PRÁCTICA 3: PREPARACIÓN DE DISOLUCIONES

1.Introducción teórica.

·         Materiales empleados:

1)    Vasos de precipitado: un vaso precipitado es un material de laboratorio de vídrio que se utiliza para contener sustancia, disolverlas, atacarlas, calentarlas y en general cualquier cosa que no necesite una medida de precisión del volumen. Existen varios tamaños de vasos de precipitados, desde muy pequeños (1mL) hasta varios litros. Los más comunes son los de 250 y 500 ml. Aún que tenga divisiones marcadas (por ejemplo un vaso de 250 mL, tendrá divisiones en 50, 100, 150, 200 y 250 ml) estas marcas son sólo aproximadas y se deben de tomar como una referencia, ya que el vaso de precipitados no tiene la función de medir con precisión el volumen.    

                     

2)    Vidrio de reloj: es una lámina de vidrio en forma circular cóncava. Se  utiliza en química para evaporar líquidos, pesar productos solidos (lo que hemos hecho en este caso) o cubrir vasos de precipitado. Es delicado.

3)    Varilla de agitar: instrumento, que se utiliza en las practicas de química, es un fino cilindro de vidrio, el cual sirve para agitar disoluciones, para poder mezclar productos químicos, los cuales se encuentran en estado líquido.

4)    Balanza: es un instrumento que sirve para medir la masa de los objetos. En este caso, hemos utilizado una balanza analítica, que son las que se utilizan para el laboratorio. Su característica principal es, que poseen un margen de error muy pequeño. Estas balanzas, suelen ser digitales. El sistema de unidades, suele ser en gramos.

5)    Matraz aforado: es un tipo de matraz, que se utiliza para medir material volumétrico. Se emplea, para medir el volumen del líquido lo mas preciso posible. Esta hecho de vidrio, y tiene un cuello y estrecho. Se llama aforado, porque tiene una marca de graduación en el cuello que nos ayuda para determinar con precisión el líquido que queremos.

6)    Pipeta: instrumento volumétrico, que se utiliza en el laboratorio, para medir la cantidad de líquido con precisión. Suele estar formado de vidrio; y es un tubo transparente que termina con una punta mas estrecha. La pipeta tiene graduación con la que nos indica los distintos volúmenes. Las más utilizadas, son las de 5ml y 10ml.

7)    Aspirador de cremallera: es un instrumento, que sirve para succionar el líquido. Se utiliza en las pipetas. Su modo de utilización, es, subiendo la cremallera (ruedecita) aspira el líquido, y para soltarlo podemos hacer el mismo movimiento pero de la forma contraria, o presionar el soporte lateral.

8)    Sulfato de cobre pentahidratado: también llamado sulfato cúprico pentahidratado. Es el producto, que se obtiene de la reacción química entre el sulfato de cobre (ll), anhidro y agua. Se caracteriza por su color azul, y sus rápidos cambios de temperatura al agregarle más agua. Su fórmula química, es: CuSO4 5H2O

9)    Ácido clorhídrico diluido: es una disolución acuosa del cloruro de hidrógeno. Es muy corrosivo y ácido. Se utiliza como reactivo químico. Su fórmula es HCl.

•      Conceptos clave:

·         Disolución y tipos de disoluciones: Una disolución es una mezcla homogénea molecular, formadas por unas sustancias, y cuyos componentes se encuentran en proporciones variables.

• Sus principales características:
  v  Son homogéneas, en proporciones relativas.
  v  Están formadas por un soluto y un disolvente.
  v  Cuando el soluto, se disuelve, ya forma parte de la disolución.
  v  Las propiedades químicas no se alteran, pero las físicas si.
                                      Tipos de disolución son:
  1.    Según su estado de agregación:
  Ø  Sólidas:
  o   Sólido en sólido: cuando el soluto y el disolvente se encuentran en estado sólido.
  o   Gas en sólido: cuando un gas se disuelve en un sólido, ejemplo el hidrógeno (gas) en paladio (sólido).
  o   Líquido en sólido: cuando la sustancia líquida se disuelve junto con el sólido.
  Ø  Líquidas:
  o   Sólido en líquido: las más utilizadas, se disuelven pequeñas cantidades de sólido en grandes cantidades de líquido.
  o   Gas en líquido: por ejemplo el oxígeno en agua.
  o   Líquido en líquido: otra de las más utilizadas. Ejemplo, el alcohol en agua.
  Ø  Gaseosas:
  o   Gas en gas: las disoluciones gaseosas más utilizadas. Un ejemplo, es el aire, que esta formado de otros gases.
  o   Sólido en gas: son muy poco utilizadas, un ejemplo, es el yodo sublimado.
  o   Líquido en gas: por ejemplo el aire húmedo.
  2.    Según su estado de concentración:
  Ø  Disolución diluida: es aquélla en la que la proporción de soluto respecto a la de disolvente es muy pequeña.
  Ø  Disolución concentrada: es aquélla en la que la proporción de soluto respecto al disolvente es alta.
  Ø  Disolución saturada: es la que no admite más cantidad de soluto sin variar la de disolvente.
  ·         Concentración en mol/L:
              En química, la contración molar, es la medida de la concentración de un soluto en una disolución que se encuentra en un volumen expresado en moles por litro. La fórmula, es la siguiente:
  c=n/v
                             
  En esta ecuación, la “c”, es la concentración, que es igual a la “n”, que es el numero de moles, entre “v” que es el volumen de la disolución.
  Las unidades, se deben expresar en el sistema internacional.
  
  

2. Descripción detallada de la práctica realizada:

La práctica se divide en dos partes, la primera en la que debemos preparar una disolución de sulfato de cobre y la segunda una disolución de ácido clorhídrico.

• PARTE 1: PREPARAR UNA DISOLUCIÓN DE SULFATO DE COBRE PENTAHIDRATADO EN AGUA DE CONCENTRACIÓN 0,01 mol:

OBJETIVO: Preparar 1L de la disolución (CuSO4 5·H2O) en agua. 
PASOS: 

1.     Hemos calculado la masa de sulfato de cobre necesaria;                                                                                     n=0,01mol                          m = n·M = 2,5g
2.     Hemos pesado el sulfato de cobre (2,5g) en un vidrio de reloj con la balanza.
3.     Disolvemos el sulfato de cobre en agua en un vaso de precipitado hasta los      100 mL.
4.     Por último volcamos la mezcla en el matraz aforado y lo llenamos hasta la         marca que nos indica su aforo máximo. 

Este es el resultado de la primera disolución:

• PARTE 2: PREPARACIÓN DE UNA DISOLUCIÓN DE ÁCIDO CLORHÍDRICO DE CONCENTRACIÓN 0,1mol/L:

OBJETIVO: Preparar 50 mL de la disolución en agua.
PASOS: 

1. Hemos calculado el volumen de la disolución en c = 1mol/L y con n = 0,005 mol, que nos da que necesitaremos 5 mL.
2. Hemos añadido en una probeta 25 mL de H2O
3. Usamos la pipeta para tener el volumen necesario (5mL paso 1) y sobre el agua añadimos el ácido clorhídrico.
4. Llenamos la probeta hasta los 50mL.

3.Conclusión:

Se pueden preparar disoluciones a partir de contenidos líquidos (el ácido clorhídrico) y sólidos, los cuáles hemos disuelto (sulfato de cobre).

En esta práctica hemos aprendido que para echar ácidos en agua siempre se echa primero el agua y encima el ácido para que no salpique y evitar incidentes y luego completar lo que quede con agua una vez que lo hemos echado.

PRÁCTICA 2: VELOCIDAD DE LAS REACCIONES QUÍMICAS

• ÍNDICE:

     1. Introducción teórica.

     2. Descripción detallada de la práctica realizada.

     3. Conclusiones.

1. INTRODUCCIÓN TEÓRICA.

        En primer lugar los materiales que hemos empleado han sido: 

1. Dos vasos de precipitado: un vaso precipitado es un material de laboratorio de vídrio que se utiliza para contener sustancia, disolverlas, atacarlas, calentarlas y en general cualquier cosa que no necesite una medida de precisión del volumen. Existen varios tamaños de vasos de precipitados, desde muy pequeños (1mL) hasta varios litros. Los más comunes son los de 250 y 500 ml. Aún que tenga divisiones marcadas (por ejemplo un vaso de 250 mL, tendrá divisiones en 50, 100, 150, 200 y 250 ml) estas marcas son sólo aproximadas y se deben de tomar como una referencia, ya que el vaso de precipitados no tiene la función de medir con precisión el volumen.                            
2. Mortero: El mortero es un recipiente, que puede ser hecho de porcelana, madera, piedra tallada u  otros materiales. La sustancia se muele entre el brazo y el mortero frotando o golpeando el fondo convirtiéndola así en un polvo fino.                                                                                         
   
                                                                                                                                       
3. Comprimidos de efferalgan 1g: El principio activo es paracetamol.Cada comprimido contiene: Paracetamol 1g.Los excipientes son ácido cítrico anhidro, bicarbonato sódico, carbonato sódico anhidro, sorbitol, docusato sódico, polividona, sacarina sódica, benzoato de sodio.    
   
                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
4. Hielos: El «hielo» es el agua congelada. Es uno de los tres estados naturales del agua. La forma más fácil de reconocerlo es por su temperatura, y por su color blanco níveo; además es muy frío al tacto. El agua pura se congela a 0 ºC. En la práctica lo hemos usado para enfriar el agua. 
   
                                          
5. Ácido Clorhídrico diluido: HCl    

• CONCEPTOS CLAVE:   

 >Reacción química: Es un proceso en el que unas sustancias iniciales (reactivos) se     transforman en sustancias finales (productos). Los reactivos y los productos son sustancias con diferente naturaleza, no se trata de un simple cambio en las propiedades, sino que las iniciales se convierten en otras sustancias con distinta fórmula. 

>Velocidad de las reacciones químicas: Es la velocidad a la que disminuye la concentración   de los reactivos. Así si un proceso es muy rápido, los reactivos desaparecerán en poco tiempo. La velocidad depende de:

• Las sustancias que reaccionan.
• La temperatura.
• La superficie de contacto entre los reactivos.
• La concentración de los reactivos.

     En esta práctica hemos comprobado tres factores (como influyen la temperatura, la                  superficie de contacto y la concentración entre los reactivos).
>Reacciones en los comprimidos efervescentes:
Muchos medicamentos, se presentan como comprimidos efervescentes. Están formados por carbonatos y ácidos. Como el CO2 es una sustancia gaseosa, al introducir el comprimido en el agua, se desprenden burbujas de dióxido de carbono. Para nuestra practica, hemos utilizado Efferalgan de 1g. Cuyos componentes ya los hemos nombrado arriba.

2. Descripción detallada de la práctica realizada:


  Parte 1: Influencia de la temperatura.

Antes de comenzar necesitamos unos materiales, que en este caso serán dos vasos de     precipitado, un hielo, y dos pastillas de paracetamol efervescente de 1g cada una.

A continuación, llenamos uno de los vasos que va de 20 en 20ml de agua, hasta que           llegue a 80ml, y en segundo lugar cogemos el segundo vaso de precipitado, que va de 25   en 25ml, que tendrá agua enfriada con el hielo (después de introducir el hielo hay que esperar un poco para que se enfríe el agua).

• A continuación cogemos el primer vaso de precipitado (el que contiene solo agua) e introducimos la pastilla efervescente de 1g, y ha ocurrido lo siguiente:

• En el vídeo se observa que al introducir la pastilla esta se hunde en el fondo del vaso, y cómo desde ella, ascienden burbujas de dióxido de carbono a la parte superior, que provocan que se manchen las paredes del vaso de precipitado con pequeñas gotas de color blanco. Al cabo de pocos segundos de introducir la pastilla, se puede observar como el agua pasa de color transparente a color blanco. Al final del vídeo, la pastilla asciende a la parte superior, y se disuelve más lentamente, hasta que desaparece.
• Todo este proceso se produce en:

• Y en segundo lugar, cogemos el vaso de precipitado que tiene agua con hielo, e introducimos también una pastilla de 1g, y también tenemos otro vídeo, para observar lo que sucede:

• En el vídeo anterior se observa cómo al introducir la pastilla, va disolviéndose más lentamente que el vídeo anterior, pero el proceso es el mismo, salen burbujas de dióxido de carbono desde la pastilla, que ascienden a la parte superior y se manchan las paredes del vaso, y el agua se vuelve blanca, pero todo esto más lentamente. En el vídeo no aparece el proceso entero, debido a que era muy largo, por ello hemos puesto una parte del proceso. Al final la pastilla acaba disuelta. Y todo esto sucede en:

• Como conclusión, es que las dos son unas reacciones químicas homogéneas, y los dos reactivos se convierten los productos con diferentes fórmulas. Y la velocidad de una reacción química depende de las sustancias, la superficie, la concentración de dicho reactivos, y por último la temperatura, por este último factor es lo que provoca que en el primer experimento se disuelva más rápido que en el segundo, ya que la temperatura es más baja.

     Parte 2: Influencia de la superficie de contacto entre los reactivos:

    Antes de comenzar necesitamos varios materiales, en este caso, necesitamos dos vasos     de precipitado, dos pastillas de paracetamol efervescente de 1g cada una, y un mortero.

• En primer lugar, en esta práctica se repetirá el proceso de la parte 1, cogeremos un vaso que va de 20 en 20ml, y lo llenaremos de agua, hasta que llegue a 80ml. Una vez hecho esto introducimos la pastilla, y ocurrirá lo mismo que en el ejercicio anterior.

• En segundo lugar, cogemos otro vaso de precipitado, que va de 50 en 50ml, y lo llenamos de agua hasta que llegue a 150ml, a continuación machacamos la pastilla de 1g en el mortero, hasta que se convierta en polvo y lo introducimos en el vaso con agua, para poder demostrarlo, hemos realizado el siguiente vídeo:

• En el vídeo se observa como convertimos la pastilla en polvo y la introducimos en el vaso, y se observa cómo al introducir el polvo, se queda en la parte superior, para que el paracetamol descienda a la parte inferior, introducimos una varilla de cristal para que así consiga disolverse. Y al final acaba disuelta.
• Este proceso dura:

• Como conclusión, son dos reacciones químicas homogéneas, que han cambiado sus fórmulas. En la segunda práctica el disolvente se disuelve antes de en la práctica dos, debido a que al machacarlo y dejarlo en polvo, se acelera el proceso que ocurriría al disolverlo en el agua.

 Parte 3: Influencia de la concentración de los reactivos:

 Materiales: Son necesarios 2 vasos de precipitado, 2 pastillas de paracetamol efervescente de 1g  y  ácido clorhídrico diluido.

 Los pasos a seguir son los mismos que en el ejercicio anterior, excepto que en uno de los vasos,  utilizaremos agua y en el otro ácido clorhídrico.

• Pasos:

1º Llenamos dos vasos, uno con agua y otro con el ácido, hasta los 100 ml.

2º Extraemos las pastillas del envase y las introducimos, una en el vaso de agua y otra en el del ácido.

• Vídeo:

• Ácido:

En el vídeo podemos observar como la pastilla de paracetamol de 1g se sumerge hasta el fondo, empezando a disolverse en cuanto entra en contacto con el ácido, cada vez, el ácido se encuentra más turbio y apenas se puede apreciar a través de éste. Con el paso del tiempo, la pastilla disminuye y cuando es muy pequeña asciende y continúa disolviéndose en la superficie, hasta su total desaparición.

• Agua: se inserta el agua en el vaso de precipitado.

• Conclusión:

Hemos observado que en el ácido, la pastilla se disuelve ligeramente más despacio que en el agua, ya que en el agua tardó en disolverse completamente 2min 10s y en el ácido tardó 2min 13s, por lo que podemos decir que casi no hay variación en la velocidad de la disolución.

3.CONCLUSIÓN:

Como conclusión podemos decir que la velocidad con la que reaccionan dos elementos depende de las sustancias que reaccionan, la temperatura, la superficie de contacto entre los reactivos y la concentración de los reactivos. Estos elementos dan lugar a otros totalmente diferentes y con distinta fórmula. Por todo ello, podemos observar, que el paracetamol se disuelve más rápidamente cuando se encuentra en polvo, y más lentamente cuando el agua en el que se disuelve se encuentra fría gracias al hielo.

Bienvenidos a este blog de física y química

                        Física y química: práctica 1

• Introducción teórica:

Al medir una magnitud, el valor obtenido nunca va a coincidir con el valor real verdadero. Por ello toda medida experimental conlleva un error y cuanto menor sea el error más exacto será la medida.

Los errores se clasifican en accidentales y sistemáticos:

Error accidental: Debido a una causa imprevisible que no se presenta siempre que se realiza la medida.

Error sistemático: Se presenta siempre que se trate de efectuar la medida. Producido por un mal funcionamiento del instrumento o por el propio método de medida.

Error absoluto: Diferencia del valor real y valor medido. El error absoluto se toma sin tener en cuenta el signo. Tiene la misma unidad del valor medido.

Error relativo: Cociente entre el error absoluto de la medida y el verdadero valor de esta.

Método estadístico:

(Magnitud     Unidad) valores medidos	Ea (Unidad) Valor medido - media
A B C D	A – E = F B – E = G C – E = H D – E = I
Media = E	Incertidumbre = Media del valor medido – media = J

E + - incertidumbre = X

Incertidumbre = J o incertidumbre = precisión

X = Medida de la magnitud del cuerpo medido

·       Descripción del experimento:

- Experimento:

 Medir el diámetro de una moneda, estableciendo el error cometido (absoluto      y relativo) y valorar la calidad de la medida. Realizar los cálculos con métodos estadísticos.

             -Datos del experimento:

Ø  Moneda de 20 céntimos

Ø  Intruménto de medida:

  Lo que hemos utilizado para medir la moneda, ha sido un regla escolar, cuya      medida mínima, es 0.1 cm.

Ø  Datos recogidos:

                              *Elena: 2,2 cm

                              *Oscar: 2,1 cm

                              *Víctor: 2,2 cm

                              *Fernanda: 2,2 cm

• ·    Cálculos:

       -Error absoluto:

Valores medidos	Valores medidos - media
-2.2	2.2-2.175= 0.025
-2.1	2.1-2.175= -0.075
-2.2	2.2-2.175=0.025
-2.2	2.2-2.175=0.025
2.2+2.1+2.2+2.2= 8.7 8.7:4=2.175	0.025+0.075+0.025+0.025=0.15 0.15:4=0.0375
Media: 2.175 cm	Media: 0.0375

-Error relativo:

              Error absoluto/valor exacto: 0.04/2.2 = 0.018 : 0.018 x 100 = 1.8%

  ·       Conclusión:

            La solución al problema, es 1.8% lo que significa, que no hay casi error, ya que si el                             error no supera el 5% los cálculos se pueden dar como validos.