Diferencia entre revisiones de «Experimentación química»

 

 

La química es una ciencia eminentemente experimental. Este curso se dedica a organizar e impartir los conocimientos y habilidades necesarios para un trabajo seguro y eficaz en un laboratorio moderno de química.

 

#Tratamiento de datos experimentales

##Cifras significativas

##Criterio de redondeo de cifras

##Estimaciones de errores

##Tipos de escalas

#Conocimiento del material de laboratorio

#Preparación de disoluciones y técnicas de filtración

##Preparación de disoluciones

 

 

 

 

 

 

- Los ceros entre cifras distintas de cero son también cifras significativas.

Ej: 106 --> 3 C.S.

5.00 x 10³ --> 3 C.S

 

<u>Suma y Resta:</u></br>

El resultado debe tener tantas C.S como tenga el término CON MENOR Nº de <u>decimales</u>.

Ej: 3.14159 x 2.1 = 6.597339 => 6.5 ---> 6.6 (con redondeo)

 

- Si el primer dígito no significativo está entre el 0 y el 4 se elimina.</br>

- Si el primer dígito no significativo está comprendido entre 6 y 9 se elimina añadiendo una unidad al dígito anterios (última C.S., donde está el error).</br>

3.25 ---> 3.2

 

Al medir siempre se cometen errores. Hay dos tipos de errores:</br>

- <u>Error Absoluto (Δ):</u> Diferencia entre el valor real y el valor aproximado.</br>

X

 

<u>Escalas analógicas:</u> El error es la mitad de la mínima unidad.</br>

<u>Escalas digitales:</u> El error absoluto es la mínima unidad.</br>

 

 

Es Necesario que, antes de comenzar cualquier trabajo experimental, se conozca perfectamente el material utilizado con asiduidad en el laboratorio, así como las operaciones en que son utilizados cada uno de los dispositivos de que dispone.

<center>[[Image:Exp_quim8.jpg]]</center>

 

 

 

<u>Introducción</u>

 

La mayor parte de las reacciones químicas se llevan a cabo en disolución, siendo imprescindible conocer la cantidad de soluto que contiene una cierta cantidad de disolvente. En esta práctica se prepararán diferentes tipos de disoluciones, sólido-líquido, líquido-líquido y gas-líquido, controlando, cuando ello sea posible, la concentración de dichas disoluciones.

 

<u>Fundamento</u>

 

A la hora de preparar una disolución de concentración conocida, tendremos que determinar la cantidad de soluto (expresada en gramos, moles, etc.) que debe contener una cierta cantidad de disolvente (expresada en volumen, masa, etc.) de forma que, dependiendo de las unidades en que expresemos la cantidad de soluto y de disolvente o disolución, nos encontraremos con diferentes unidades de concentración. A continuación se recogen las expresiones de fracción molar (Xi), molaridad ó concentración molar (c), molalidad (m) y tanto por cien en peso (t):

 

x_i = n_i/<font size="4">Σ</font>n_i c = n_s/V m = n_s/m_d t = m_s/m x 100

 

siendo:

n_i : cantidad de sustancia (en mol) del componente i</br>

m_d : masa de disolvente (en Kg).</br>

 

<u>Aparatos y material</u>

 

5 frascos de 250 mL</br>

1 embudo cónico</br>

Papel indicador</br>

 

<u>Reactivos</u>

 

Nitrato férrico</br>

Ácido clorhídrico 2 M</br>

Cloruro amónico</br>

 

<u>Procedimiento</u>

 

<font color="red">''Preparación de disoluciones de sólidos en agua''</font>¹</br>

2. 100 mL de disolución acuosa de NaOH 0,5 M.³</br>

3. 100 mL de disolución acuosa de NH₄Cl 0,5 M</br>

 

<font color="red">''Preparación de disoluciones de líquidos en agua''</font>

 

Cuando el soluto se encuentra en estado líquido es más fácil medir el volumen que pesar la cantidad necesaria. En esta práctica va a preparar disoluciones de una determinada concentración a partir de disoluciones líquidas más concentradas del reactivo deseado. En concreto se van a preparar disoluciones ácidas, y distinguiremos dos casos, según se parta del ácido comercial, cuya densidad y riqueza se conoce, o de una disolución más concentrada del ácido, de la que se conoce su molaridad.

 

a) <font color="blue">''Preparación de una disolución de ácido a partir de un ácido comercial''</font>

 

5. Asegúrese de que la disolución está a temperatura ambiente (basta con tocar con la mano las paredes del recipiente) antes de trasvasar el contenido del vaso de precipitados al matraz aforado.

 

¡EL MATERIAL AFORADO NO DEBE ENFRIARSE NI CALENTARSE NUNCA, NI SIQUIERA PARA SECARLO. TAMPOCO DEBE EMPLEARSE PARA PREPARAR DIRECTAMENTE DISOLUCIONES CUYOS PROCESOS DE DISOLUCIÓN SEAN MUY EXOTÉRMICOS O ENDOTÉRMICOS (COMO LAS DISOLUCIONES DE NaOH O H₂SO₄)!

 

6. Prepare la disolución siguiendo la técnica de preparación utilizada para sólidos

(apartados 4-6).

 

b) <font color="blue">''Preparación de una disolución de ácido por dilución''</font>

 

- Si la pipeta no está perfectamente limpia, lávela con una solución jabonosa y enjuáguela varias veces con agua del grifo, y una última vez con agua destilada. Si la pipeta está bien limpia debe dejar una película continua al fluir, es decir, no deben quedar gotas de agua adheridas a las paredes interiores de la pipeta.

 

¡NO META NUNCA UNA PIPETA DIRECTAMENTE EN LOS FRASCOS DE REACTIVOS!

 

- Introduzca el extremo de la pipeta por debajo de la superficie del líquido, y con ayuda de un dosificador succione 2 o 3 mL de reactivo. Incline con cuidado la pipeta y rótela para que el líquido moje por completo las paredes interiores de la pipeta. Tome un vaso de precipitados y vierta en él los productos de desecho de los enjuagues realizados.

 

 

- Vuelva a introducir la pipeta en el vaso donde se encuentra el ácido concentrado y llénela hasta por encima de la marca de calibrado. Saque el extremo de la pipeta y límpielo con papel de filtro.

 

2. 250 mL de disolución 0,1 M de ácido clorhídrico, tomando la cantidad necesaria de la disolución preparada en el caso anterior y diluyendo hasta 250 mL⁴.

 

<font color="red">''Preparación de disoluciones de gases en agua''</font>

Tome un tubo de ensayo que contenga unos 6 mL de agua destilada y haga burbujear CO₂ durante algunos minutos sobre el agua. Mida la acidez del líquido mediante un papel indicador de pH.

 

 

<u>Introducción</u>

 

Ya se ha mencionado que la mayor parte de los procesos químicos se llevan a cabo en disolución, de modo que cuando se forma una fase sólida, bien sea una impureza o el producto deseado, es necesario separarla de la disolución. Dicha separación se lleva a cabo mediante filtración, y la técnica empleada dependerá de las condiciones del sólido y la disolución a separar. Las técnicas más utilizadas se estudiarán en esta práctica.

 

<u>Fundamento</u>

 

Para llevar a cabo una filtración es necesario utilizar un tamiz que deje pasar las partículas del líquido y retenga las del sólido, con lo cual, al hacer pasar la mezcla líquido-sólido por el referido tamiz, quedarán separadas las dos fases. Los tamices más utilizados son papel de filtro, lana de vidrio y placas filtrantes.

 

El papel de filtro se va a utilizar la mayor parte de las veces, recurriendo a la lana de vidrio o las placas filtrantes cuando el carácter corrosivo de las especies a separar sea tal que pueda atacar al papel de filtro.

 

<font color="red">''Filtración con un filtro cónico''</font>

 

Para llevar a cabo este tipo de filtración se construye un cono de papel de filtro, tal como se indica en la figura anterior, que se ajusta en un embudo de cristal. El embudo se sitúa en un triángulo de filtraciones para mantenerlo encima del recipiente destinado a recoger el filtrado y, entonces, se vierte la mezcla en el dispositivo, de forma que las partículas sólidas son retenidas por el papel de filtro, el cual deja pasar la disolución.

 

<font color="red">''Filtración con un filtro de pliegues''</font>

 

<center>[[Image:Exp_quim5.jpg]]</center>

 

<font color="red">''Filtración con lana de vidrio''</font>

 

Se emplea cuando nos interesa la disolución y ésta es capaz de atacar el papel de filtro. El dispositivo utilizado es similar al utilizado en la filtración con filtro cónico o de pliegues, sustituyendo el papel de filtro por una pequeña porción de lana de vidrio colocada en el interior del embudo, de forma que la disolución tenga que pasar por ella para alcanzar el vástago del embudo.

 

<font color="red">''Filtración con Büchner''</font>

 

<center>[[Image:Exp_quim6.jpg]]</center>

 

<font color="red">''Filtración con placa filtrante''</font>

 

Se emplea cuando nos interesa el precipitado y éste, o la disolución, son capaces de atacar el papel de filtro. El dispositivo es similar al büchner, pero no se emplea papel de filtro al ser la placa de vidrio poroso.

 

<u>Aparatos y material</u>

 

1 embudo </br>

1 triángulo de madera</br>

1 vaso de precipitados de 50 mL</br>

 

<u>Reactivos</u>

 

Nitrato férrico 0,1 M (preparado anteriormente)</br>

Hidróxido sódico 0,5 M (preparado anteriormente)

 

<u>Procedimiento</u>

 

1. Prepare un dispositivo para llevar a cabo una filtración de cada uno de los tipos descritos anteriormente (filtro cónico, filtro de pliegues, büchner, lana de vidrio⁵ y placa filtrante).

¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯</br>

 

 

<u>Objetivo</u>

 

El fin de este experimento es el estudio de la reactividad química de una serie de iones con el fin de poderlos clasificar, según los resultados obtenidos, en distintos grupos. A partir de esos grupos se propondrá un esquema de separación e identificación de los diferentes iones. .

 

El grupo de cationes que se analizará en esta práctica es: Ag⁺, Pb²⁺, CU²⁺, Ba²⁺ y Fe³⁺.

 

<u>Fundamento</u>

 

Los iones, dependiendo de su reactividad frente a ciertos reactivos de uso común, denominados generales 'porque reaccionan con muchas especies, pueden clasificarse en diferentes grupos. De esta forma, basándose en esta clasificación, se pueden diseñar experimentos para conseguir separarlos, y una vez separados, pueden identificarse empleando reacciones químicas características.