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OBJETIVO
Este libro está dirigido a los alumnos de la Facultad de Ciencias Químicas y su objetivo es dar a conocer los conceptos básicos de Química aprendidos en el aula y complementar estos conocimientos teóricos con la parte experimental, para que de este modo, tenga un concepto claro de lo aprendido en clase. Para esto, se explicarán las nociones básicas de seguridad en el laboratorio, así como el conocimiento de las reglas para trabajar en el mismo. También se les enseñará el manejo y descripción del material de vidrio básico en un laboratorio de química inorgánica. Además de la seguridad en el empleo de los diferentes reactivos químicos. Por último, el alumno aprenderá a llevar una bitácora de trabajo de forma organizada, con las observaciones pertinentes y los cálculos necesarios para resolver los problemas que se plantean dentro del laboratorio INTRODUCCIÓN Es por esto, que este libro se ha realizado para introducir al alumno en el mundo de la química moderna. Si bien, un solo libro no puede optimizarse para toda la química inorgánica, este en particular busca de forma clara que se reafirmen los conceptos aprendidos en clase. El trabajo más importante al realizar una investigación, se lleva a cabo mucho antes de entrar al laboratorio, es por esto, que en este libro no se encontrará una introducción teórica para cada práctica, sino que se plantean diversos cuestionamientos que orientarán al alumno en el tema a realizar. Con esto, se busca que sea él quien investigue antes de entrar al laboratorio para, de esta forma, asegurar el fundamento teórico y así afianzar el mismo al finalizar la práctica. Además, después del procedimiento escrito, se les pide los diagramas de flujo para cada práctica. De preferencia utilizando dibujos o softwares especializados para que lleven una noción de cómo y con qué trabajaran durante esa sesión de laboratorio. Este manual cuenta con el espacio suficiente para que el alumno reporte sus observaciones, cálculos y conclusiones de modo que al finalizar la práctica pueda entregar el reporte de la experimentación realizada Con el fin de adquirir buenos hábitos de laboratorio, que en definitiva contribuirán a la obtención de buenos resultados en los experimentos a desarrollar, es necesario conocer las normas básicas y las medias de seguridad en un laboratorio. Por lo que a continuación se resumen ambas cuestiones.
REGLAS BÁSICAS DE LABORATORIO
No realice experimentos en ausencia del docente. Realice solo los experimentos autorizados; si desea introducir variantes, consulte con el docente sobre posibles riesgos. Use protección ocular durante la realización del trabajo. Se pueden emplear lentes de policarbonato. Las personas que usen habitualmente anteojos no requieren de otra protección para la realización de los experimentos descritos en este manual. Por supuesto, los lentes de contacto no ofrecen protección. En caso de utilizarse ácidos o sustancias volátiles, éstas pueden disolverse y concentrarse en el líquido que se encuentra entre las lentes y el globo ocular, acentuando el daño. Es conveniente usar una bata de laboratorio para proteger la ropa de manchas y salpicaduras. Los zapatos deben ser cerrados (no usar sandalias) y preferentemente con suela de goma para disminuir eventuales resbalones. Las personas que usan el cabello largo deberán llevarlo recogido. No usar cadenitas, colgantes, collares, pulseras, pañuelos o bufandas que puedan engancharse a los elementos de trabajo, produciendo vuelcos y accidentes. Queda terminantemente prohibido comer o beber en el laboratorio o durante la realización de los experimentos. Queda terminantemente prohibido fumar en el laboratorio o durante la realización de los experimentos. Queda terminantemente prohibido jugar o correr en el laboratorio. Lávese las manos con agua y jabón al terminar el trabajo Dada la diversidad de experimentos que se realizan en la Facultad, la elaboración de un texto exhaustivo es tarea difícil, por lo que el contenido de este manual debería verse complementado con las especificaciones que exija cada laboratorio. Considerando lo anterior, contestes correctamente las siguientes preguntas antes de entrar al laboratorio.
- Escriba su propia definición de accidente y consecuencias. R=Para mí un accidente es un suceso que no fue planeado intencionalmente.
- Mencione 5 formas de prevenir riesgos y accidentes Usar protección ya sea bata, lentes de seguridad, zapatos cerrados y guantes. Obedecer a las instrucciones del maestro y nunca hacer experimentos si su autorización. No jugar o correr en el área. No fumar, ni comer dentro del área Al abandonar el laboratorio lavarse las manos
- ¿Cuáles son las normas de conducta al interior del laboratorio? No correr o jugar dentro de área No comer, ni fumar. Usar protecciones (bata, guantes, lentes) No hacer experimentos sin autorización Estilizar los aparatos e instrumentos
- Mencione las medidas de seguridad que deben observarse durante el trabajo en el laboratorio. Usar bata y lentes de seguridad Considerar que se trabaja con sustancias peligrosas Limpiar cada instrumento usado para no dejar Residuos de Químicos Mantener ciertas distancia en las reacciones químicas En casos de accidentes, comunicar rápidamente, sobre qué hacer en caso de incendios o accidentes.
- Antes y durante la realización de una práctica, ¿qué debe hacer el alumno? Ponerse el equipo de seguridad adecuado seguir las instrucciones del encargado, mantener el orden en todo momento, tener cuidado con los materiales que se utilicen.
- ¿Por qué es necesario realizar un registro de los datos manejados y obtenidos de un experimento? Para saber cómo fueron realizados, su procedimiento y resultados de este.
- Investigue donde se localización la enfermería de su Institución Se encuentra en la primera edición, en el primer piso a la izquierda.
- Anote su número de afiliación a algún servicio medico
- Anote los números de emergencia a los cuales se debe recurrir en caso de algún accidente. Policía, Bomberos y Ambulancia (Hospital). 065, 066 y 911
- Indique su nombre completo, teléfonos de aviso a familiares, tipo de sangre, padecimientos y alergias.
- Investigue las clases de incendio y la forma de combatirlos Clase A: Agua o agua pulverizada. Clase B: Anhídrido Carbónico Clase C: Polvo normal o Especial. Clase D: Arena Seca
- ¿Qué se debe hacer en caso de una quemadura con ácido? Desnudar a la persona Lavarlo con agua abundante utilizando neutralizante Bicarbonato O vinagre
- ¿Qué debe hacer en caso de que una persona tenga fuego? Envolver en sabanas porque asilarlos Radiarlo con agua sin dirigir directamente el chorro de agua a su cuerpo. Desnudar y lavarlo suavemente
- ¿Cuáles serían los pasos a seguir en caso de que exista un incendio en el laboratorio? Evacuar el laboratorio Avisar a todos los compañeros de trabajo sin hacer que se forme el pánico Conservar la calma Intentar apagar con extintores ya se de agua, arena, espuma si no se puede controlar Encender la alarma de incendios. Evacuar el edificio.
Bibliografía
Servicio de Previsión de Riesgos Laborales. España: La Roja Universidad Demsa (2017) Seguridad Contra Incendios. Buenos aires Argentina Demsa Dr. A. Asamoah Boah (2000) Manual de laboratorio Suiza: Malta Departamento prevención de riesgos PUC (2011) Manual de Seguridad para laboratorio. Dpto. De Seguridad y Salud (2017) Prevención y Extinción
CUESTIONARIO.
1) Completa la siguiente tabla:
Nombre Dibujo Usos
Vaso de
precipitado
Su objetivo principal es contener liquido o sustancias químicas, también se puede utilizar para calentar y disolver o preparar reacciones químicas
Matraz Erlenmeyer
Se utiliza para calentar líquidos cuando hay peligro de perdida de evaporación. Indica un determinado volumen.
Matraz
Volumétrico
Es empleado para medir un volumen exacto de acuerdo a la capacidad del matraz el volumen es fijo.
Espátula
Es utilizada para tomar pequeñas cantidades de compuestos o sustancia sólidas, especialmente las glándulas.
Pobreza Graduada
Es usado como recipiente de líquido y gases el cual tiene como finalidad medir el volumen de los mismos.
Pipeta Graduada
Están calibrados en unidades convenientes para permitirlas transferencia de cualquier volumen desde 0.1 a 25 ml
Pipeta Volumétrica
Está hecha para entregar un volumen determinado.
Bureta
Se utiliza para emitir cantidades variables liquido con gran exactitud y precisión
Agitador
Es utilizado para mezclar o homogeneizar soluciones o solidos
Frasco para
Reactivos
Sirven para guardar disoluciones o reactivos
Vidrio de Reloj
Permite contener las sustancias, para pesar sólidos y evaporar líquidos.
Frasco con Gotero
Su función trasvasar pequeñas cantidades de líquido vertiéndolo gota a gota.
Termómetro
Es utilizado para medir temperatura, con un alto nivel de exactitud.
Tubo de ensayo
Se utiliza principalmente como contenedor de líquidos y sólidos a las cuales se les va a someter a reacciones químicas.
Gradilla para tubo
Se utiliza principalmente como contenedor de líquidos y sólidos a las cuales se les va a someter a reacciones químicas.
Cristalizador de
Vidrio
Su principal objetivo es analizar el soluto de una solución por evaporización de solvente
Triangulo y
capsula de
porcelana
Es un instrumento de laboratorio utilizado en procesos de calentamiento de sustancias.
Pizas para tubo de
ensayo
Permite sostener y manipular a las tubos de ensayo y al usarlo al calentar los tubos de ensayo sin riesgo
Pinzas para vaso
de precipitado
Sirven como aislante térmico. Se utiliza principalmente para sujetar.
Pizeta
Su función principal en el laboratorio es lavado de recipiente y materiales de vidrio
2) Clasifique como material volumétrico, no volumétrico o material
variado cada uno de los elementos de la tabla anterior
Medir Volumen Para calentar Sujetar Contener Otros Triturar -Capsula de Petri -Vaso precipitado -Tubo de ensayo
- Bureta
- Matraz Volumétrico
- Probeta -Pipeta -Tubo de ensayo -Mechero -Crisol -Capsula de Porcelana -Vaso precipitado -Pinzas para tubo de ensayo -Pinzas para vaso precipitado -Pinzad para Bureta -Soporte Universal -Pinzas para crisol -Gradilla -Frasco para reacciones -Vidrio de reloj -Frasco con gotero -Espátula -Agitador -Pizeta -Matraz Temperatura Termómetro
3) Mencione semejanzas y diferencias entre el vidrio común, el
vidrio refractario y la porcelana. Y de ejemplos de material de
laboratorio que se fabriquen con cada uno.
Semejanzas Diferencias
- Vidrio Común -Vidrio Refractario -Porcelana Puedes poner temperaturas entre ellos aunque varía cuantas. Además que los 3 materiales son amplio uso en la vida cotidiana, en la industria y sitios de trabajo La principal diferencia radica en la fragilidad de cada uno de estos mismas, se obtiene tanto de los materiales de fábrica como la temperatura en realización
4) Menciona y describe los diferentes tipos de pipetas.
Pipetas aforadas o volumétricas: Son pipetas de alta precisión y se caracterizan por poseer una ampolla calibrada para un volumen único. Pipetas graduadas: se trata de pipetas recatas con marcas en sus costados que determinan el volumen del líquido que se quiere medir. Su precisión es menor que las pipetas aforadas y pueden medir entre un rango mínimo y máximo que contienen en sus dos extremos. Pipetas Pasteur: Se caracterizan por ser generalmente de plástico blando en uno de sus extremos, este en forma de ampolla, no suelen estar calibradas. Para su llenado se oprime el extremo que actúa como un succionador al ser retirada la opresión.
Pipetas de Shali: su utilización se encuentra en el campo principalmente de la medicina ya que determina la cantidad de hemoglobina que se encuentra en el líquido. Pipetas de thoma: Está especialmente diseñada para contar glóbulos. Suelen ser de vidrios y cuanta con una graduación de más o menos 3 micros litros de incertidumbre. Se utilizan en los laboratorios de analítica clínica y cuenta, principalmente, eritrocitos y leucocitos. Micropipetas: pueden absorber hasta 500 micros litros, es decir, están diseñadas para atraer pequeñas cantidades de líquido y no es necesario su lavado. Para esto se introduce una punta nueva cada vez que se usa.
5) Escriba en qué casos en recomendable utilizar un mechero
Bunsen y en qué casos un mechero Fisher.
Bunsen: Para calentar, fundir, esterilizar y/o evaporar Fisher: Calentar recipientes, de modo similar, que el Bunsen (es más abierto y débil la llama)
6) Describa como se limpia el material de vidrio que fue utilizado en
la práctica de laboratorio
Se debe colocar en un recipiente esterilizado al material sucio conteniendo agua y jabón neutro. Para la limpieza de recipientes de vidrio tales como los tubos de ensayo, matraces, etc. Se necesita escobillas.
7) Investigue los diferentes tipos de balanzas y su uso
Balanza de resorte: Su funcionamiento está basado en una
propiedad mecánica de los resortes, que consiste en que la fuerza que ejerce un resorte es proporcional a la constante de elasticidad del resorte multiplicada por la elongación del mismo. Mientras más grande sea la masa que se coloca en el platillo de la balanza, mayor será la elongación.
Balanza de pesa deslizante: Dispone de dos masas conocidas que
se pueden desplazar sobre escalas una con una graduación macro y la otra con una graduación micro, al colocar una sustancia de masa desconocida sobre la bandeja, se determina su peso deslizando las masas sobre las escalas mencionadas hasta que se obtenga la posición de equilibrio
Balanza analítica: Funciona mediante la comparación de masas de
peso conocido con la masa de una sustancia de peso desconocido.
Balanza de saturación: Cuando se coloca una masa sobre el platillo
de pesaje y se libera la balanza del mecanismo de bloqueo, el movimiento de la viga de carga se proyecta mediante un sistema óptico a una pantalla localizada en la parte frontal del instrumento.
8) Indique cuales son los materiales especiales para realizar
mediciones de volumen
-Correo libre (22 de Noviembre de 2016) Tipos de material de laboratorio para medición. Respecto del 29 de Enero de 2019 http://torreovcle.com/tipos-de- material-de-laboratorio-para-medicion.html
PARTE 2. Incertidumbre, medidas de masa y cifras
significativas
OBJETIVO.
Que el alumno se familiarice con los métodos de tratamiento estadístico de datos y adquiera habilidad en el uso de la balanza. INTRODUCCIÓN. Las medidas de masa y volumen son fundamentales en las ciencias experimentales como la química, sin embargo, las mediciones siempre tienen algo de incertidumbre. Por ejemplo, si medimos el espesor de una moneda con una regla común, la medición sólo será confiable al milímetro más cercano, y el resultado será de 1 mm. Sería erróneo dar este resultado como 1.00 mm; dadas las limitaciones del instrumento de medición, no se sabría si el espesor real es de 1.00 mm o 0.85. Pero si se usa un micrómetro, que mide distancias de forma confiable al 0.01 mm más cercano, el resultado será 0. mm. La distinción entre estas dos mediciones radica en su incertidumbre. La medida con micrómetro tiene menor incertidumbre y es más exacta. La incertidumbre también se llama error, porque indica la máxima diferencia probable entre el valor medido y el real. La incertidumbre o el error de un valor medido dependen de la técnica empleada. Los números que se obtienen de mediciones siempre son inexactos. El equipo utilizado para medir cantidades siempre tiene limitaciones inherentes (errores de equipo), y hay diferencias en la forma en la que las personas realizan la misma medida (errores humanos). Suponga que a 5 estudiantes con 5 balanzas se les da la misma moneda para que determinen su masa. Es probable que las mediciones varíen un poco entre sí por la calibración del instrumento y por la forma en que el estudiante lea la masa de la balanza. Exactitud y precisión. Estos dos términos a menudo se confunden y por eso es importante diferenciarlos. Una medida puede ser muy precisa y al mismo tiempo inexacta. Como ejemplo considérese una serie de tiros al blanco. La exactitud se refiere a lo cerca del centro del blanco donde cae cada tiro y la precisión a que tan cerca caen entre si los diversos tiros. En la figura 1a la exactitud y la precisión son buenas; en cambio, en la figura 1b hay buena precisión y poca exactitud, mientras que la figura 1c representa una mala exactitud y precisión. Lo ideal es que toda medida sea precisa y exacta al mismo tiempo. La precisión se refiere a la reproductibilidad o concordancia de los datos de una serie de medidas que se han realizado de forma idéntica.
Figura 1. Precisión y exactitud. a) Buena exactitud y buena precisión, b) mala exactitud y buena precisión y c) mala exactitud y mala precisión. La balanza es uno de los instrumentos más importantes en un laboratorio de química. Existen diferentes tipos de balanzas, algunas son de alta precisión (del orden de 0,00001 g), llamadas balanzas de precisión o analíticas, empleadas en química analítica, en tanto que otras son de baja precisión y pueden registrar la masa de un objeto con una o dos cifras decimales. Antes de usar la balanza consulte el manual de operación o pida instrucciones al profesor. Además tenga presente que algunas sustancias químicas pueden ser corrosivas y al colocarlas directamente sobre los platillos pueden deteriorarlos. Utilice un papel filtro, un vidrio reloj o cualquier otro recipiente para pesar. Además de la precisión en las mediciones, toda operación de medida está sujeta a errores o incertidumbres. Como se mencionó anteriormente, la confiabilidad de los resultados depende de la exactitud del instrumento y del cuidado con que se haga la medición. Sin embargo siempre se cometerán errores de tipo instrumental y humano. Suponga que se pesa un vaso de precipitados en una misma balanza durante cuatro secciones diferentes y se obtuvieron los siguientes resultados: 20.52; 20.45; 20.40 y 20.43. Las diferencias que se presentan entre estos valores pueden relacionarse con errores instrumentales o con errores personales. Con una serie de datos como estos podría preguntarse ¿cuál es el mejor resultado y cuál es la incertidumbre de éste? Preguntas como estas solo se pueden responder haciendo el tratamiento estadístico de los datos. La media, media aritmética y promedio (𝑋̅ ) son términos sinónimos. Se obtiene dividiendo la suma de los resultados de una serie de medidas por el número de determinaciones. Por ejemplo, la media o promedio de una serie de medidas como las mencionadas anteriormente (20.52; 20.45; 20.40 y 20.43) se calcula así. La media en este caso representa el mejor valor, pero no garantiza que sea el verdadero. El valor verdadero en una ciencia experimental no existe, el error
3) ¿Qué son las cifras significativas?
Son aquellas que tiene un significado real y por lo tanto alguna información experimenta es inexacta y se debe expresar y con cifras significativas.
- Determine el número de cifras significativas de los valores obtenidos experimentalmente Media $.50 $1 $2 $5 $ Regla 2.11cm 2.05 cm 2.cm 2.5 cm 2.73 cm Cinta de medir 2 cm 2.15 cm 2.15cm 2.5 cm 2.6 cm Sofía Berenice Fátima Eduardo -Regla $. -Cinta de medir Diametro:2.1cm Diámetro: 2cm Diametro:2.15cm Diámetro: 1.9cm Diametro:2.3cm Diámetro: 2cm Diametro:2.1cm Diámetro: 2.3cm Regla $ -Cinta de medir Diametro:2cm Diámetro:1.9cm Diametro:2.1cm Diámetro:1.8cm Diametro:2.0cm Diámetro:1.95cm Diametro:2.05cm Diámetro: 2cm Regla $ -Cinta de medir Diametro:2.2cm Diámetro: 2.1cm Diametro:2.3cm Diámetro: 2.2cm Diametro:2.2cm Diámetro: 2.1cm Diametro:2.3cm Diámetro: 2.2cm Regla $ -Cinta de medir Diametro:2.5cm Diámetro: 2.4cm Diametro:2.5cm Diámetro: 2.3cm Diametro:2.5cm Diámetro: 2.4cm Diametro:2.5cm Diámetro: 1.9cm Regla $ -Cinta de medir Diametro:2.7cm Diámetro: 2.6cm Diametro:2.15cm Diámetro: 2.7cm Diametro:2.8cm Diámetro: 2.5cm Diametro:2.7cm Diámetro: 2.6cm
- Determine la media, la desviación estándar y la incertidumbre de cada uno de los valores obtenidos en la balanza. 111.5+102.55 =107. Peso Sofía Bere Fátima Eduardo Vaso 111.5g 111.5 111.52 111. Matraz 102.55 102.55 102.55 102.
REFERENCIAS. -Concepto de función (2011) Defunción de aritmética. Resuperado el 31 de Enero de 2019 http://Concetosdedfiniciones.de/aritetica -Khan Academy (2016) Calcular la desviación estándar paso a paso. Recuperado 31 de Enero de 2019 de http://khanacadey.org/math/probailty/data-distributios -Romero f.M (2016) Los lagartos terribles. Recuperación el 31 de Enero de 2019 de http://www.escritocientificos.es/trab21a40/cifrassiginificativas/00cifras.htm
PRÁCTICA 1: Cambios Físicos y Químicos.
OBJETIVO.
Que el alumno aprenda a diferenciar los fenómenos físicos de los fenómenos químicos.
INTRODUCCIÓN.
Muchas veces la aparición de burbujas es un indicio de que se está produciendo una transformación química. Sin embargo, en otras ocasiones, las burbujas se originan como consecuencia de procesos físicos.
MATERIALES Y REACTIVOS:
1 Agitador 1 Vaso de precipitados 1 Mechero 1 Vidrio de reloj 1 Popote Agua destilada Botella de refresco o agua mineral gasificada 1 Tableta de algún medicamento efervescente Polvo de hornear 1 Limón Detergente 1 Huevo crudo Carbonato de calcio Acetona Poliestireno espumado (nieve seca)
Toxicidades
Diagrama de flujo
