvimos la oportunidad de trabajar con un compuesto que generó un gas de dicha reacción aparecieron unos productos en este sentido podríamos afirmar que si a cierta cantidad de agua se le agrega cierta cantidad de cloruro de sodio el volumen aumentará porque se le está adicionando materia pero es posible que las reacciones generen unos producto mostrándonos diferentes volúmenes que al sumarlos nos debe resultar igual a los reactivos por la ley de al conservación de la materia que nos dice básicamente que el número de reactivos debe ser igual al número de los productos.

WEBGRAFIA
http://es.wikipedia.org/wiki/Volumen
http://www.quimicaweb.net/tablaperiodica/paginas/definiciones.htm
http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_201503515/Volumen_molar.html

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