Intro Ducci ó n 1111

Universidad Nacional Mayor de San Marcos

Introducción

El presente trabajo es un informe de operaciones comunes en el trabajo de laboratorio, siendo este el primer informe del semestre

para el curso de Laboratorio de Química

Esta informe fue hecha especialmente para aprender sobre las operaciones comunes en el trabajo de laboratorio, y saber más

acerca de ellos.

En el índice se encontrará los subtemas en los que está dividido el trabajo.

Espero que este informe sea de su agrado.

Informe N°1Página 1


Objectivos:

• Adquiera destreza en el uso correcto de los aparatos de mediciones, desde el mas simple hasta lo más complicados.



Principios Teoricos

La mayor parte de los análisis y trabajos de investigación en un laboratorio requieren el uso de una serie de técnicas u operaciones básicas. Entre estas operaciones comunes podemos describir las siguientes:

• Calentamiento

Cuando un conductor transporta corriente eléctrica produce un campo magnético, que lo rodea y cuya intensidad es proporcional a la intensidad de corriente que lo atraviesa.

Si aplicamos una corriente alterna a un conductor en forma de bobina se establece un campo magnético alterno dentro y fuera de la bobina. Introduciendo una pieza metálica en interior del campo magnético, se genera una fuerza electromotriz en el interior del metal que origina una corriente eléctrica interna.

Como los metales tienen resistencia eléctrica, se genera calor debido a la circulación de dicha corriente eléctrica.

Cuando introducimos un cilindro metálico en el interior de un campo magnético las líneas de fuerza no se distribuyen uniformemente, sino que la corriente que circula por la superficie exterior es mayor que la que circula por las capas interiores merced al efecto pelicular o efecto Kelvin. Por lo tanto el calentamiento se localizará en la periferia.

Se define como profundidad de penetración de la corriente como aquella distancia a la superficie del cilindro en el cual el valor de la corriente ha descendido a 0,37 del valor que tiene en la superficie.



• Evaporación

La evaporación es un proceso físico que consiste en el paso lento y gradual de un estado líquido hacia un estado gaseoso, tras haber adquirido suficiente energía para vencer la tensión superficial. A diferencia de la ebullición, la evaporación se puede producir a cualquier temperatura, siendo más rápido cuanto más elevada sea esta. No es necesario que toda la masa alcance el punto de ebullición. Cuando existe un espacio libre encima de un líquido, una parte de sus moléculas está en forma gaseosa, al equilibrase, la cantidad de materia gaseosa define la presión de vapor saturante, la cual no depende del volumen, pero varía según la naturaleza del líquido y la temperatura. Si la cantidad de gas es inferior a la presión de vapor saturante, una parte de las moléculas pasan de la fase líquida a la gaseosa: eso es la evaporación. Cuando la presión de vapor iguala a la atmosférica, se produce la ebullición.1

En hidrología, la evaporación es una de las variables hidrológicas importantes al momento de establecer el balance hídrico de una determinada cuenca hidrográfica o parte de esta. En este caso, se debe distinguir entre la evaporación desde superficies libres y la evaporación desde el suelo. La evaporación de agua es importante e indispensable en la vida, ya que el vapor de agua, al condensarse se transforma en nubes y vuelve en forma de lluvia, nieve, niebla o rocío.

Vista como una operación unitaria, la evaporación es utilizada para eliminar el vapor formado por ebullición de una solución o suspensión líquida.



• Filtración y lavado

Se denomina filtración al proceso unitario de separación de sólidos ensuspensión en un líquido mediante un medio poroso, que retiene los sólidos y permite el pasaje del líquido.1

Las aplicaciones de los procesos de filtración son muy extensas, encontrándose en muchos ámbitos de la actividad humana, tanto en la vida doméstica como de la industria general, donde son particularmente importantes aquellos procesos industriales que requieren de las técnicas químicas.

La filtración se ha desarrollado tradicionalmente desde un estudio de arte práctico, recibiendo una mayor atención teórica desde el siglo XX. La clasificación de los procesos de filtración y los equipos es diverso y en general, las categorías de clasificación no se excluyen unas de otras.

La variedad de dispositivos de filtración o filtros es tan extensa como las variedades de materiales porosos disponibles como medios filtrantes y las condiciones particulares de cada aplicación: desde sencillos dispositivos, como los filtros domésticos de café o los embudos de filtración para separaciones de laboratorio, hasta grandes sistemas complejos de elevada automatización como los empleados en las industrias petroquímicas y derefino para la recuperación de catalizadores de alto valor, o los sistemas de tratamiento de agua potable destinada al suministro urbano.

El lavado es un proceso húmedo que se emplea para eliminar las impurezas naturales o adquiridas, de las fibras. El proceso utiliza álcali de jabón, o detergentes no iónicos, para limpiar las fibras de la lana. Finalmente, éstas se enjuagan y se secan.

Parte del agua que se emplea en el proceso se reutiliza y el resto se descarga. El afluente contiene grasa de la lana, orina, heces, sudor sangre y otras impurezas; por eso, constituye uno de los desperdicios industriales que demanda la mayor cantidad de oxígeno bioquímico . El afluente crudo contiene, además, aceite y grasa, y puede tener también azufre, fenoles y pesticidas.


http://es.wikipedia.org/wiki/Lana

http://es.wikipedia.org/wiki/Fibra_textil

http://es.wikipedia.org/wiki/Estaci%C3%B3n_de_tratamiento_de_agua_potable

http://es.wikipedia.org/wiki/Catalizador

http://es.wikipedia.org/wiki/Refiner%C3%ADa

http://es.wikipedia.org/wiki/Petroqu%C3%ADmica

http://es.wikipedia.org/wiki/Embudo_B%C3%BCchner

http://es.wikipedia.org/wiki/Caf%C3%A9

http://es.wikipedia.org/wiki/Filtro_(hidr%C3%A1ulica)

http://es.wikipedia.org/wiki/Siglo_XX

http://es.wikipedia.org/wiki/Industria

http://es.wikipedia.org/wiki/Filtraci%C3%B3n#cite_note-1

http://es.wikipedia.org/wiki/Porosidad

http://es.wikipedia.org/wiki/Suspensi%C3%B3n_(qu%C3%ADmica)


• DecantaciónEn la decantación se separa un sólido o líquido más denso de otro fluido (líquido o gas) menos denso y que por lo tanto ocupa la parte superior de la mezcla.

Es necesario dejar reposar la mezcla para que el sólido se sedimente, es decir, descienda y sea posible su extracción por acción de la gravedad. A este proceso se le llama desintegración básica de los compuestos o impurezas; las cuales son componentes que se encuentran dentro de una mezcla, en una cantidad mayoritaria.


http://es.wikipedia.org/wiki/Gravedad

http://es.wikipedia.org/wiki/Precipitado


• Desecación de muestras La desecación se emplea para extraer la humedad de los líquidos soluciones y sustancias solidas. el grado de desecación de una sustancia depende de su contenido y de la capacidad de adsorción de humedad que poseen los agentes desecantes.

y la deshidratación es un trastorno que ocurre cuando una persona pierde más líquidos (por ejemplo, en forma de orina o sudor) que los que ingiere. Cuando una persona se deshidrata, significa que la cantidad de agua que contiene su cuerpo ha descendido por debajo del nivel adecuado (nuestro cuerpo contiene aproximadamente dos tercios de agua)

• Medición de masas

La masa es la cantidad de materia que contiene un cuerpo. Todo cuerpo tiene masa. A mayor cantidad de materia, mayor cantidad de masa. Las rocas, las pelotas, los automóviles, el aire, las montañas, el agua y todo lo que compone el planeta y el Universo tienen masa.

La cantidad de masa de un objeto sólido, líquido o gaseoso se determina con las balanzas. En la Tierra la masa y el peso de los objetos son iguales. Una balanza permite comparar el peso conocido de un cuerpo contra el de uno de peso desconocido. El tipo de balanza que se utiliza depende del tipo de objeto o material cuyo peso se quiere medir. Por ejemplo, para medir el peso de las tortillas se usa la balanza granataria, mientras que para determinar el peso de una persona se usan las básculas.

Generalmente las personas confunden el concepto de masa con el de peso, pero éstos son diferentes; por ejemplo, si se midiera el peso de una persona, la báscula indicaría una cantidad determinada de kilogramos. Si esa persona y la báscula se pudieran transportar instantáneamente a la Luna, la báscula marcaría un peso menor, aproximadamente la mitad que en la Tierra; si además se pudiera llevar la balanza al espacio exterior y se trata de medir el peso de dicha persona, éste sería igual que cero.

La fuerza de gravedad es la responsable de las variaciones de peso observadas en este viaje imaginario.



Cálculos Experimentales

A) MEDICION DE PESOS Y CALCULO DE DENSIDAD DEL PLOMO

Determinar el peso de una muestra solida de plomo, mida en una probeta un volumen inicial conocido y luego introduzca el plomo a la probeta para obtener su volumen final.

1. Peso del plomo2. Medir volumen inicial conocido3. Introducir el plomo solido a la probeta.4. Calcular el volumen final5. Calculo de % de error tomando en cuenta la densidad de la muestra.

B) MEDICION DE VOLUMENES Y CALCULO DE LA DENSIDAD : azúcar y aceite

a. Se pesa primero el vaso limpio y secob. Peso del vaso seco y limpio mas : yc. Peso de la muestra (y) – (x)d. Se toma un volumen de referencia 5,10,15 y 20 mle. Calculo de la densidad : D:m/v

C) MEDICION DE TEMPERATURAS

PROCEDIMIENTO

En un vaso de 250 mililitro calentar agua de caño hasta la temperatura de 80°C empezar a realizar mediciones de temperatura y tiempo en minutos, para luego a partir de estos datos construir una curva de enfriamiento de agua.

D) MEDICIONES ANALITICAS

Medir por lo menos 5 veces los materiales mencionados probetas, vaso precipitado y luna de reloj en forma de rectángulos con wincha, cinta métrica, escalimetro.



Tabulación de Datos

1) Resultados

Hallaremos el peso del plomo = 100g

Hallaremos el volumen inicial =1000ml

Introducimos el plomo Densidad del plomo = 11.4 g/ml

Hallaremos el volumen final = 1008ml

Calculamos el % de Error

% error= [(1008.82581ml – 1008.77192)/ 1008.77192]*100

% error = 0.00534213

2)

Resultados

• Hallaremos el volumen del líquido.

• Hallaremos la masa del vaso limpio con la ayuda de la balanza

• Hallaremos la masa del vaso más el líquido.

• Hallaremos la masa del líquido.

Masa del vaso

Volumen de la Solución

Masa del vaso solo

Masa de la solución

Densidad

1 35.1 5 40.1 5 1.02 35.1 10 45.2 10.1 1.0103 35.1 15 50.1 15 1.04 35.1 20 55.2 20.1 1.010



3) Curva de en friamiento



4) Probeta Vaso de precipitado



Luna de reloj

Conclusiones

•La balanza es un dispositivo que nos permite determinar el peso de un cuerpo o una sustancia.

•De todos los tipos de balanzas, aquellas con mayor cantidad de cifras decimales, serán más sensibles, por ende, más cercano serán al valor real

•La sensibilidad de una balanza es directamente proporcional con la exactitud, pues mientras más sensible sea una balanza, más cercana se encontrará a la magnitud real.

•La importancia de las medidas internas de los instrumentos en el laboratorio

•Es importante contabilizar el tiempo durante la medición de la temperatura



•Si se desea tener una pesada satisfactoria se deben tener seguir las recomendaciones escritas en el manual de laboratorio éstas son indispensable

Recomendaciones

Las recomendaciones que podemos dar son las siguientes:

•La balanza la cual vamos a usar en las experiencias debe estar sobre una superficie sólida, debemos de tener en cuenta que antes de ponernos a pesar cualquier tipo de objeto la balanza debe estar bien calibrada es decir que la línea que se encuentra de manera horizontal debe marcar el cero.

•Tener en cuenta que el operador debe situarse de tal manera que pueda ver de manera horizontal la marca del fiel.

•Siempre que usemos la balanza tenemos que volverla a calibrar, ya que si no lo hacemos no vamos a poder obtener una buena medición.



Bibliografía

http://es.wikipedia.org/wiki/Volumen

http://es.wikipedia.org/wiki/Dens%C3%ADmetro

http://www.ual.es/~aposadas/TeoriaErrores.pdf

http://www.basculasbalanzas.com/tipos/granataria.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Filtraci%C3%B3n

http://www.ub.edu/oblq/oblq%20castellano/filtracio.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Calentamiento_inductivo

http://www.instrumentosdelaboratorio.net/2012/05/balanza-de-laboratorio.html


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http://www.ual.es/~aposadas/TeoriaErrores.pdf

http://es.wikipedia.org/wiki/Dens%C3%ADmetro

http://es.wikipedia.org/wiki/Volumen


Cuestionario

1. Una esfera de acero tiene radio de 1.50 pulgadas. Si el acero tiene una densidad de 7.28 gr/ cm3 ¿Cuál es la masa de la esfera?

Radio= 1.5 pulgadas = 1.5*2.54 cm= 3.81 cmDensidad = 7.28 gr/cm3

Hallamos el volumen de la esfera

Volumen de la esfera = 4 π r3

3= 4 π

(3.81¿¿3)3

¿= 231.6666594

Hallamos la masa

D= M/ V M= 231.66*7.28 = 1686.4848

2. Una pieza metalica cuya masa es de 194.3 gr . Se coloca en una probeta que marca 242.2 ml de agua . La nueva lectura es de 2635 ml .¿ calcula la densidad del metal? , luego verifique el % de error



Hallamos el volumen del metal

V= 2635 ml – 242.2 ml = 2392.8 ml

Hallamos la densidad del metal

D= 194.3/2392.8 = 0.081201 gr / ml

3. Detalle las especificaciones técnicas de la balanza del termómetro y decímetro

Balanza

En el caso de los laboratorios de física se usan diferentes tipos de herramientas de medición, cada una de ellas con sus propios sistemas de medición.

Los tipos de balanzas y sus principales características son:

Balanza granataria: posee una capacidad de 2600 gramos, una sensibilidad de hasta 0,01 gramo, aunque su velocidad de pesado es un tanto lenta.

- Balanza analítica: posee una capacidad de 200 gramos, una sensibilidad de hasta 0,1 miligramo, es de un solo platillo y su velocidad de pesado es alta.

- Balanza semimicro: posee una capacidad de 100 gramos, una sensibilidad de hasta 0,01 miligramo, es de un solo platillo y su velocidad de pesado es alta.

- Balanza micro: posee una capacidad de 30 gramos, una sensibilidad de hasta 0,001 gramo, es de un solo platillo y su velocidad de pesado es alta.



Algunas de las empresas más importantes en el sector de balanzas para laboratorios son Mettler (es.mt.com) y Cobos (balanzascobos.com).

Antes de comprar cualquier tipo de balanza es altamente recomendable el contactar con el fabricante y especificar cuáles son las necesidades que se desean cubrir para adquirir a balanza adecuada

El proceso de calibración de balanzas debe ser realizado por personal capacitado específicamente en esta actividad. Como aspecto fundamental se destaca que la calibración se debe realizar con base en los lineamientos de la OIML o de otra entidad equivalente como puede ser la Sociedad Americana para Ensayo de Materiales (ASTM), instituciones que han desarrollado metodologías para clasificar las pesas o masas patrón, utilizadas en los procesos mencionados. A continuación, se incluye la tabla de clasificación de pesas de referencia que utiliza la OIML.

Termómetro

Se les emplea para medir temperaturas en operaciones de destilación, para determinación de puntos de fusión, etc.

El termómetro es un instrumento de presicion delicado por lo tanto su manejo requiere muchos cuidados.

Deberá estar limpio para introducirlo en el líquido o la solución cuya temperatura se quiere encontrar.

Para líquidos que estén en ebullición, el termómetro deberá introducirse sin que este en contacto con la paredes del recipiente y a una profundidad que sea la mitad de la altura de la solución.

Si es que requiere medir temperaturas sucesivas de acuerdo a como vayan ascendiendo estas, se deberá colgar con una cuerda sujeta a una pinza conectada al soporte de pie, guardando las consideraciones anteriores.

Decímetro



El densímetro, también conocido por el anglicismo hidrómetro, es un instrumento que mide la densidad específica de un líquido. La densidad específica es la medida de la densidad de un líquido en comparación a la del agua. La densidad del agua es 1.000, entonces si un líquido es más denso que el agua tendrá un valor mayor a 1.000.

Para los cerveceros el densímetro nos sirve para monitorear un aspecto de la fermentación que se llama atenuación. Ésta es un indicador del grado de fermentación del mosto, nos dice qué tanta azúcar del mosto se convirtió en alcohol y dióxido de carbono durante la fermentación.

Para hacer esto, se mide la densidad específica del mosto antes de agregarle la levadura y se vuelve a medir cuando terminó la fermentación. La primera lectura se llama densidad inicial o DI (OG u original gravity en inglés) y a la segunda lectura se le denomina densidad final o DF (FG o final gravity en inglés). Y la fórmula para calcular la atenuación es: Atenuación = (OG-FG)/OG.

Usualmente la densidad inicial ronda entre 1.035 y 1.060, mientras que la densidad final oscila entre 1.005 y 1.015. El valor de la densidad final siempre será aproximadamente una cuarta o quinta parte de la densidad original. Por ejemplo, si haces una stout y tu densidad inicial es de 1.054, y si la levadura trabaja correctamente deberás tener una densidad final de más o menos 1.012.


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