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esta es la guia de laboratorio presencial
Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones
1 / 47
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¡No te pierdas las partes importantes!
Escuela de Ciencias Químicas e Ingeniería
Departamento de Química
Universidad de Investigación de Tecnología Experimental YACHAY TECH
Profesores de la asignatura:
Prof. Dra Rose Mary Michell
Prof. Dr. Pablo Cisneros Pérez
Prof. Dra. Ruth Orpeza
Prof. Dra. Vivian Morera
Prof. Dr. Antonio Diaz
Prof. Dr. Filipe Areias
Normas del Laboratorio de la asignatura de Química II
Antes de entrar en el laboratorio
Normas de seguridad
Entrar en un laboratorio de química siempre conlleva algún riesgo, tanto para profesores
como para alumnos, y por tanto el comportamiento dentro del mismo debe ser siempre al
adecuado y responsable para el perfecto desarrollo de las prácticas. Siguiendo una serie
de normas básicas durante la estancia en el laboratorio y durante el desarrollo del trabajo
práctico, estos riesgos se pueden minimizar, hasta casi hacerlos desaparecer.
La primera recomendación es conocer el entorno de trabajo, puesto que en él se van a
permanecer muchas horas. Debemos localizar y conocer en todo momento donde se
encuentran los reactivos y el material que necesitamos para el desarrollo de las
experiencias. Del mismo modo, necesitamos saber dónde se ubican las vitrinas, los
equipos de seguridad (extintores, duchas, lavaojos, etc.) y las salidas de emergencia del
edificio, así como prestar total atención a las indicaciones del profesor responsable del
laboratorio así como de los técnicos del laboratorio.
Siempre que se cumplan las normas de seguridad de manera estricta, los accidentes
dentro de un laboratorio de química son raros, y generalmente de escasa entidad. A pesar
de todo, siempre puede suceder alguno, siendo los más habituales:
Quemaduras al tocar material caliente o mecheros encendidos.
Inhalación de vapores tóxicos o corrosivos.
Irritaciones o quemaduras producidas por ácidos o bases fuertes y concentradas
Salpicaduras de sustancias calientes, especialmente graves si afectan a los ojos.
Cortes con vidrios rotos, por ejemplo, al manejar sin las debidas precauciones
termómetros, varillas u otro material de vidrio.
Sin duda, las normas más importantes para evitar estos accidentes de laboratorio, son el
sentido común y la atención constante. Además, las prisas suelen ser otro de los factores
de riesgo. Siempre hay que trabajar sin prisas, pero sin que ello signifique perder el
tiempo. Cualquier comportamiento irresponsable dentro del laboratorio provoca
accidentes a uno mismo o a los compañeros o profesores. Conviene recordar además una
serie de normas y buenos hábitos cuyo cumplimiento es preceptivo.
Forma de trabajar
Hay que mantener el puesto de trabajo siempre limpio, tanto por comodidad, como por
razones de seguridad. Las mochilas, carpetas y otro material que no vaya a utilizarse
deben estar recogido fuera de la zona de trabajo (taquillas en el exterior del laboratorio).
En la zona de trabajo sólo tendremos el guión de prácticas, el cuaderno de laboratorio y
la calculadora. Incluso, este material debe situarse en una zona donde se minimicen los
riesgos de mancharse o deteriorase.
En el laboratorio no se debe trabajar sólo, especialmente después del horario normal de
las prácticas.
Los derrames de sustancias químicas en la mesa de laboratorio deben limpiarse de
manera inmediata. Igualmente deben recogerse los fragmentos de vidrio producidos por
cualquier rotura accidental de material. Los utensilios utilizados para la limpieza deben
considerarse como residuos y por tanto tratarse como tal.
Nunca debe dejarse sin atender una reacción u otro proceso que requiera la mínima
atención.
Al acabar la sesión de prácticas, todo el material empleado por el alumno debe estar
limpio, recogido y colocado en su ubicación, así como la mesa de trabajo (incluido el
fregadero) que debe estar perfectamente limpio y ordenado antes de abandonar el
laboratorio.
Al acabar la sesión de prácticas, deben cerrarse todas las llaves de grifos (agua, gases,
etc.). La última persona que abandone el laboratorio debe además hacer una última
comprobación de que todo queda cerrado.
Hay que lavarse las manos con agua y jabón cuando se abandone el laboratorio, o tantas
veces como sea necesario durante la realización de las prácticas.
No se debe volver a entrar al laboratorio una vez finalizada la sesión de prácticas, y
mucho menos permanecer dentro del mismo, esperando compañeros que no han
finalizado su trabajo, ungiéndoles para que terminen. Si necesita regresar al laboratorio,
pida permiso al profesor para volver a entrar.
No está permitido el acceso al almacén o al laboratorio de preparación de reactivos, salvo
que tenga consentimiento expreso del profesor.
Mantenga los pasillos despejados y no coloque en ellos taburetes u otros elementos que
impidan la circulación.
Si se produce un simulacro de evacuación, sepa lo que tiene que hacer: apague todo el
material eléctrico, cierre las llaves de gas y agua, y siga las indicaciones de su profesor o
personal de seguridad.
Higiene y manipulación de reactivos
No se deben inhalar, probar o tocar reactivos químicos. Si necesita conocer el olor de
algún producto, debe hacerlo siempre con mucha precaución, acercando con la mano
mediante un movimiento de abanico, un poco de los vapores que desprenda.
Antes de manipular un reactivo, habrá que prestar atención a su peligrosidad que a
menudo vendrá reflejada en el guion de prácticas o en el recipiente del mismo. Si no es
así, y existe alguna duda, se consultará la ficha de seguridad del reactivo o la biografía
adecuada. Esto implica que no es recomendable utilizar reactivos que hayan perdido su
etiqueta.
Cuando vaya a diluirse un ácido concentrado, se deberá añadir, muy lentamente, siempre
el ácido sobre el agua, agitando constantemente y controlando al mismo tiempo el
sobrecalentamiento de la disolución.
Las sustancias volátiles que producen vapores tóxicos, irritantes, o simplemente de olor
desagradable, deberán usarse exclusivamente en una vitrina con campana extractora.
Cuando no se utilice un reactivo, su recipiente debe permanecer perfectamente cerrado.
Al calentar
Sólo pueden calentarse líquidos en recipientes destinados a ello, como por ejemplo vasos
de laboratorio, matraces erlenmeyer o de fondo redondo, cápsulas de porcelana etc.;
nunca en probetas, pipetas, matraces aforados o frascos.
Nunca deben calentarse recipientes cerrados herméticamente; la sobrepresión en el
interior puede provocar explosiones o proyecciones de líquidos calientes, que pueden ser
bastante peligrosas.
Si es necesario el calentamiento en tubos de ensayo, éste debe ser muy suave y justo por
debajo del nivel del líquido, introduciendo y retirando el tubo de ensayo de la fuente de
calor para evitar proyecciones del líquido contenido. Por supuesto, no debe apuntarse ni
a uno mismo ni a las personas cercanas. En algunas circunstancias, será conveniente
calentar los tubos de ensayo en un vaso de precipitados con agua, en vez de hacerlo a la
llama.
Los líquidos inflamables no deben calentarse nunca con mechero.
En general los frascos de reactivos deben mantenerse alejados de mecheros u otras
fuentes de calor.
Los mecheros deben apagarse inmediatamente cuando no se usan, cerrando la llave del
mechero y la de paso de gas.
El vidrio
Cuando se va a utilizar material de vidrio hay que verificar que no tenga alguna pequeña
grieta o esté astillado, lo que lo haría muy frágil.
Recordar que el vidrio caliente tiene el mismo aspecto que el frío. Se evitarán posibles
quemaduras utilizando pinzas.
Cuando se manipula vidrio, por ejemplo, al insertar un termómetro o un tubo de vidrio
en un tapón de goma o corcho, hay que protegerse ambas manos con un paño, para
evitar cortes en caso de rotura.
Lleve el material de vidrio, especialmente el de gran longitud, en posición vertical, para
minimizar la probabilidad de rotura o de provocar accidentes.
No deje el material de vidrio cerca de los bordes de la mesa de trabajo, especialmente el
material que pueda rodar (pipetas, tubos de ensayo, etc.) Póngalo siempre en dirección
perpendicular al borde la mesa de laboratorio.
vómito si el producto ingerido es corrosivo, o es un hidrocarburo.
Resulta muy útil identificar el producto ingerido para comunicárselo a los servicios
médicos.
En caso de inhalación de un producto tóxico o corrosivo habrá que llevar rápidamente a la
persona afectada a un lugar con aire fresco y solicitar asistencia médica. Destacar que el
material y los reactivos de laboratorio deben siempre utilizarse adecuadamente. En
muchas ocasiones la calidad de los resultados obtenidos, por nosotros o por los
compañeros que los utilizarán a continuación, depende del correcto uso que hagamos de
ellos. Además, los instrumentos y reactivos empleados en las prácticas, pasan severos
controles de calidad, por lo que su precio no suele ser económico, de ahí que sea
necesario extremar los cuidados en su utilización, así como no gastar más reactivos de lo
estrictamente necesario. Con ello además, evitaremos generar grandes cantidades de
residuos que también son muy caros de tratar y eliminar.
Destacar que el material y los reactivos de laboratorio deben siempre utilizarse
adecuadamente. En muchas ocasiones la calidad de los resultados obtenidos, por
nosotros o por los compañeros que los utilizarán a continuación, depende del correcto
uso que hagamos de ellos. Además, los instrumentos y reactivos empleados en las
prácticas, pasan severos controles de calidad, por lo que su precio no suele ser
económico, de ahí que sea necesario extremar los cuidados en su utilización, así como no
gastar más reactivos de lo estrictamente necesario. Con ello, además, evitaremos
generar grandes cantidades de residuos que también son muy caros de tratar y eliminar.
Destacar que el material y los reactivos de laboratorio deben siempre utilizarse
adecuadamente. En muchas ocasiones la calidad de los resultados obtenidos, por
nosotros o por los compañeros que los utilizarán a continuación, depende del correcto
uso que hagamos de ellos. Además, los instrumentos y reactivos empleados en las
prácticas, pasan severos controles de calidad, por lo que su precio no suele ser
económico, de ahí que sea necesario extremar los cuidados en su utilización, así como no
gastar más reactivos de lo estrictamente necesario. Con ello, además, evitaremos
generar grandes cantidades de residuos que también son muy caros de tratar y eliminar.
Reactivos
Hay que leer cuidadosamente las etiquetas de los envases de reactivos y cualquier otra
información que se suministre. Por supuesto, nunca debe trasvasarse reactivo de unos
recipientes a otros, ni cambiar las etiquetas de los frascos. Un error habitual es cambiar o
confundirlos tapones de los recipientes.
Antes de tomar un reactivo de su recipiente original, debemos calcular de forma
aproximada la cantidad que se va a utilizar. Así evitaremos el derroche del mismo y la
generación de grandes cantidades de residuos. Téngase en cuenta que los reactivos no
utilizados no deben devolverse a sus frascos originales , para evitar la contaminación del
envase original.
Por el mismo motivo, no deben introducirse pipetas en los envases originales de
reactivos. En el caso de sólidos hay que utilizar espátulas perfectamente secas y limpias.
En el envase original de algunos reactivos podemos observar uno o dos pictogramas de
color negro con fondo naranja y, formando parte de éstos, unas letras que nos indican el
nivel de peligrosidad del producto. En la Tabla 1 se recogen los pictogramas más
importantes; es imprescindible saber interpretar estos símbolos, así como respetar sin
excepciones las normas básicas de seguridad que corresponden a cada uno de ellos.
También encontramos una serie de frases numeradas que nos exponen los riesgos
específicos del producto (Frases R) y consejos de seguridad, por ejemplo para su
almacenaje (Frases S). Siempre, antes de comenzar a trabajar, habrá que leer dicha
información y tomar las precauciones indicadas. Estas frases pueden encontrarse en la
literatura o en diferentes páginas Web.
Nunca aspire con la boca para llenar una pipeta. Utilice el material adecuado
(propipetas, peras de succión, etc.).
Cuando trasvase reactivos de un recipiente a otro, manténgalos alejados de su cuerpo.
Nunca transporte reactivos, sólidos o líquidos, o material de vidrio en los bolsillos de la
bata.
Maneje los líquidos inflamables o peligrosos sobre una bandeja, para contener los
derrames en caso de rotura. Si transfiere ácido o bases fuertes sujete con firmeza la
botella. La precaución es distinta del miedo.
No circule por el laboratorio con pipetas llenas de líquido
Aplicando la condición de mínimo:
La última ecuación muestra que la mejor recta pasa a través del punto:
es decir, por el centro de gravedad de todos los puntos.
Sin embargo, nosotros podríamos obtener valores de a y b para cualquier conjunto de
datos, estuvieran relacionados o no. El parámetro que nos cuantifica si de verdad y es una
función lineal de x es el coeficiente de correlación ( Pearson ), que tiene la expresión:
Los valores de r se encuentran siempre en el intervalo [-1, 1]. Si | r |→ 1, existe correlación
entre x e y , es decir, y depende linealmente de x. Por el contrario si | r |→ 0 debe
concluirse que x e y son independientes (o que y no depende linealmente de x ) y por lo
tanto carece de sentido expresar y = ax + b. En general, si | r | < 0.8, la correlación entre x e
y es deficiente. El coeficiente de correlación nos permite entonces verificar la hipótesis de
partida que indicaba que la relación entre los valores x e y es lineal. Si la hipótesis es
verdadera, el coeficiente será próximo a 1 (en valor absoluto), y si es falsa, r será menor
de 0.8.
Procedimiento
Realiza el ejercicio I utilizando el programa Excel.
Regresión lineal en Excel
Introduzca los datos, marque la pestaña “insertar” y el gráfico tipo “dispersión” como en
la ilustración 1
Ilustración 1
Marque la primera opción, aparece un cuadro vacío, oprima el botón derecho y del menú
escoja “seleccionar datos y agregar”. Seleccione rango para los valores x y y.
En la pestaña presentación podemos establecer título del gráfico, nombres de los ejes.
Ilustración 3
De esta forma podemos leer a y b de la recta y = ax+b. Si estamos completamente seguros
que todos los puntos son coherentes, otra manera de calcular la pendiente y ordenada es
utilizando funciones:
=PENDIENTE(valores Y; valores X)
=INTERSECCION.EJE(valores Y; valores X)
=PEARSON(valores Y; valores X) → R
2
(valores Y; valores X) → R
2
Ejercicio I
Los estudiantes de YachayTech sintetizaron un nuevo compuesto YT001. Uno de los
requisitos para publicar los resultados es establecer la entalpía de vaporización de este
compuesto. Se realizaron varios experimentos cambiando la temperatura y presión. Los
datos de esas temperaturas y presiones en los que se observó el punto de ebullición en
equilibrio de la fase líquida y gas son las siguientes
Primera toma de
datos
Segunda toma de
datos
Tercera toma de
datos
P[kPa] T[K] P[kPa] T[K] P[kPa] T[K]
Hace falta realizar un análisis de datos. La ecuación de Clausius-Clapeyron linealizada es la
siguiente:
ln ( P )=
vap
Calcule la Entalpía de vaporización para las tres tomas de datos.
a) Prepare 3 gráficos con los datos de la tabla.
b) Para las dos primeras calcule la entalpía de vaporización utilizando Excel y
aplicando la regresión lineal.
c) Para la tercera toma simplemente calcula la pendiente con dos puntos.
d) Compare los resultados y formule conclusiones.
e) Adjunte los resultados en un archivo de Word y envíalo al correo electrónico del
profesor.
Nota: R = 8,314 J/mol*K, las unidades de entalpía de vaporización en este caso son kJ/mol
41
calorímetro y se mide la temperatura. Luego se añaden otros 100 cm
3
de agua
previamente calentados a 45
ᴏ
C y se mide la temperatura que alcanza la mezcla. Por un
balance energético (aplicando la ecuación Q = m Cp ∆T∙ ∙ ) se calcula la temperatura teórica
que debería haber alcanzado la mezcla y se compara con la que realmente ha alcanzado.
Así puede calcularse el calor absorbido por el calorímetro, termómetro etc. por cada
grado centígrado. A este valor se le llama equivalente del calorímetro. Sin embargo,
nosotros procederemos de otra manera que a continuación detallaremos.
Aparatos y material
Balanza
Tres vasos de poliestireno
Matraz aforado de 50 mL
Embudo de plástico
Vidrio de reloj
Pipeta de 10 mL
Pipeta de Pasteur
Propipeta
Varilla de vidrio
Termómetro
Cucharilla espátula
Calculadora
Piseta-Agua destilada
Probeta de 50 mL
Reactivos
Hidróxido sódico sólido
Ácido clorhídrico 2M
agua destilada
Procedimiento
Cálculo de la entalpía de la reacción a):
Para la reacción a) se disolverá una cantidad exacta de NaOH (aproximadamente 1 g) en
50 cm
3
de agua y se hallará su entalpía de disociación en cal/mol. Hay que pesar las
lentejas de NaOH con mucha rapidez, ya que absorben mucho la humedad del aire; de lo
contrario, el peso obtenido no sería sólo de NaOH sino también del agua absorbida. El
proceso a seguir sería:
Peso del vaso de poliestireno =.............................................................g
Peso del vidrio de reloj =......................................................................g
Peso del vidrio de reloj más la NaOH =................................................g
Peso del NaOH =...................................................................................g
42
Masa total de la disolución =................................................................g
Temperatura inicial del agua =............................................................ºC
Temperatura final de la disolución =..................................................ºC
Para calcular el calor desprendido en la reacción se utilizará la expresión :
Q = mC e
f
o
donde la masa debe estar en g, el calor específico en cal/(gºC), la temperatura en ºC y el
resultado nos dará en calorías.
Como aumenta la temperatura de la disolución, también se calentará el vaso de
precipitados a la misma temperatura, habrá que conocer su masa y aplicar la ecuación
para ambos de tal manera que el calor desprendido por la reacción será la suma del
absorbido por la disolución y por el vidrio del vaso de precipitados.
Los datos necesarios para aplicar las ecuaciones son:
e
agua = 1 cal/g °C, C e
poliestireno = 0,33 cal/g °C
Entonces:
Q (disolución) = ........... 1. ( ..... - ..... ) =...................cal
Q (poliestireno) = .......... 0,2. ( ..... - ..... ) =.......cal
Q (total ) = Q (disolución) + Q (vidrio) =.......................cal
Como el calor absorbido por la disolución y el vidrio es el desprendido por la reacción y ya
que la reacción se ha producido a presión constante, se cumplirá que:
∆H = - Q (total) =.................................cal
Pero éste, es el calor desprendido en la disolución de......................g de NaOH. Si queremos
saber el calor desprendido por un mol (40 g) será:
∆H =....................................cal/mol
Cálculo del calor desprendido en la reacción b):
Para la reacción b):
NaOH (s) + H
3
O+ (ac) + Cl- (ac) Na+(ac) + Cl- (ac) + 2 H
2
O (l)
Pesamos una cantidad exacta de NaOH (aproximadamente 1 g) y lo disolvemos en 30 cm
3
de una disolución de HCl 2 M que previamente hemos preparado.
44
Número de moles de HCl =.............................................................moles
Siguiendo el mismo proceso que en las reacciones anteriores:
Q (disolución) = ........... 1. ( ..... - ..... ) =....................................cal
Q (poliestireno ) = .......... 0,33. ( ..... - ..... ) =.............................cal
Q (total ) = Q (disolución) + Q (vidrio) =......................................cal
∆H = - Q (total) =.................................cal
reaccionarán ................ moles de NaOH con ................. moles de HCl y sobrarán ................
moles de .................. El reactivo limitante es el .......................
∆H =....................................cal/mol
Comprobación experimental de la ley de Hess.
Se puede comprobar fácilmente que la reacción b) es la suma de las reacciones a) y c),
luego: Entalpía reacción a) + Entalpía reacción c) = Entalpía reacción b)
que debe coincidir con el valor de la entalpía obtenido para la reacción b).
Calcula el error que se ha cometido: % error =...........................%
Como conclusión a esta práctica de laboratorio contesta a las preguntas y cuestiones
que se te formulan a continuación:
hay que mojar las lentejas al disolverlo con agua?
crees tú que puede ser debido?
estudiadas son:
Reacción a) - 10.000 cal/mol
Reacción b) - 25.000 cal/mol
Reacción c) - 15.000 cal/mol
Calcule el error real que se ha cometido. Analiza las posibles causas de la existencia
de este error.
45
Recomendaciones de seguridad:
NaOH es corrosivo – siempre utilice los guantes y en caso de contacto con piel
lave el sitio de contacto con agua durante 10 min
