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7/22/2019 Manual de Laboratorio QUI117
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Universidad Nacional Andrs BelloFacultad de Ecologa y Recursos Naturales
Departamento de Ciencias Qumicas
Manual del Alumno
Laboratorio de Qumica General e InorgnicaQUI-117
Dr.PatricioMuozConcha2Semestre2010
Revisado porDr. Pablo Jaque
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Prlogo
Este Manual del Alumno del curso Laboratorio de Qumica General e Inorgnica, QUI-117, es el
complemento final del curso Qumica General e Inorgnica, QUI-116.
Estos cursos estn especialmente dirigidos a los alumnos de Odontologa, y son impartidos por el
Departamento de Ciencias Qumicas de nuestra Universidad.
El objetivo primordial de estos cursos de Qumica General e Inorgnica, QUI-116 y QUI-117, ha sido
el otorgar los conocimientos tericos y prcticos en Qumica General y en Qumica Inorgnica aplicada
a la Odontologa, a los alumnos de esta carrera, de tal forma de hacer un muy buen complemento para
su futura formacin profesional.
En esta manual, se encuentran una serie de prcticas de laboratorio, cuya base principal, son los
conocimientos adquiridos por el alumno en el curso previo, Qumica General e Inorgnica. As, ambos
cursos en su conjunto son un todo.
Cada prctica de laboratorio comienza con una pequea Introduccin, la que debe ser complementada
por el propio alumno. Para este efecto, hay una Bibliografa especialmente dirigida a cada prctica.
Luego le sigue un Pre-laboratorio, el que debe ser resuelto en su totalidad por el alumno como trabajoprevio y necesario a cada paso prctico. Por lo tanto, es de vital importancia que cada alumno realice
este trabajo previo en forma responsable y concienzudamente, para asegurar el xito en este curso.
Como toda primera edicin, todo libro puede tener pequeos errores de edicin. Por favor, nuestras
ms sinceras disculpas, y agradeceremos de antemano, tanto a los estudiantes como profesores, por las
posibles sugerencias y comentarios que deseen efectuarnos que permitan mejorar las futuras ediciones.
Atentamente,
Dr. Patricio Muoz Concha
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ndice
Pg
1. Instrucciones generales 1
2. Precisin y exactitud 3
3. Material general e instrumentacin bsica en un laboratorio de qumica 4
4. Prctico N 1, Mediciones de masa y volumen 19
5. Prctico N 2, Tipos de reacciones qumicas 25
6. Prctico N 3, Estequiometra, Ley de conservacin de la masa 34
7. Prctico N 4, Equilibrio Qumico 42
8. Prctico N 5, Preparacin de Disoluciones 46
9. Prctico N 6, Reacciones cido-base (I) 52
10. Prctico N 7, Reacciones cido-base (II), Capacidad Tamponante de la Saliva 58
11. Prctico N 8, Desmineralizacin de una Pieza Dental (I) 63
12. Prctico N 9, Desmineralizacin de una Pieza Dental (II) 69
13. Prctico N 10, Determinacin Colorimtrica de Fluoruros, Mtodo Spands 73
14. Prctico N 11, Extraccin de una Sustancia Natural, Eugenol 79
15. Prctico N 12, Reacciones en Qumica Orgnica 8416. Prctico N 13, Prctico Recuperativo, Coloides 90
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INSTRUCCIONES GENERALES
El trabajo de laboratorio requiere que los alumnos dominen el tema que se va a desarrollar en la
prctica.
El alumno DEBE leer cuidadosamente todas las instrucciones antes de comenzar su trabajo en el
laboratorio.
Los alumnos deben presentarse puntualmente al trabajo prctico trayendo consigo lo siguiente:
a) Su cuaderno de laboratorio.
b) Su delantal.
c) La gua de laboratorio a realizar ya estudiada.
Precauciones Generales
El laboratorio qumico es potencialmente un lugar peligroso donde se encuentran lquidos inflamables,
material de vidrio frgil, aparatos elctricos y compuestos qumicos corrosivos y venenosos. Sin
embargo, si se toman las precauciones adecuadas y se siguen los procedimientos de seguridad, no
ofrece mayor riesgo que cualquier otro lugar de trabajo.
1. Al entrar por primera vez a un laboratorio, debemos ubicar el lugar donde se encuentran los
extintores, el funcionamiento de los extractores y las llaves que corresponden al gas y al agua.
2. Los cidos concentrados deben permanecer siempre bajo campana. Si tiene que medir algn
volumen, tome todas las precauciones del caso consultando al Docente a cargo.
3. Mientras se encuentre en el laboratorio, toda personadebe usar anteojos de seguridad.
4. Durante la permanencia en el laboratorio, toda persona debe utilizar un delantal, que tiene que
permanecer abotonado y con los puos ajustados.
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5. Los mesones del laboratorio deben estar limpios y despejados para trabajar en forma cmoda y
segura. Sobre estos mesones no deben dejarse libros, mochilas o prendas personales.
6. Los pasillos del laboratorio deben permanecer despejados, sin mochilas ni ningn otro tipo de
objeto.
7. No debe realizar experimento no autorizados o sin adecuada supervisin.
8. Las personas de pelo largo, deben mantenerlo recogido durante toda la seccin de laboratorio.
9. Toda persona debe usar zapatos cerrados para proteger sus pies.
10. En el laboratorio no se debe comer, beber ni fumar. Tampoco debe frotarse los ojos mientras trabaja
ya que las manos pueden estar contaminadas con sustancias qumicas. Si es necesario, use guantes
de ltex u otro material protector.
11. No debe llevarse a la boca ningn compuesto qumico, ni oler o inhalar directamente ninguna
sustancia. Todos los compuestos qumicos son txicos para usted.
12. Antes de calentar o mezclar reactivos qumicos, debe estar seguro de hacerlo en forma adecuada. Sidesconoce las precauciones o el modo de operar, debe consultar con el Docente a cargo.
13. EN CASO DE ALGN ACCIDENTE, AVISE INMEDIATAMENTE A SU PROFESOR O
AYUDANTE.
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PRECISIN Y EXACTITUD
Al hacer una medicin de algn fenmeno experimental con la ayuda de algn instrumento, es
conveniente tener bien clara la diferencia entre dos trminos muy utilizados en este mbito: precisin y
exactitud.
La exactitud indica cun cerca se est de un valor real de una cantidad medida. Por lo tanto, dice
relacin con el error de una medicin.
Laprecisin dice cunto concuerdan dos o ms mediciones experimentales realizadas en condiciones
idnticas. Por lo tanto dice relacin con la incerteza, la precisin o la desviacin de los datos obtenidos.
El esquema siguiente representa distintas situaciones que permiten esclarecer la diferencia entre estos
dos trminos, de forma que sean usados y manejados en forma correcta.
Valor verdadero o aceptado
Buena precisin y exactitud. Instrumento adecuado ybuena tcnica
Buena precisin, pero poca exactitud. Error sistemtico.
Poca precisin, pero buena exactitud. Los errores secompensan.
Poca precisin y poca exactitud. Instrumento noadecuado y mala tcnica.
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MATERIAL GENERAL E INSTRUMENTACIN BSICA EN UNLABORATORIO DE QUMICA
Hay muchas operaciones que son bsicos e indispensables en un laboratorio qumico, por lo que se
requiere de un conocimiento previo de stas y del material utilizado para llevarlas a cabo. Estas
operaciones bsicas pueden ser: calentar una sustancia, medir una temperatura, medir una masa, medir
un volumen, lavar y secar materia, etc. Para ello, revisemos las operaciones bsicas para este efecto.
I. Sistemas de calefaccin.
Existen muchos sistemas de calefaccin en un laboratorio qumico, tales como mecheros, planchas
calefactoras, mantas calefactoras, estufas elctricas, etc. El sistema que se utilice depender del tipo de
sustancia y del proceso que se requiera emplear.
1) Estufas elctricas.
Una estufa elctrica est destinada para el secado de materiales, ya sea de compuestos slidos o de
materiales de laboratorio. Pueden alcanzar una temperatura relativamente baja, generalmente hasta 150
C y algunas de ellas vienen equipadas con un sistema de conveccin de aire para un secado ms
rpido.
2) Mantos calefactores.
Un manto calefactor calienta mediante una resistencia elctrica aislada por un manto de lana de vidrio.
Consta tambin de un sistema de regulacin de la temperatura, es decir, de un termostato. Se utiliza
para el calentamiento uniforme, gradual y prolongado de productos generalmente inflamables. Es
usado entonces para el calentamiento de balones, como los balones de destilacin, matraces o cualquier
otro material de vidrio que contenga sustancias inflamables o termolbiles y que requieran de un
calentamiento prolongado.
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3) Placa o plancha calefactora
Una placa o plancha calefactora consiste en una plancha metlica que se calienta mediante una
resistencia elctrica con temperatura regulable mediante un termostato. Generalmente vienes provista
de un sistema para la agitacin magntica. Por lo tanto, este tipo de aparatos calienta y agita a la vez.
Se utiliza paracalentar en forma directa utensilios de fondo plano, requieran o no agitacin.
4) Mecheros
Los mecheros constituyen el mtodo de calefaccin ms comn a emplear en un laboratorio qumico.
Se utiliza paracalentar sustancias NO inflamables o NO termolbiles, cuyo control del calor no es tan
riguroso.Para calentamiento de sustancias inflamables o termolbiles, utilice siempre una placa un
manto calefactor. El mechero ms simple y el ms bsico es el mechero Bunsen. Este mechero se
utiliza mucho en los laboratorios debido a que proporciona una llama caliente, constante y sin humo.
Debe su nombre al qumico alemn Robert Wilhelm Bunsen, quien lo invent y populariz su uso.
Consta de un quemador, un tubo de metal corto y vertical, que se conecta a una fuente de gas y se
perfora en la parte inferior para que entre aire. La corriente de aire se controla mediante un anillo
situado en la parte inferior del tubo. Cuando su temperatura es ms alta, la llama tiene un cono azul en
el centro y puede alcanzar los 1.500 C. Al mechero bunsen se le han hecho algunas modificaciones,
tanto para regular el flujo de gas y/o del aire y optimizar el calentamiento. Cada uno de ellos lleva el
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nombre del inventor, tales como el mechero Mecker, inventado por Georges Mecker, y el mechero
Tecl, inventado por Nicolae Tecl.
Mechero Bunsen Mechero Mecker Mechero Tecl
II. Medicin de la temperatura.
Se define temperatura. (Del lat. temperatra) como la magnitud fsica que expresa el grado o nivel de
calor de los cuerpos o del ambiente. Su unidad en el Sistema Internacional es el kelvin (K).
La medicin de la temperatura se realiza con los termmetros. El termmetro ms utilizado es el de
mercurio, formado por un capilar de vidrio de dimetro uniforme comunicado por un extremo con una
ampolla llena de mercurio. El conjunto est sellado para mantener un vaco parcial en el capilar.
Cuando la temperatura aumenta, el mercurio se dilata y asciende por el capilar. La temperatura se
puede leer en una escala situada junto al capilar. El termmetro de mercurio es muy utilizado para
medir temperaturas ordinarias; tambin se emplean otros lquidos como alcohol o ter.
Termmetro de mercurio Termmetro de alcohol
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El mercurio es un elemento altamente txico. Sus vapores pueden producir daos irreversibles en el
cerebro, hgado y rin. Si un termmetro de mercurio se rompe, avise inmediatamente al docente a
cargo del laboratorio.
III. Mediciones de masa.La determinacin de la masa de un cuerpo se realiza por comparacin de pesos entre dos objetos, uno
de masa conocida y el otro de masa que se desea conocer. El instrumento para medir la masa de un
cuerpo se denomina balanza, y esta accin se llama pesar. Por lo tanto, el instrumento para pesar es la
balanza.
Pesar (Del lat. pensre). Determinar el peso, o ms propiamente, la masa de algo por medio de la
balanza o de otro instrumento equivalente.
Existen diferentes tipos de balanza y la eleccin de una u otra debe hacerse teniendo en cuenta la
cantidad de masa a pesar y la precisin que se requiere en la medida.
1) Balanza granataria
Se utiliza una balanza granataria cuando se desea pesar una cantidad considerable de sustancia
(generalmente masas superiores a 1,0 gramo), o cuando no se requiere de mayor precisin en el
resultado. Actualmente, la mayora de las balanzas granatarias son electrnicas y entregan una
incertidumbre de hasta 10-2 g.
2) Balanza analtica
Cuando se requiere degran precisin en la medida de la masa de una sustancia, como es el caso de los
anlisis cuantitativos, se utiliza una balanza de precisin o analtica, la que entrega una incerteza de
hasta 10-4 10-5 g. Estas balanzas son instrumentos muy delicados y deben instalarse en lugares
protegidos de la humedad, cambios de temperatura y vibraciones. Al manipular una balanza analtica se
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deben seguir rigurosamente las instrucciones dadas por el Docente a cargo, o bien, las indicadas en el
catlogo correspondiente.
Precauciones generales para el uso de una balanza
i. Se debe mantener el lugar limpio y seco.
ii. No se deben pesar sustancias o elementos que no se encuentren a temperatura ambiente.
iii. Las sustancias se deben pesar en recipientes adecuados yNO directamente sobre el plato de la
balanza.
iv. Al finalizar la pesada, se debe dejar retirar el objeto ya pesado y volver la balanza a cero (tarar).
La balanza debe quedar apagada (standby) yperfectamente limpia.
v. La utilizacin de la balanza analtica debe hacerse bajo la supervisin de un docente.
IV. Mediciones de volumen.
Para trabajar en el laboratorio qumico, es necesario tener un conocimiento bsico del material de
vidrio que se requiere y su adecuada utilizacin.
El volumen es la magnitud fsica que expresa la extensin de un cuerpo en tres dimensiones: largo,
ancho y alto. Su unidad en el Sistema Internacional es el metro cbico (m 3). Dada la pequea
envergadura de las operaciones que se realizan el laboratorio qumico, los volmenes se miden,
generalmente en centmetros cbicos (cm3). Frecuentemente, el volumen de un slido se mide en las
unidades mencionadas anteriormente. Sin embargo, para medir el volumen de un lquido, se usa la
unidad de volumen litro (L). De acuerdo con el Sistema Mtrico Decimal, el litro es la unidad de
capacidad que equivale al volumen de un decmetro cbico.
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1) Probetas
Las probetas se utilizan para entregar un volumen determinado de lquido, por vaciado. Existen
probetas de muchas capacidades, siendo las ms utilizadas las de 10, 25, 50, 100 y 250 mL de
capacidad respectivamente. Debido a la graduacin con que las probetas entregan un determinado
volumen, no son tiles cuando se requiere una gran precisin en la medicin. Se podra decir entonces,
y sin riesgo de equivocacin, que una probeta entrega un volumen aproximado de lquido.
Para leer correctamente el volumen de un lquido en una probeta, o en cualquier otro material de vidrio
graduado para medir volmenes de lquidos, el ojo del observador debe estar siempre a la misma
altura que el menisco formado por el lquido, para evitar el error de paralaje que resultara al leer porsobre o por debajo del menisco.
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2) Pipetas graduadas
Las pipetas graduadas permiten medir fracciones de volumen de lquidos con una precisin
aceptable. Las pipetas graduadas de uso ms frecuente en un laboratorio qumico, tienen un volumen
de 5 y 10 mL respectivamente, generalmente graduadas en dcimas del volumen que contienen.
3) Pipetas volumtricas
Las pipetas volumtricas se utilizan para transferir volmenes fijos y exactos de lquido. Las pipetas
volumtricas de uso ms frecuente en un laboratorio qumico contienen un volumen de 1, 2, 5, 10, 25 y50 mL respectivamente.
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Usos de las pipetas
i. Las pipetas se llenan por succin, ya sea aspirando por la boca cuando se trata de lquidos
inofensivos o disoluciones muy diluidas, o bien, succionando con una pera de goma llamada
propipeta, si las sustancias son txicas o corrosivas. En lo posible, se debe preferir siempre este
ltimo mtodo.
ii. Las pipetas, as como todo material de vidrio destinado a la medicin de volmenes, debe ser
previamente ambientada con el lquido a medir. La nica excepcin a esta regla es que el
material de vidrio se encuentre perfectamente limpio y seco. Si el material de vidrio se
encuentra limpio, pero mojado, se hace escurrir una pequea porcin del lquido a medir por las
paredes internas del instrumento a utilizar. Por supuesto, este lquido que se ha utilizado para
ambientar, debe ser desechado. Este proceso tiene como finalidad evitar toda alteracin de la
sustancia a medir, ya sea en su composicin o su concentracin.iii. Al vaciar una pipeta, y debido al fenmeno de capilaridad de los lquidos, en la boquilla siempre
queda remanente una pequea porcin del lquido a medir. Este volumen ya ha sido
considerado al calibrar la pipeta, por lo tanto, no debe ser forzado a salir. Una pipeta JAMAS se
sopla o se agita para remover este lquido retenido.
4) Buretas
La bureta es un tubo graduado provisto de una llave de paso para proporcionar un volumen deseado de
un lquido. Las buretas entregan volmenes determinados de lquidos en forma muy precisa, con una
incertidumbre del orden de la centsima del mL ( 0,01 mL)
En el uso de la bureta se debe tener la precaucin de eliminar totalmente las posibles burbujas de aire
que puedan quedar en la boquilla, antes de realizar la medicin. Adems, el vaciado de la bureta debe
ser lento, para que el lquido tenga el tiempo suficiente para escurrir y la lectura sea correcta.
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En el montaje de la bureta en el soporte universal, debe hacerse poniendo sta en la pinza para buretas a
1/3 de su largo, medido desde la boquilla, ya que sta es centro de gravedad de la bureta, para
minimizar la posibilidad de fractura.
5) Vaso de precipitados
El vaso de precipitados es un recipiente de vidrio, generalmente graduado, que sirve para contener
lquidos con un volumen muy aproximado. Se utiliza principalmente para disolver sustancias y para
realizar reacciones que no requieran de un calentamiento prolongado que no desprendan vaporestxicos o corrosivos. Los ms comunes tienen una capacidad de 25 mL, hasta incluso, 2,0 L.
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6) Matraz erlenmeyer
Los matraces erlenmeyer son recipientes de vidrio, generalmente graduados, que contiene un volumen
aproximado de lquido. Por su forma cnica, es especialmente til cuando se requiere tener un volumen
de lquido en constante agitacin ya que, por su forma, el lquido no salpica fuera del recipiente.
Tambin son tiles para calentar sustancias durante periodos cortos. Al igual que los vasos deprecipitados, los hay de diferentes capacidades, con volmenes que fluctan generalmente desde 25 mL
hasta 2,0 L.
7) Matraz de aforo o aforado
El matraz de aforo es un material de vidrio calibrado para contener un volumen especfico de lquido.
Se utilizan para preparar disoluciones. Estos matraces deben permanecer tapados para evitar la
evaporacin del disolvente de la disolucin.
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V. Otros materiales de uso comn en el laboratorio de qumica
1) Vidrio de reloj
El vidrio de reloj es una lmina de vidrio de forma circular cncava-convexa. Se llama as porque se
parece al vidrio de los antiguos relojes de bolsillo. Se utiliza en qumica para evaporar lquidos, pesar
productos slidos o como cubierta de vasos de precipitados.
2) Varilla de vidrio o bagueta
La varilla de vidrio o bagueta es un fino cilindro macizo de vidrio que sirve para agitar disoluciones, o
para guiar un fluido de lquido evitando perdidas por escurrimiento.
3) Frasco lavador o piseta
El frasco lavador o piseta es un frasco de polietileno, generalmente transparente e incoloro, que
contiene agua destilada. Unfrasco lavador debe siempre contener agua destilada. Si la piseta contiene
algn otro liquido, DEBE rotularse. Sirve para suministrar pequeos chorros de agua, que se utilizan
para ayudar a arrastra slidos desde las paredes del contenedor, lavar precipitados, aforar matraces o
cuando se requiera agua destilada en algn procedimiento.
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En el laboratorio el lquido ms utilizado es agua destilada. Existen bidones con llave que contiene
agua destilada, la que se considera como un reactivo mas del laboratorio. Para evitar la contaminacin
del agua destilada, siempre se saca sta hacia la piseta, nunca se usa directamente del bidn. Cuando
necesite sacar una alcuota de agua destilada, NUNCA la saque directamente de la piseta. Vierta un
poco de agua en un vaso perfectamente limpio (recuerde que si esta hmedo, debe ser ambientado) y
saque desde el vaso la alcuota de agua necesaria.
4) Embudo Bchner
El embudo Bchner, inventado por el qumico alemn Eduard Buchner (1860-1917), se utiliza para
para realizar filtraciones al vacio. Es un embudo de porcelana que tiene un cilindro separado por una
placa cribada o perforada. El material filtrante, usualmente papel de filtro, es ubicado sobre la placa. El
lquido a ser filtrado es volcado dentro del cilindro y succionado a travs de la placa cribada por unabomba de vaco. Este tipo de embudo se utiliza en las filtraciones de suspensiones que contienen
slidos relativamente grandes. Si se realiza con slidos muy pequeos, al realizar el vaco y al ser
succionado, puede pasar a travs de la placa filtrante.
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5) Matraz Kitasato
Pocas personas asocia el nombre del matraz Kitasato al del mdico y bacterilogo japons Shibasaburo
Kitasato (1852 1931). Sin embargo, el dispositivo que lleva su nombre es uno de los ms habituales
en nuestros laboratorios. De gran utilidad para realizar filtraciones con ayuda de vaco es conocido
tambin como matraz, frasco o filtro de Kitasato. Este matraz tiene la misma forma que el matraz de
Erlenmeyer comn, pero en el cuello de dicho matraz se ha practicado un orificio y se le ha unido un
tramo de tubo de vidrio para permitir su conexin a diferentes dispositivos y aparatos. Habitualmente
se emplea, junto con un embudo Bchner, como equipo de filtracin. Para ello, se tapa la boca del
matraz con un tapn de caucho al que se le ha practicado un orificio, de modo que se ajuste a ese
orificio y lo atraviese el extremo ms estrecho del filtro. Una vez montado el dispositivo, se vierte
sobre el filtro el lquido a filtrar y por el orificio practicado en el cuello del matraz se succiona con
ayuda de una bomba de vaco. De esta manera se fuerza el paso del lquido por el filtro recogindose el
filtrado en el matraz
6) Nueces
Las nueces metlicas son unos tornillos que permiten el montaje de instrumentos u otros materiales del
laboratorio qumico en el soporte universal.
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7) Soporte universal
El soporte universal es un material que se utiliza en laboratorio para realizar montajes con los
materiales presentes en el laboratorio. El soporte universal esta hecho de fierro forjado y, en los de
mejor calidad, de acero inoxidable. Est formado por una base o pie en forma de semicrculo o de
rectngulo, y desde el centro de uno de los lados, tiene una varilla cilndrica que sirve para sujetar otros
elementos a travs de unas pinzas metlicas llamadas nueces.
8) Pizas metlicas
Las pinzas metlicas permite, junto con la nuez de metal, el montaje de aparatos en el soporte universal
Pinza para bureta, conocidacomnmente como mariposa
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9) Embudo de decantacin o separacin
El embudo de decantacin o de separacin es un recipiente de vidrio de forma cnica. Presenta un
desage inferior, cuyo flujo puede ser regulado mediante una espita o vlvula. En la parte superior
presenta una boca por la que se procede a cargar su interior. Es un instrumento especialmente indicado
para separar lquidos inmiscibles que se separan, por diferencia de densidades mediante una interface
bien diferenciada. Estos embudos generalmente tiene una llave de tefln y esta provistos de un corcho
o tapa plstica que permite mantener la boca superior del embudo cerrada o tapada. El embudo de
separacin se monta en el soporte universal en forma vertical con la ayuda de una argolla metlica.
10) Esptulas
Una esptula es una herramienta que consiste en una lmina plana de metal con agarradera o mango
similar a un cuchillo con punta roma. Se utiliza para tomar pequeas cantidades de compuestos que son
bsicamente polvo. Se lo clasifica dentro del material de metal y es comn encontrar en tcnicas el
trmino punta de esptula para referirse a esa cantidad de slido pequea sin necesidad de ser pesada.
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LaboratoriodeQumicaGeneraleInorgnica/PRACTICON1:MedicionesdeMasayVolumen/Dr.PatricioMuozConcha 19
A. Introduccin
I. Medicin de Masas
Laboratorio N 1Mediciones de Masa y Volumen
La qumica es una ciencia experimental. Los resultados de los experimentos se determinan
frecuentemente efectuando mediciones. En el trabajo de laboratorio las cantidades comnmente
medidas son la masa, longitud, volumen, presin, temperatura y tiempo.
Frecuentemente en la vida diaria se usan los trminos masa y peso como sinnimos, pero su significado
real es diferente. En ciencia se define la masa de un cuerpo como la cantidad de materia que hay en
dicho cuerpo. La masa de un cuerpo es una cantidad invariable e independiente de la posicin del
objeto respecto a la Tierra. La masa de un cuerpose puede medir en una balanza al compararla con
una masa patrn.
Se define como el peso de un cuerpo a la medida de la atraccin gravitacional que ejerce la Tierra
respecto a ese cuerpo. El peso de un objeto se mide con un instrumento llamado dinammetro,
instrumento muy parecido a una pesa comn utilizadas en las ferias libres. A diferencia de la masa, el
peso vara en relacin con la posicin o la distancia del objeto respecto a la Tierra.
El gramo (g) es una unidad para la medicin de la masa de un cuerpo y algunos de sus mltiplos y
submltiplos son los siguientes:
Unidad Abreviatura Equivalente en gramos Equivalente
exponencialKilogramo
Gramo
Miligramo
Microgramo
kg
g
mg
g
1.000 g
1 g
0,001 g
0,000001 g
10 g
10 0 g
10 -3 g
10 -6 g
Para medir la masa de un cuerpo se necesita una balanza. Existen diferentes tipos de balanzas y, la
eleccin de la ms adecuada, depende de la cantidad de masa a medir y de la precisin que se requiere
en los resultados. Cuando se requiere medir una cantidad considerable de masa, o cuando no se
requiere una gran precisin en la medicin, se utiliza una balanza granataria, la que puede ser
mecnica o electrnica. Cuando se realizan anlisis cuantitativos, de gran precisin en la medicin de
la masa, se utiliza una balanza de precisin o analtica, la que puede entregar valores de hasta 10 4
10 5 g. Estas balanzas son instrumentos muy delicados y deben manipularse con mucho cuidado.
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LaboratoriodeQumicaGeneraleInorgnica/PRACTICON1:MedicionesdeMasayVolumen/Dr.PatricioMuozConcha 20
II. Medicin de Volmenes
Se llama volumen de un cuerpo, a la cantidad de espacio que ocupa dicho cuerpo . La unidad de
volumen en el SI es el metro cbico (m3), generalmente utilizada para medir el volumen de los slidos.
La unidad de volumen para los lquidos es el litro (L), que corresponde al volumen que ocupa 1,0 kg de
agua a su densidad mxima. La densidad mxima del agua es a 4,0 C y el volumen ocupado
corresponde a 1,0 decmetro cbico. A una temperatura diferente, se pierde esta equivalencia (1 dm3
equivale a 1,0 L).
Existe una variada gama de materiales para medir o contener lquidos en el laboratorio, llamado
comnmente como material de vidrio. La eleccin del material de vidrio adecuado depende de las
necesidades y de la cantidad de lquido a medir.
Los materiales de vidrio ms utilizadas para medir lquidos son las probetas, buretas, pipetas
volumtricas, pipetas graduadas y las jeringas. Los materiales de vidrio ms utilizados para contener
lquidos son los vasos de precipitados, matraces de aforo y matraces Erlenmeyer. Se debe destacar que
un material de vidrio para contener lquidos es aquel que esta graduado o calibrado para contener, y no
entregar, un determinado volumen de lquido a una temperatura dada, y viceversa. Un material de
vidrio volumtrico es aquel que contiene o transfiere volmenes exactos de lquidos, y estn
adecuadamente calibrados a una temperatura dada. Son materiales volumtricos las pipetas
volumtricas o aforadas, las buretas y los matraces de aforo. Un material de vidrio graduado es aquel
que contiene o transfiere un volumen aproximado de lquido. Aqu se encuentran las probetas, pipetas
graduadas, vasos de precipitados, matraces Erlenmeyer y las jeringas.
B. Lecturas Recomendadas.
Para una mayor profundizacin sobre este tema, le recomendamos las siguientes lecturas adicionales:
1) Qumica, La Ciencia Central, Brown, Th. L, 7 Ed., 1998:
i. Unidades de medicin: pginas 14 18.
ii. La incertidumbre de medir: pginas 21 25.
iii. Anlisis dimensional: pginas 25 29.
2) Qumica General, Petrucci, R. H., 8 Ed., 2003:
i. Unidades de medicin: pginas 8 14.
ii. La incertidumbre de medir: pginas 18 23.
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C. Pre-Laboratorio
Para la buena realizacin de su prctica de laboratorio, usted DEBE realizar el siguiente pre-
laboratorio.
1. Averige, en un buen diccionario de la lengua espaola, si las palabras masar y masada estn
aceptadas por la Real Academia de la Lengua Espaola. Si lo estn. Anote su significado.
2. Defina los siguientes conceptos:
a) Pesar.
b) Pesada.
c) Volumen.
d) Alcuota.
e) Balanza.
f) Pesa.
g) Masa.
h) Peso.
i) Precisin.
j) Exactitud.
k) Sensibilidad (de una medida)
3. Cul es la diferencia entre precisin y exactitud?
4. Qu es un material volumtrico de laboratorio?
5. Una balanza granataria puede pesar hasta la centsima de gramo. En cambio, una balanza analtica
puede pesar hasta diez milsimas de gramo. Cul de los dos instrumentos de medicin es ms
sensible?
6. Una tapa de lpiz de pasta se pes tanto en una balanza analtica como en una balanza granataria,dando los siguientes resultados:
i) balanza granataria: 1,05 g
ii) balanza analtica: 1,0487 g
a) Cul de los dos valores es ms preciso?
b) Cul de los dos valores es ms exacto?
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c) Cul de las dos balanzas es ms sensible?
d) Exprese ambos resultados en:
i) mg
ii) g
iii) kg
iv) Toneladas.
7. Efecte las siguientes conversiones, use notacin cientfica si es necesario.
a) 5,05 g a kg b)
2,05 L a dL c)
0,054 g a mg d) 5
x 10-3 g a g
e) 500 mL a Lf) 2,5 mL a L
g) 5,7 x 105 g a toneladas
h) 3,5 x 10-3 L a L
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PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Materiales:
1 gradilla10 tubos de ensayo1 pipeta graduada de 10 mLPipetas volumtricas de 10 y 25 mL
Vasos de precipitados de 25, 100 y 250 mLMatraces de aforo de 50, 100 y 250 mL1 bureta de 50 mL2 Probetas de 50 mL2 Probetas de 100 mLEtiquetas para marcar o marcadores para vidrioBalanzas analticas y granatarias1 objeto pequeo (clip, tapa de lpiz, etc.)1 Pinza metlicaAgua destilada.
Parte experimental
I.- Medicin de volmenes.
A. Exactitud en la medicin de volmenes
Procedimiento 1:
1. Separe dos tubos de ensayo secos, etiqutelos y colquelos en la gradilla.
2. Llene adecuadamente la bureta con agua destilada hasta un volumen aproximado de
30 mL. Para el uso adecuado de la bureta, siga las instrucciones de su Profesor.
3. Agregue cuidadosamente una alcuota de 5 mL de agua en el primer tubo y marque este volumen.Repita este mismo procedimiento hasta completar 15 mL.
4. Ahora, utilizando la pipeta graduada, agregue cuidadosamente una alcuota de 5 mL de agua en el
segundo tubo y marque este volumen. Repita este mismo procedimiento hasta completar 15 mL.
Consulte con su Profesor el uso adecuado de la pipeta graduada.
5. Compare los volmenes medidos y discuta sobre sus resultados.
Procedimiento 2:
1. Separe otros dos tubos de ensayo secos, etiqutelos y colquelos en la gradilla.
2. Agregue cuidadosamente con la pipeta graduada una alcuota de 10 mL de agua destilada al primer
tubo. Marque ese volumen.
3. Con la pipeta volumtrica, agregue cuidadosamente una alcuota de 10 mL de agua al segundo
tubo. Marque ese volumen.
4. Compare los volmenes medidos y discuta sobre sus resultados.
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B. Diferencia entre contener y entregar volmenes.
1. Separe dos probetas de 100 mL iguales limpias y secas. Pngale una etiqueta para marcar, estas
probetas sern sus instrumentos de referencia.
2. Mida cuidadosamente 50 mL de agua destilada con la bureta. Agregue este volumen a la primera
probeta y mrquelo.
3. Mida cuidadosamente 50 mL de agua destilada con el matraz de aforo de 50 mL. Agregue estevolumen en la segunda probeta y mrquelo.
Consulte con su Profesor el uso adecuado del matraz de aforo si es necesario.
4. Compare los volmenes medidos y discuta sobre sus resultados.
Recuerde que las probetasNOson el material de referencia. El material de referencia es la bureta.
C. Sensibilidad en la medicin de volmenes.
1. Separe los siguientes materiales:
1 vaso de precipitados de 25 y 100 mL
1 matraz de aforo de 50 y 100 mL
1 probeta de 50 y 100 mL
2. Llene cuidadosamente cada material hasta su mximo volumen permitido con agua destilada.
3. Adicione cuidadosamente con la pipeta graduada 5 mL de agua destilada a cada material de vidrio.
4. Compare los nuevos volmenes obtenidos y discuta sobre sus resultados.
II.- Medicin de masas.
Antes de realizar esta prctica, consulte con su Profesor el uso adecuado de las balanzas analticas y
granatarias.
1. Tome un objeto pequeo, como la tapa de un lpiz o un clip, como objeto al cual se le
determinar su masa.
2. De ahora en adelante, no tome el objeto a pesar directamente con sus dedos, ya que el sudor y grasa
de sus manos puede alterar la masa del objeto. Aydese de una pinza o de un trozo de toalla depapel.
3. Pese en la balanza granataria el objeto seleccionado por usted y anote el valor con todas sus cifras.
4. Tome cuidadosamente el objeto y pselo en la balanza analtica y anote el valor de la pesada con
todas sus cifras.
5. Compare y discuta sobre sus resultados.
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A. Introduccin
Laboratorio N 2Tipos de Reacciones Qumicas
Los elementos se combinan entre s para formar compuestos, los compuestos se combinan entre s para
dar otros compuestos o elementos. Las molculas grandes se rompen en molculas ms pequeas, las
molculas pequeas se juntan para dar molculas ms grandes. En todos estos casos hay ruptura y
formacin de enlaces qumicos. Por lo tanto se est hablando de un cambio qumico. Un cambio
qumico involucra una reaccin qumica, y sta se puede representar grficamente a travs de la
ecuacin qumica. Entonces, una ecuacin qumica es la representacin grfica de una reaccin
qumica. La reaccin qumica nos indica un cambio qumico o sea un cambio en la materia. En las
ecuaciones qumicas los reactivos se escriben, por convencin a la izquierda y los productos a la
derecha despus de una flecha que significa produce o genera. En la naturaleza existen muchos tipos
de reacciones qumicas, las que se pueden agrupar en los siguientes tipos de reacciones:
a) Reacciones de combinacin
b) Reacciones de descomposicin
c) Reacciones de desplazamiento simple
d) Reacciones de desplazamiento doble
Definamos brevemente cada una de ellas:
a) Reacciones de Combinacin
En las reacciones de combinacin dos o ms reactivos se combinan entre s para formar un solo
producto:
X + Y XY
Existen numerosos ejemplos de reacciones de combinacin, en especial aquellas en las que diferentes
elementos se combinan para formar compuestos.
i) metal + oxgeno xido metlico
4 Al (s) + 3 O2 (g) 2 Al2O3 (s)
2 Mg (s) + O2 (g) 2 MgO (s)
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ii) no metal + oxgeno xido no metlicoS8 (s) + 8 O2 (g) 8 SO2 (g)
N2 (g) + 2 O2 (g) 2 NO2 (g)
iii) metal + no metal sal
2 Na (s) + Cl2 (g) 2 NaCl (s)
2 Al (s) + 3 Br2 (l) 2 AlBr3 (s)
Tambin son reacciones de adicin aquellas donde molculas pequeas dan origen a un solo
compuesto:
PCl3 (l) + Cl2 (g) PCl5 (s)Li2O (s) + CO2 (g) Li2CO3 (s)
SO3 (g) + H2O (l) H2SO4 (l)
b) Reacciones de Descomposicin
Las reacciones de descomposicin son las reacciones inversas de las reacciones de combinacin. En
una reaccin de descomposicin una sustancia se descompone para formar dos o ms productos. La
caracterstica general de este tipo de reacciones es que tiene un solo reactivo. La reaccin general es:
XZ X + Z
La prediccin de los productos de una reaccin de descomposicin es una tarea difcil, por lo que serequiere el estudio de cada reaccin de descomposicin en forma particular. Sin embargo, se podra
generalizar al respecto de algunos compuestos oxigenados que, al ser calentados, se descomponen en
molculas ms pequeas que la sustancia oxigenada original.
i) xidos metlicos: Hay algunos xidos metlicos que, por efecto de calor, se descomponen dando
el metal y gas oxgeno; otros dan origen a un xido distinto al original.
2 HgO (s) 2 Hg (l) + O2 (g)
2 PbO2 (s) 2 PbO (s) + O2 (g)
ii) Algunos carbonatos y bicarbonatos se descomponen por calentamiento produciendo dixido de
carbono.
CaCO3 (s) CaO (s) + CO2 (g)
2 NaHCO3 (s) Na2CO3 (s) + H2O (g) + CO2 (g)
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iii) Reacciones miscelneas en esta categora:
2 KClO3 (s) 2 KCl (s) + 3 O2 (g)
2 H2O2 (l) 2 H2O (l) + O2 (g)
2 NaNO3 (s)
2 NaNO2 (s)
+ O2 (g)
c) Reacciones de desplazamiento simple
En una reaccin de desplazamiento simple, un elemento reacciona con un compuesto para reemplazar
al elemento del compuesto, produciendo un elemento distinto y un compuesto tambin diferente. La
forma general de estas ecuaciones es:
A + BC B + ACo
A + BC C + BA
En trminos generales, las reacciones de desplazamiento simple son reacciones de xido reduccin.
Aqu algunos ejemplos de reacciones en esta categora:
i) metal + cido gas hidrgeno + sal
Zn (s) + 2 HCl (ac) H2 (g) + ZnCl2 (ac)
2 Al (s) + 3 H2SO4 (ac) 3 H2 (g) + Al2(SO4)3 (ac)
ii) metal + agua gas hidrgeno + hidrxido u xido del metal
Ca (s) + 2 H2O (l) H2 (g) + Ca(OH)2 (ac)
3 Fe (s) + 4 H2O (l) 4 H2 (g) + Fe3O4 (ac)
iii) metal1 + sal1 metal2 + sal2
Fe (s) + CuSO4 (ac) Cu (s) + FeSO4 (ac)
Cu (s) + 2 AgNO3 (ac) 2 Ag (s) + Cu(NO3)2 (ac)
iv) halgeno1 + sal1 halgeno2 + sal2
Cl2 (g) + 2 NaBr (ac) Br2 (l) + 2 NaCl (ac)
Cl2 (g) + 2 NaI (ac) I2 (s) + 2 NaI (ac)
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Una de las reacciones qumicas comunes es el desplazamiento del hidrgeno del agua o de los cidos
por algunos metales. Esta reaccin es un buen ejemplo de la reactividad de los metales y el uso de la
serie de actividad. Por ejemplo,
I. Li, K, Ca y Na desplazan el hidrgeno del agua fra, agua vapor y cidos.
II. Mg, Al, Fe y Zn desplazan el hidrgeno del agua vapor y de los cidos.
III. Ni, Sn y Pb desplaza el hidrgeno slo de los cidos.
IV. Cu, Ag, Hg y Au no desplazan al hidrgeno.
d) Reacciones de desplazamiento doble
En una reaccin de doble desplazamiento, dos compuestos intercambian pareja entre s para producir
compuestos distintos. La forma general de esta ecuacin es:
AB + CD AD + CB
Una reaccin de doble desplazamiento viene acompaada de algn tipo de evidencia, como la
formacin de algn precipitado, desprendimiento de algn gas o desprendimiento de calor. En general,
se puede decir que en este tipo de reacciones se producen sustancias poco solubles o poco ionizadas.
Las reacciones de doble desplazamiento, o mettesis, incluyen reacciones de precipitacin y cido
base.
i) Reacciones de precipitacin: En las reacciones de precipitacin se forma un compuesto pocosoluble o poco ionizado.
AgNO3 (ac) + KBr (ac) AgBr (s) + KNO3 (ac)
Pb(NO3)2 (ac) + 2 KI (ac) PbI2 (s) + 2 KNO3 (ac)
ii) Reacciones cido base: En las reacciones cido base se produce una neutralizacin cido base,
producindose una sal y agua.
3 HCl (ac) + Al(OH)3 (s) AlCl3 (ac) + 3 H2O (l)
H2SO4 (ac) + Ba(OH)2 (ac) BaSO4 (s) + 2 H2O (l)
iii) Formacin de una gas: Se produce el desprendimiento de una molcula pequea poco soluble, un
gas.
H2SO4 (l) + NaCl (s) NaHSO4 (s) + HCl (g)
2 HCl (ac) + ZnS (s) ZnCl2 (s) + H2S (g)
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Para saber si existe la posibilidad de formacin de una sal poco soluble en disolucin acuosa en una
reaccin de mettesis, se pueden aplicar los siguientes conceptos:
I. Todos los nitratos son solubles en disolucin acuosa.
II. Todos los cloruros son solubles en disolucin acuosa, con excepcin de: cloruro de plata,
cloruro de plomo (soluble en agua caliente) y cloruro de mercurio (I).
III. Todas las sales de sodio y potasio son solubles en disolucin acuosa.
IV. Todos los hidrxidos de sodio y potasio son solubles en disolucin acuosa. Los hidrxidos de
calcio y magnesio son solubles en disoluciones acuosas diluidas.
B. Lecturas Recomendadas.
Para una mayor profundizacin sobre este tema, le recomendamos las siguientes lecturas adicionales:
1) Qumica, La Ciencia Central, Brown, Th. L, 7 Ed., 1998:
i. Reacciones de combinacin y descomposicin: pginas 76 77.
ii. Reacciones de mettesis: pginas 121 127.
2) Qumica General, Petrucci, R. H., 8 Ed., 2003:
i. Reacciones de desplazamiento: pgina 379.
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C. Pre-Laboratorio
Para la buena realizacin de su prctica de laboratorio, usted DEBE realizar el siguiente pre-
laboratorio.
1) Complete y balancee las siguientes ecuaciones.
a) Fosfato de potasio + cloruro de bariob) cido clorhdrico + cloruro de bario
c) Cloruro de amonio + nitrato de sodio
d) Hierro metlico + cloruro de magnesio
2) Clasifique y balancee las siguientes reacciones qumicas.
a) H2 (g) + O2 (g) H2O (g)
b) C (s) + Fe2O3 (s) Fe (l) + CO2 (g)
c) H2SO4 (ac) + NaOH (ac) H2O (l) + Na2SO4 (ac)
d) Al2(CO3)3 (s) Al2O3 (s) + CO2 (g)
e) NH4I (ac) + Cl2 (g) NH4Cl (ac) + I2 (s)
3) Utilizando la serie de actividad de los metales, prediga cul o cules de las siguientes reacciones se
lleva a cabo. Complete y balancee la ecuacin. Cuando no haya reaccin, escriba NHR, que
significa no hay reaccin, en el lugar del producto.
a) Ag (s) + H2SO4 (ac)b) Mg (s) + H2SO4 (ac)
c) Al (s) + HBr (ac)
d) Ca (s) + H2O (l)
4) Prediga cul o cules de las siguientes reacciones se lleva a cabo. Complete y balancee la ecuacin.
Cuando no haya reaccin, escriba NHR, que significa no hay reaccin, en el lugar del
producto.
a) AgNO3 (ac) + KCl (ac)
b) Ba(NO3)2 (ac) + MgSO4 (ac)
c) H2SO4 (ac) + Mg(OH)2 (ac)
d) MgO (s) + H2SO4 (ac)
e) Na2CO3 (ac) + NH4Cl (ac)
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5) Clasifique las siguientes reacciones como reacciones de combinacin, descomposicin o
desplazamiento. Identifique el proceso qumico como cido - base, precipitacin, o redox y escriba
la ecuacin molecular balanceada para cada caso.
a) Magnesio metlico + nitrgeno gas,para producir, nitruro de magnesio slido
b) CH2(COOH)
2 (s)+ hidrxido de sodio acuoso,para producir, CH
2(COONa)
2 (ac)+ agua
c) Perxido de hidrgeno acuoso,para producir, agua + gas oxgeno
d) Aluminio (s) + nitrato de plomo (II) (ac),para producir, nitrato de aluminio (ac) y plomo (s)
6) Escribatodas las reacciones del experimento N 1. Prediga los productos de reaccin. Cuando no
haya reaccin, escriba NHR, que significa no hay reaccin, en el lugar del producto. Indique el
tipo de reaccin de este experimento. Justifique
7) Escriba todas las reacciones de los experimento 2, 3 y 4. Prediga los productos de reaccin.
Cuando no haya reaccin, escriba NHR, que significa no hay reaccin, en el lugar del
producto. Indique el tipo de reaccin de este experimento. Justifique
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PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Materiales:
3 Tubos de ensayo1 Gradilla
1 Mechero Bunsen1 Placa Agitadora1 Pinza de madera para tubo de ensayo1 Soporte Universal1 Matraz ErlenmeyerPinza para bureta1 Gotero o cuentagotas4 Pipetas graduadas de 5 mL1 Propipeta1 Bagueta1 Esptula pequea
1 caja de fsforosAnteojos de seguridadGuantes de ltexcido clorhdrico 6 (mol/L)Disolucin de Nitrato de plata como indicador (5%)Zinc en granallasAgua de BromoOxido mercricoDisolucin de Yoduro de potasio al 10%Disolucin de Hidrxido de amonio al 10 %Disolucin de Hidrxido de sodio al 15 %
Tetracloruro de Carbono
Parte Experimental
I. Experimento N 1
Procedimiento 1:
Ponga un tubo de ensayo limpio y seco en la gradilla. Con la ayuda de la pipeta graduada y bajo la
campana, coloque 2,0 mL de HCl 6 (mol/L). Finalmente, adicione cuidadosa y lentamente por las
paredes del tubo agregar 5 gotas de AgNO3 a 5%. Observe y anote lo observado.
Procedimiento 2:
Repita el procedimiento anterior utilizando otro tubo de ensayos limpio y seco, pero esta vez utilice
5,0 mL de yoduro de potasio al 10% en vez del cido clorhdrico. Observe y anote lo observado.
Compare el aspecto de los productos obtenidos en ambos procedimientos. Anote las semejanzas y
diferencias entre ambos productos en su cuaderno de laboratorio.
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II. Experimento N 2
Procedimiento:
Ponga un tubo de ensayo limpio y seco en la gradilla. Con la ayuda de la pipeta graduada, vierta
1,0 mL de KI al 10 % en el tubo de ensayo. Bajo campana, agregue cuidadosamente 10 gotas de agua
de bromo. Finalmente, y tambin bajo campana, adicione 2,0 mL de CCl4. Agite cuidadosamente con la
ayuda de la bagueta. Deje reposar y observe. Anote lo observado en su cuaderno de laboratorio.
III. Experimento N 3
Procedimiento 1:
En un soporte universal ponga unas pinzas para bureta. Coloque un tubo de ensayo limpio y seco en la
pinza metlica. Adicione una punta de esptula de HgO. Caliente cuidadosamente con el mechero
Bunsen. Observe con cuidado lo que sucede. Acerque a la boca del tubo un palillo de madera con un
poco de ignicin. Observe cuidadosamente. Anote lo observado en su cuaderno de laboratorio.
Procedimiento 2:
Ponga un tubo de ensayo limpio y seco en la gradilla. Coloque en el fondo del tubo un par de granallas
de cinc. Bajo campana, con la ayuda de la pipeta graduada adicione 2,0 mL de HCl de concentracin
6 (mol/L). Deje reaccionar la granalla de cinc con el cido aproximadamente 1 minuto. Observe.
Acerque a la boca del tubo un palillo de madera con un poco de ignicin. Observe cuidadosamente.
Anote lo observado en su cuaderno de laboratorio.
IV. Experimento N 4
Procedimiento:
En un soporte universal ponga unas pinzas para bureta. Coloque un tubo de ensayo limpio y seco en la
pinza metlica. Bajo campana, con la ayuda de la pipeta graduada adicione 2,0 mL de NH4OH al 10%
y luego agregue 2,0 mL de NaOH al 15%. Con la ayuda de mechero bunsen, caliente suavemente por
30 segundos para eliminar el amoniaco gaseoso. La disolucin NO debe bullir, es solo un
calentamiento leve para eliminar el amoniaco gaseoso en exceso. Con la disolucin aun caliente,
adicione cuidadosamente 1 gota de HCl de concentracin 6 (mol/L) suspendida en uno de sus extremos
en la boca del tubo de ensayo. Observe cuidadosamente. Anote lo observado en su cuaderno de
laboratorio.
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Laboratorio de Qumica General e Inorgnica/PRACTICO N 3: Estequiometra, Ley de Conservacin de la Masa/ Dr. Patricio Muoz Concha/pmc 34
Laboratorio N 3, EstequiometraLey de Conservacin de la Masa
A. Introduccin:
La estequiometra es un rea de la qumica muy importante, tanto desde el punto de vista de la teora
como de la prctica. La estequiometra es una herramienta indispensable en la qumica. Problemas tandiversos como medir la concentracin de un gas en la atmsfera, determinar la ley de un mineral o
simplemente que cantidad de reactivo que se debe utilizar en una determinada reaccin qumica
implican aspectos de la estequiometra. Por lo tanto, la estequiometra tiene que ver con la naturaleza
cuantitativa de las formulas qumicas y de las reacciones qumicas. La palabra estequiometra deriva
del griego stoicheion, que significa elemento, y metron, que significa medida. Por lo tanto, el
termino estequiometra significa literalmente medir elementos. La palabra estequiometra fue
establecida en 1792 por el qumico alemn Jeremias B. Richter (1762-1807) para designar la ciencia
que mide las proporciones segn las cuales se deben combinar los elementos qumicos. En la
actualidad, el trmino estequiometra se utiliza relativo al estudio de la informacin cuantitativa que se
deduce a partir de los smbolos y las frmulas en las ecuaciones qumicas.
a) La ley de conservacin de la masa
El qumico ruso Mikhail Lomonosov (1711-1765), fue el primero en estudiar cuantitativamente las
reacciones qumicas. En la dcada de 1750 encontr que si las reacciones se llevan a cabo en
recipientes cerrados, de modo que no pueden escapar los gases, la masa total de los productos es igual a
la masa total de los reactivos. En otras palabras, la cantidad de materia no cambia debido a las
reacciones qumicas; la materia no se crea ni se destruye. La cantidad de tomos de cada especie debe
ser igual antes y despus de la reaccin qumica. Esta regla general se conoce con el nombre de ley de
conservacin de la masa.
Ley de conservacin de la masa: En los procesos qumicos no cambia la cantidad de materia.
La masa total de los productos es igual a la masa total de los reactantes.
Se le atribuye al qumico francs Antoine Laurent de Lavoisier (1743-1794) el crdito del
descubrimiento de la ley de conservacin de la masa, pues el trabajo de Lomonosov no se conoci bien
fuera de Rusia. El trabajo de Lavoisier edific los cimientos de la qumica moderna. Lavoisier hizo que
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Laboratorio de Qumica General e Inorgnica/PRACTICO N 3: Estequiometra, Ley de Conservacin de la Masa/ Dr. Patricio Muoz Concha/pmc 35
otros qumicos examinaran cuantitativamente las reacciones qumicas y dio origen al descubrimiento de
la ley de la composicin constante.
b) La ecuacin qumica
Las ecuaciones qumicas resumen la informacin acerca de las reacciones qumicas. Para escribir una
ecuacin qumica, primero deben identificarse las sustancias antes y despus de la reaccin. Las
sustancias presentes antes de efectuarse la reaccin se denominan reactivos o reactantes. Las
sustancias presentes despus de la reaccin se denominanproductos.
Una reaccin qumica puede ser expresada grficamente a travs de una ecuacin qumica, como sigue:
Reactantes Productos
De acuerdo con la ley de conservacin de la masa, toda ecuacin qumica debe ser correctamente
igualada con ayuda de los coeficientes estequiomtricos. Un coeficiente estequiomtrico es un
nmero positivo, no necesariamente entero, puede ser fraccionario pero nunca decimal, que permite
hacer cumplir la Ley de conservacin de la masa. En una ecuacin conocida, la cantidad de uno de los
reactantes o productos puede ser calculada estequiomtricamente a partir de cualquier otra sustancia
que participe en la reaccin, ya que ellas se encuentra en proporcin con la cantidad conocida. Si las
cantidades de los reactantes no se encuentran en una proporcin estequiomtrica, el que est en menor
relacin de moles, segn la ecuacin igualada, actuar como reactivo limitante.Generalmente, en la prctica, se obtiene una cantidad menor de producto que el calculado
estequiomtricamente, por lo que es comn calcular elrendimiento de una reaccin. El rendimiento de
la reaccin se calcula a partir de su ecuacin qumica, de las cantidades de reactantes empleados y de la
cantidad de producto obtenida. El rendimiento de una reaccin se puede expresar como:
masa de producto obtenidaRendimiento =
masa de producto calculadax 100
En disolucin acuosa, cuando uno de los productos obtenidos en la reaccin qumica es un slido se le
llama precipitado. El precipitado puede ser separado de la disolucin madre de reaccin mediante
unafiltracin.
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Laboratorio de Qumica General e Inorgnica/PRACTICO N 3: Estequiometra, Ley de Conservacin de la Masa/ Dr. Patricio Muoz Concha/pmc 36
La filtracin es un mtodo de separacin de un slido desde la disolucin de reaccin, conocida como
aguas madres, utilizando un material poroso, que puede ser papel de filtro (pdf), lana de vidrio, arena
fina, pulpa de celulosa, etc. La filtracin puede realizarse a presin ambiente y en fro, si se requiere
separar el producto slido de inters. En cambio, si se quiere separar las impurezas insolubles de una
disolucin, se utiliza una filtracin en caliente.
c) Reacciones qumicas en disolucin acuosa
La mayora de las reacciones qumicas en la naturaleza ocurren en medio acuoso. Recordemos, por
ejemplo que, a nivel bioqumico, el citoplasma celular donde ocurre todas las reacciones biolgicas es
un medio acuoso. Por lo general, el agua es abundante, relativamente poco costosa, no es txica, no es
combustible y en ella se disuelven muchas sustancias. La mayor parte de las reacciones que se llevan a
cabo a nivel de laboratorio se realizan en disolucin acuosa. Cuando se mezclan disoluciones de
electrolitos, habr una reaccin qumica si alguno de los posibles productos formados es insoluble
(precipitado), es un electrolito dbil o un no electrolito. As por ejemplo, en el experimento a realizar
en esta prctica de laboratorio, se formar un precipitado amarillo de cromato de plomo, PbCrO4 (s), a
partir de disoluciones acuosas de nitrato de plomo, Pb(NO3)2 y cromato de potasio, K2CrO4
respectivamente.
d) Ecuaciones inicas y moleculares
Un ecuacin molecular muestra a todos los participantes de la reaccin qumica, ya sean reactantes oproductos, en forma de molculas. Por ejemplo, la ecuacin molecular de la reaccin en disolucin
acuosa entre el sulfato de sodio acuoso, Na2SO4 (ac), y el nitrato de bario acuoso, Ba(NO3)2 (ac), para
producir un precipitado de sulfato de bario, BaSO4 (s), es la siguiente:
Na2SO4 (ac) + Ba(NO3)2 (ac) BaSO4 (s) + 2 NaNO3 (ac)
Sin embargo, las disoluciones acuosas de los electrolitos fuertes estn presentes en forma de iones no
de molculas. En las ecuaciones inicas, los compuestos que existen principalmente en forma de iones
en disolucin acuosa se indican como iones. Las frmulas moleculares se utilizan para representar a
los electrolitos dbiles y a los compuestos insolubles en disolucin acuosa respectivamente . Por
ejemplo, la ecuacin inica para la reaccin entre el sulfato de sodio acuoso y el nitrato de bario acuoso
es:
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(ac) + Ba (a (
Ba2+ 2-
2 Na+(ac) + SO42-
2+
(ac) + 2 NO3-
c) BaSO4 (s) + 2 Na+
(ac) + 2 NO3-
ac)
De todos los iones que forman parte de esta reaccin, slo algunos dan origen a la especie poco
disociada o al precipitado. Entonces, si representamos solamente a aquellos iones que forman parte del
precipitado, o a la especie poco disociada, se puede escribir la ecuacin inica neta. Una ecuacin
inica neta slo indica las especies inicas que forman parte de la reaccin. Es decir, a aquellos iones
que producen una especie poco disociada. La ecuacin inica neta para la ecuacin inica anterior es:
(ac) + SO4 (ac) BaSO4 (s)
Los iones sodio, Na+(ac), y nitrato NO3- , no forman parte de la reaccin neta y estn presentes(ac)
solamente para mantener el balance de masa entre reactantes y productos y la neutralidad elctrica de
la reaccin. Estos iones se conocen como iones espectadores, porque estn presentes, pero no forman
parte de la reaccin.
e) Clculos estequiomtricos en disolucin acuosa
Veamos un ejemplo de clculos estequiomtricos de reacciones qumicas en disolucin acuosa.
Ejemplo:
El mercurio y sus compuestos tiene muchos usos, desde aplicaciones dentales (amalgamas con platacobre y estao) hasta productos industriales. Sin embargo, debido a su toxicidad, los compuestos
solubles de mercurio como el nitrato de mercurio(II), Hg(NO3)2, debe eliminarse de las aguas
industriales. Un mtodo utilizado es hacer reaccionar el agua residual con sulfuro de sodio, Na 2S, para
producir sulfuro de mercurio slido, HgS, y una disolucin acuosa de nitrato de sodio, NaNO3 (ac). Si se
hace reaccionar 50 mL de una disolucin de nitrato de mercurio(II) de concentracin 3,25 (g/L) con 20
mL de una disolucin de sulfuro de sodio de concentracin 7,8 (g/L). Cuntos gramos de sulfuro de
mercurio se forman?
Respuesta:
Primero escribimos la ecuacin correctamente balanceada:
Hg(NO3)2 + Na2S HgS (s) + 2 NaNO3 (ac)
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Los datos son los siguientes:
Para el Hg(NO3)2: para el Na2S:
Masa molar: 324,6 (g/mol) Masa molar: 78,06 (g/mol)Volumen: 50 mL Volumen: 20 mLConcentracin: 3,25 (g/L) Concentracin: 7,8 (g/L)
Primero debemos encontrar el reactivo limitante. Para ellos, vamos a calcular la masa de sulfuro de
mercurio obtenida con ambos reactantes. Aquella que de la menor cantidad de producto, es elreactivo
limitante.
i) Clculo de la masa de HgS dada por el Hg(NO3)2:
Para calcular la masa de Hg(NO3)2 agregada, se procede como sigue:
m (Hg(NO3)2) = V xC(g/L) x10-3 (L/mL) = 50 (mL) x3,25 (g/L) x10
-3 (L/mL)
m (Hg(NO3)2) = 0,1625 (g)
Para calcular la masa de HgS producida se prosigue como sigue:
0,1625 g (Hg(NO3)2) x 232,7 g/mol (HgS)m (HgS) = = 0,1165 (g)
324,6 g/mol (Hg(NO3)2)
Entonces, la masa producida de HgS si todo el Hg(NO3)2 reacciona es 0,1165 (g).
ii) Clculo de la masa de HgS dada por el Na2S:
Para calcular la masa de Na2S agregada, se procede como sigue:
m (Na2S) = V xC(g/L) x10-3 (L/mL) = 20 (mL) x7,8 (g/L) x10-3 (L/mL)
m (Na2S) = 0,156 (g)
Para calcular la masa de HgS producida se prosigue como sigue:
0,156 g (Na2S) x 232,7 g/mol (HgS)m (HgS) = = 0,465 (g)
78,06 g/mol (Na2S)
Entonces, la masa producida de HgS si todo el Na2S reacciona es 0,465 (g).
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Por lo tanto, de los dos reactivos utilizados, el que proporciona la menor cantidad de producto
es el Hg(NO3)2. Entonces, el Hg(NO3)2 es elreactivo limitante y la cantidad de HgS obtenida es
0,1165 (g).
B. Lecturas Recomendadas.Para una mayor profundizacin sobre este tema, le recomendamos las siguientes lecturas adicionales:
1) Qumica General, Petrucci, R. H., 8 Ed., 2003:
i. La ecuacin qumica y la estequiometra: pgina 112.
ii. Las reacciones qumicas en disolucin: pgina 117.
iii. Determinacin del reactivo limitante: pgina 122.
iv. Otros aspectos prcticos de la estequiometria de la reaccin: pgina 124.
2) Qumica, La Ciencia Central, Brown, Th. L, 7 Ed., 1998:
i. Ecuaciones inicas: pgina 119.
ii. Estequiometra de las disoluciones: pginas 113.
C. Pre-Laboratorio
Para la buena realizacin de su prctica de laboratorio, usted DEBE realizar el siguiente pre-
laboratorio.
1) Ciertas clulas especializadas en el estmago liberan cido clorhdrico, HCl (ac), para ayudar a la
digestin. Si liberan demasiado, el exceso puede neutralizarse con anticidos. Un anticido
comn contiene hidrxido de magnesio, Mg(OH)2, que reacciona con el cido para formar
cloruro de magnesio, MgCl2, y agua. Para analizar la capacidad anticida de un medicamento se
utiliza una pastilla anticida que contiene 0,10 g de hidrxido de magnesio. Si la concentracin
de HCl(ac) el jugo gstrico es 0,10 (mol/L) Cuntos litros de jugo gstrico es capaz de
neutralizar la tableta anticida?
2) El carburo de silicio, SiC, es un importante material cermico que se elabora partiendo de arena,
SiO2, que reacciona con carbn, C, a altas temperaturas, producindose tambin dixido de
carbono, CO2 (g). Cundo se procesan 100 kg de arena se recuperan 51,4 kg de SiC. Cul es el
rendimiento de SiC en este proceso?
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3) Para cada una de las siguientes reacciones, determine mediante clculos cul es el reactivo que
limita la reaccin y cul es el reactivo que se encuentra en exceso:
a) KOH + HNO3 KNO3 + H2O16,0 g 12,0 g
b) NaOH + H2SO
4Na
2SO
4+ H
2O
10,0 g 10,0 g
4) Se hacen reaccionar 263,55 g de sulfuro de hierro(II) con una disolucin de cido clorhdrico al
37,28% y de densidad igual a 1,190 g/mL, para formar cloruro de hierro(II) y sulfuro de
hidrgeno, el cual es burbujeado sobre 120 g de agua. Segn estos datos calcule el volumen de
la disolucin de cido clorhdrico concentrado necesario para que reaccione completamente el
sulfuro de hierro(II).
5) En un recipiente adecuado que contiene 6,86 g de fosfato de plata se le agrega un exceso de
40 mL de una disolucin de cido clorhdrico al 31,52% y densidad es igual a 1,160 g/mL. Una
vez producida la reaccin, sta da lugar a la formacin de cloruro de plata y cido ortofosfrico,
de acuerdo a la ecuacin no balanceada:
Ag3PO4 (s) + HCl (ac) AgCl (s) + H3PO4 (ac)
La mezcla se filtra para eliminar el cloruro de plata formado y el filtrado obtenido se diluye hasta
obtener 100 mL de disolucin. Segn estos datos, calcule:
a) La masa de cido clorhdrico puro que reaccion con el fosfato de plata.
b) El volumen de cido clorhdrico que realmente reaccion.
c) La concentracin molar del cido ortofosfrico obtenido.
6) Escriba la ecuacin inica neta correctamente balanceada para cada una de las siguientes
reacciones:
a) BaCl2 (ac) + (NH4)2CO3 (ac) BaCO3 (s) + NH4Cl (ac)
b) AgNO3 (ac) + CuCl2 (ac) AgCl (s) + Cu(NO3)2 (ac)
c) FeCl2 (ac) + Na3PO4 (ac) Fe3(PO4)2 (s) + NaCl (ac)
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PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Materiales:
2 tubos de ensayoVaso de precipitados de 250 mL
GradillaPipeta volumtrica de 5 mL2 tapones de gomaBalanza granatariaVidrio de relojEmbudo de gravitacin o analticoArgolla para embudoSoporte universalPapel de filtro, (pdf)EstufaAgua destilada
EtanolDisolucin de nitrato de plomo, Pb(NO3)2, 33,12 g/LDisolucin de cromato de potasio, K2CrO4, 19,42 g/LGuantes de ltexAnteojos de seguridadParafilm (si es necesario)
Parte Experimental
1. Su Profesor le indicar los volmenes de nitrato de plomo, VA, y de cromato de potasio, VB, que
usted emplear en esta experiencia.
2. En un tubo de ensayo limpio y seco, agregue VA mL de nitrato de plomo y VB mL de cromato de
potasio en el otro tubo limpio y seco.
3. Coloque ambos tubos tapados en el vaso de precipitados y determine su masa del conjunto en la
balanza granataria. Anote este valor.
4. Mezcle ambas disoluciones en uno de los tubos. Tape el tubo de reaccin con un tapn de goma y
agtelo vigorosamente. Vuelva a pesar el conjunto en la balanza analtica. Anote este resultado.
5. Filtre la mezcla a travs del pdf cuidadosamente. Lave el precipitado con agua fra un par de veces
y finalmente con una pequea porcin de etanol fro.
6. Ponga cuidadosamente el pdf con el precipitado sobre el vidrio de reloj limpio, seco y previamente
tarado. Seque el producto en una estufa de secado por 15 a 20 minutos entre 80 y 90 C. Una vez
seco, desprenda cuidadosamente el precipitado desde el pdf y pselo en el vidrio de reloj. Anote
todas las medidas de masa.
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LaboratoriodeQumicaGeneraleInorgnica/PRACTICON4:Equilibrioqumico/Dr.PatricioMuozConcha/pmc 42
Laboratorio N 4, Equilibrio Qumico
A. Introduccin:
En ciertas reacciones qumicas los productos parecen incapaces de reaccionar para regenerar las
sustancias iniciales o reaccionantes. Estas reacciones se llaman irreversibles.
En otros casos, los productos de una reaccin determinada pueden volver a dar las sustancias
iniciales o reaccionantes. Estas reacciones se llaman reversibles, es decir, son reacciones que se
encuentran en un estado de equilibrio qumico.
Un equilibrio qumico es un estado dinmico, donde es posible encontrar que las reacciones directa
e inversa coexisten. Para este estado de equilibrio existe una expresin matemtica que relaciona la
concentracin de todas las especies que participan en el equilibrio qumico. Esta expresin
matemtica es conocida como la constante de equilibrio, Keq, la que tiene un valor determinado a
una temperatura dada. Como consecuencia de esta constante, si el equilibrio se ve perturbado por laalteracin de sus variables, el sistema reacciona reajustndose de modo de contrarrestar la variable
que lo afecta, de modo que la relacin de equilibrio permanezca constante.
B. Lecturas Recomendadas.
Para una mayor profundizacin sobre este tema, le recomendamos las siguientes lecturasadicionales:
1) Qumica General, Petrucci, R. H., 8 Ed., 2003:
i. Equilibrio dinmico: pgina 627.
ii. Expresin de la constante de equilibrio: pgina 627.
iii. Significado del valor numrico de la constante de equilibrio: pgina 638.
iv. Principio de Le Chatelier: pgina 641.
2) Qumica, La Ciencia Central, Brown, Th. L, 7 Ed., 1998:
i. El concepto de equilibrio: pgina 540.
ii. La constante de equilibrio: pginas 543.
iii. Equilibrios heterogneos: pgina 548.
Otros libros de gran ayuda para esta prctica:
1) Qumica analtica cualitativa: teora y prctica, Vogel, Arthur Israel, Editorial Kapelusz,
1983, ISBN: 950133550X (Clasificacin biblioteca UNAB: 544 V878q 1983).
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LaboratoriodeQumicaGeneraleInorgnica/PRACTICON4:Equilibrioqumico/Dr.PatricioMuozConcha/pmc 43
2) Qumica analtica cualitativa, Burriel Marti, Fernando, Editorial Thomson Learning, 2001,
ISBN: 8497321405 (Clasificacin biblioteca UNAB: 544 B972q 2001)
C. Pre-Laboratorio
Para la buena realizacin de su prctica de laboratorio, usted DEBE realizar el siguiente pre-
laboratorio.
1. Estudie nuevamente el concepto de equilibrio qumico.
2. Cul es elprincipio de Le Chatelier?
3. Escriba en su cuaderno de laboratorio TODAS las reacciones de equilibrio involucradas en esta
prctica.
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LaboratoriodeQumicaGeneraleInorgnica/PRACTICON4:Equilibrioqumico/Dr.PatricioMuozConcha/pmc 44
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Materiales:
10 tubos de ensayo1 Matraz erlenmeyer de 125 mL1 pipeta graduada de 5 y 10 mL respectivamente1 probeta de 100 mL1 gradillaDisolucin de cloruro frrico 0,15 mol/LDisolucin de sulfocianuro de potasio 0,9 mol/LDisolucin de sulfato cprico 0,3 mol/LDisolucin de hidrxido de sodio 0,56 mol/LDisolucin de cido clorhdrico 0,6 mol/LDisolucin de cromato de potasio 0,6 mol/LDisolucin de cloruro de bario 0,6 mol/LDisolucin de ferrocianuro de potasio 0,1 mol/LDisolucin de cido clorhdrico concentradoDisolucin de amonaco concentrado
Parte experimental
A.- Equilibrio N 1:
1. Con la ayuda de la pipeta graduada, agregue 1,0 mL de CuSO4 0,3 mol/L y 1,0 mL de
NaOH 0,6 mol/L a un tubo de ensayo limpio. Agite bien la mezcla de reaccin y observe el
cambio producido.
2. Con la ayuda de la pipeta graduada, agregue sucesivamente a este tubo de reaccin las siguientes
disoluciones:
a) 1,0 mL de HCl 0,6 mol/L. Agite y observe.
b) 1,0 mL de NaOH 0,6 mol/L. Agite y observe.
c) 1,0 mL de amoniaco concentrado. Agite y observe. TRABAJE BAJO CAMPANA
USANDO ANTEOJOS DE SEGURIDAD Y GUANTES. AGREGUE EL AMONACO
CONCENTRADO GOTA A GOTA.
d) 1,0 mL de HCl concentrado. Agite y observe. TRABAJE BAJO CAMPANA USANDO
ANTEOJOS DE SEGURIDAD Y GUANTES. AGREGUE EL CIDO
CONCENTRADO GOTA A GOTA.
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LaboratoriodeQumicaGeneraleInorgnica/PRACTICON4:Equilibrioqumico/Dr.PatricioMuozConcha/pmc 45
B.- Equilibrio N 2:
1. Con la ayuda de la pipeta graduada, agregue 1,0 mL de FeCl3 0,15 mol/L sobre 1,0 mL de
KSCN 0,9 mol/L en un matraz erlenmeyer limpio y seco. Agite bien la mezcla de reaccin y
observe el cambio producido. Posteriormente diluya esta disolucin con 48 mL de agua destilada
con la probeta. Esta ser la disolucin inicial de trabajo.
2. Tome 5 tubos de ensayo limpios y secos, rotlelos con las letras A, B, C, D y E. Usando una
pipeta limpia agregue las siguientes disoluciones:
TUBO DISOLUCI N
A 5,0 mL de disolucin inicial
B 5,0 mL de disolucin inicial + 1,0 mL de FeCl3 0,15 mol/L
C 5,0 mL de disolucin inicial + 1,0 mL de KSCN 0,90 mol/L
D 5,0 mL de disolucin inicial + 1,0 mL de NaOH 0,60 mol/L
E 5,0 mL de disolucin inicial + 1,0 mL de K4[Fe(CN)6] 0,10 mol/L
Agite bien cada tubo de reaccin y observe los cambios producidos.
C.- Equilibrio N 3:
1. Con la ayuda de la pipeta graduada, agregue 2,0 mL de K2CrO4 0,6 mol/L y 2,0 mL deHCl 0,6 mol/L a un tubo de ensayo limpio. Agite bien la mezcla de reaccin y observe el cambio
producido. Separe la disolucin final en dos tubos, A y B.
2. Con la ayuda de la pipeta graduada, agregue 1,0 mL de NaOH 0,6 mol/L al tubo de ensayo A.
Agite bien la mezcla de reaccin y observe el cambio producido comparando con el tubo B.
3. Con la ayuda de la pipeta graduada, agregue 1,0 mL de BaCl2 0,6 mol/L al tubo de ensayo A.
Agite bien la mezcla de reaccin y observe el cambio producido. Separe la disolucin final en
dos tubos, C y D.
4. Con la ayuda de la pipeta graduada, agregue 2,0 mL de agua destilada y luego 4,0 mL de HCl
concentrado al tubo C. Agite bien la mezcla de reaccin y observe el cambio producido
comparando con el tubo B y con el tubo D.
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Laboratorio de Qumica General e Inorgnica/PRACTICO N 5: Preparacin de Disoluciones / Dr. Patricio Muoz Concha/pmc 46
Laboratorio N 5Preparacin de Disoluciones
A- Introduccin
Una disolucin es unamezcla homognea de dos o ms componentes, cuya composicin es variable.
Las disoluciones pueden ser slidas, lquidas o gaseosas. En ellas, el componente que se encuentra en
menor cantidad se denomina soluto (fase dispersa), y el componente que se encuentra en mayor
cantidad se denomina solvente (fase dispersante). La cantidad de soluto presente en una disolucin se
expresa a partir de las unidades de concentracin.
Las unidades de concentracin ms utilizadas son las siguientes:
Porcentaje en masa (% m/m):
% (m/m) = masa de soluto (expresada en g)/100 g de disolucin
Porcentaje en volumen (% v/v):
% (v/v) = volumen de soluto (expresada en mL)/100 mL de disolucin
Porcentaje masa volumen (% m/v):
%(m/v) = masa de soluto (expresada en g)/100 mL de disolucin
Concentracin gramos/L (C = g/L):
C = masa de soluto (expresada en g)/1,0 L de disolucin
Concentracin ppm (partes por milln):
ppm = masa de soluto (expresada en mg)/1,0 L de disolucin
Concentracin mol/L (C = n/L):
C = cantidad de materia de soluto (expresada en mol)/1,0 L de disolucin
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Laboratorio de Qumica General e Inorgnica/PRACTICO N 5: Preparacin de Disoluciones / Dr. Patricio Muoz Concha/pmc 47
B- Lecturas Recomendadas.
Para una mayor profundizacin sobre este tema, le recomendamos las siguientes lecturas adicionales:
1) Qumica General, Petrucci, R. H., 8 Ed., 2003:
i. Tipos de disoluciones: pgina 535.
ii. Concentracin de las disoluciones: pgina 627.
2) Qumica, La Ciencia Central, Brown, Th. L, 7 Ed., 1998:
i. Formas de expresar la concentracin: pgina 458 - 459.
C- Pre-Laboratorio
Para la buena realizacin de su prctica de laboratorio, usted DEBE realizar el siguiente pre-
laboratorio.1) Revise los conceptos de expresiones de concentracin de las disoluciones, especficamente, las
unidades de concentracin %(m/m), %(m/v), C(n/L) y C(g/L).
2) Realice los siguientes clculos:
i) En el laboratorio se dispone de una disolucin de cido ntrico (HNO 3) al 19% y
densidad de 1,11 g/mL. Calcule el volumen necesario de cido concentrado para preparar
250 mL de cido diluido de concentracin 5,0 g/L.
ii) Se desea preparar 500 mL de una disolucin de NaCl de concentracin 15 % (m/v). Calcule la
cantidad de slido y solvente necesarios para preparar esta disolucin.
iii) Se disuelven 84 g de NaOH en 616 g de agua. La disolucin obtenida tiene una densidad de
1,13 g/mL. Calcule la concentracin en:
a) g/L
b) % (m/m)
3) Averige, en un buen diccionario de la lengua espaola, si las palabras solucin y disolucin
son sinnimos y qu significa cada una de ellas.
4) Averige la dependencia de la densidad con la temperatura. Hay una relacin lineal entre ellas?
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Laboratorio de Qumica General e Inorgnica/PRACTICO N 5: Preparacin de Disoluciones / Dr. Patricio Muoz Concha/pmc 48
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Materiales:
Vaso de precipitados de 50 mLProbeta de 100 y 250 mLDensmetro o aermetroMatraz de aforo de 100 y 250 mL
Pipeta volumtrica de 10 y 25 mLPipeta graduada de 10 mLBaguetaPisetaBalanza granatariaAgua destiladaCloruro de sodiocido Clorhdrico concentrado1 botella plstica o de vidrio, con tapa rosca, limpia y seca
Parte experimental
A.- Preparacin de una disolucin de cloruro de sodio, NaCl, a partir del soluto slido.
1. El Profesor le indicar la concentracin de la disolucin de cloruro de sodio que usted debe
preparar. Realice los clculos adecuados y mustreselos al Profesor para su revisin.
2. En un vaso de precipitados pequeo limpio y seco, pese la cantidad de soluto calculada por usted en
la balanza granataria.
3. Con ayuda de la bagueta, agregue la mnima cantidad de agua destilada posible con la piseta, paradisolver el soluto.
4. Con ayuda de la bagueta, vierta cuidadosamente la disolucin en un matraz de aforo de 100 mL.
Agregue agua destilada hasta casi la marca de aforo, NO enrase, y luego homogenice. Deje en
reposo unos instantes y luego afore cuidadosamente con agua destilada de la piseta. Finalmente
homogenice la disolucin. Si se pasa de la marca del aforo, NO elimine el solvente restante.
5. Para medir la densidad de la disolucin con el aermetro o densmetro, proceda como sigue:i) Ambiente la probeta de 100 mL con una pequea porcin de disolucin.
ii) Vierta un volumen adecuado en la probeta de modo que el aermetro pueda flotar libremente. Si
el volumen es muy pequeo, utilice la probeta de 250 mL.
iii) Mida la densidad de la disolucin.
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Laboratorio de Qumica General e Inorgnica/PRACTICO N 5: Preparacin de Disoluciones / Dr. Patricio Muoz Concha/pmc 49
6. Encuentre la concentracin real de la disolucin preparada por usted de acuerdo con su densidad.
Utilice la grfica concentracin versus densidad.
B.- Preparacin de una disolucin de cido clorhdrico, HCl (ac) de concentracin 0,01 (mol/L),
por dilucin.
1. Previamente realice los clculos apropiados para preparar la disolucin diluida de HCl (ac) a partirdel cido concentrado comercial. Utilice la concentracin real de la disolucin concentrada en sus
clculos.
2. Ambiente la pipeta previamente con la disolucin concentrada. Tome la alcuota de la disolucin
concentrada calculada por usted con la pipeta graduada y virtala cuidadosamente en el matraz de
250 mL.
3. Agregue agua destilada hasta casi la marca de aforo, NO enrase, y luego homogenice. Deje en
reposo por unos instantes y enrase cuidadosamente con ayuda de la piseta. Si se pasa de la marca
del aforo, NO elimine el solvente restante.
4. Para medir la densidad de la disolucin con el aermetro o densmetro, proceda como sigue:
i) Ambiente la probeta de 100 mL con una pequea porcin de disolucin.
ii) Vierta un volumen adecuado en la probeta de modo que el aermetro pueda flotar libremente. Si
el volumen es muy pequeo, utilice la probeta de 250 mL.
iii) Mida la densidad de la disolucin.
5. Encuentre la concentracin real de la disolucin diluida preparada por usted de acuerdo con su
densidad, utilizando la grfica concentracin versus densidad.
6. Guarde aproximadamente 100 mL de esta disolucin en la botella con tapa rosca trada por usted.
Rotule la botella con los integrantes de su grupo, ya que esta disolucin ser utilizada en la prctica,
Capacidad Tamponante de la Saliva.
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Laboratorio de Qumica General e Inorgnica/PRACTICO N 5: Preparacin de Disoluciones / Dr. Patricio Muoz Concha/pmc 50
D(g/mL)
Densidad versus concentracin para una disolucin de NaCl.
Densidad C(g/L) Densidad C(g/L) Densidad C(g/L)
1,0218 33,7 1,0456 69,0 1,1008 154,1
1,0250 35,8 1,0486 73,4 1,1047 160,2
1,0246 37,9 1,0515 77,8 1,1085 166,31,0261 40,0 1,0544 82,2 1,1162 178,6
1,0282 43,2 1,0574 86,7 1,1240 191,1
1,0297 45,3 1,0603 91,2 1,1319 203,7
1,0311 47,4 1,0633 95,7 1,1398 216,6
1,0326 49,6 1,0662 100,2 1,1558 242,7
1,0340 51,7 1,0692 104,8 1,1721 269,6
1,0355 53,8 1,0744 112,8 1,1887 297,21,0369 56,0 1,0819 124,4 1,1972 311,3
1,0398 60,3 1,0894 136,2
1,0427 64,6 1,0970 148,1
Densidad//Concentracin NaCl
1,1990
1,1790
1,1590
1,1390
1,1190
1,0990
1,0790
1,0590
1,0390
1,0190
32,0 72,0 112,0 152,0 192,0 232,0 272,0 312,0
C(g/L)
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Laboratorio de Qumica General e Inorgnica/PRACTICO N 5: Preparacin de Disoluciones / Dr. Patricio Muoz Concha/pmc 51
Densidad versus concentracin para una disolucin de HCl.
C(g/L) Densidad C(g/L) Densidad C(g/L) Densidad
5,0 1,0007 51,1 1,0228 293,5 1,1288
10,0 1,0031 56,4 1,0253 344,8 1,1492
15,1 1,0056 83,0 1,0377 397,6 1,169320,2 1,0081 93,8 1,0426 424,5 1,1791
25,3 1,0105 149,3 1,0676 479,1 1,1977
35,5 1,0154 160,9 1,0726
40,7 1,0179 184,1 1,0828
45,9 1,0204 243,8 1,1083
D (g/mL)
Densidad//Concentracin HCl
1,2
1,18
1,16
1,14
1,12
1,1
1,08
1,06
1,04
1,02
1
0,0 40,0 80,0 120,0 160,0 200,0 240,0 280,0 320,0 360,0 400,0 440,0 480,0
C (g/L)
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Laboratorio de Qumica General e Inorgnica/PRACTICO N 6: Reacciones cido base (I)/ Dr. Patricio Muoz Concha/pmc 52
(ac) + OH
Laboratorio N 6Reacciones cido-base (I)
A. Introduccin:
Se llama cido a una sustancia que en disolucin acuosa es capaz de liberar iones hidronio H3O+:
HA + H2O H3O+ + A-
Los iones hidronio son los llamados protones en disolucin acuosa, por lo que la reaccin anterior se
puede expresar de la siguiente forma:
HA (ac) H+ ac) + A- ac)
( (
Se llama base, a cualquier sustancia que en disolucin acuosa es capaz de liberar iones hidroxilo, OH-,
de acuerdo con la siguiente reaccin:
MOH (ac) M+ -(ac)
Las molculas de agua pueden comportarse como cido o como base, de acuerdo con la siguiente
ecuacin:
H2O + H2O H3O+ + OH-
cido 1 base 1 cido 2 base 2
La que puede expresarse tambin como sigue:
H2O H+ + OH-
La primera ecuacin muestra el carcter de anfolito de las molculas de agua. La segunda ecuacin es
una versin simplificada que muestra la ionizacin de las molculas de agua en H + y OH-, conocida
como reaccin de autoprotlisis. La ionizacin del agua a 25 C produce una concentracin de ionesigual a 1,0 x10-7 mol/L para cada ion:
[H+] = [OH-] = 1,0 x10-7 mol/L
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Laboratorio de Qumica General e Inorgnica/PRACTICO N 6: Reacciones cido base (I)/ Dr. Patricio Muoz Concha/pmc 53
H+
La acidez de una disolucin acuosa depende de la concentracin de los iones hidronio. La escala de
pHnos da una forma numrica y sencilla para establecer la acidez de una disolucin. Los valores de la
escala de pH se obtienen mediante una conversin matemtica de las concentraciones de los iones
(ac) a unidades de pH con la expresin:
pH = -log [H+]
En donde [H+] es la concentracin de los iones hidronio en mol/L.
El pH del agua pura a 25 C se dice que es neutro, es decir, no es cido ni bsico, por que las
concentraciones de los iones [H+] y [OH-] son iguales. Las disoluciones que contiene una
concentracin de iones H+ mayor que OH- tienen valores de pH menores que 7, se dice entonces que
estas disoluciones son cidas. Del mismo modo, si la concentracin de iones OH- es mayor que la de
los iones H+, se trata entonces de una disolucin bsica, y los valores de pH sern mayores que 7.
pH < 7,0 es una disolucin cida
pH = 7,0 es una disolucin neutra
pH > 7,0 es una disolucin bsica o alcalina
Los cidos y las bases reaccionan entre s en una reaccin de neutralizacin. En una reaccin de
neutralizacin, tanto los cidos como las basespierden sus propiedades generando una sal y agua:
cido + base sal + agua
HA (ac) + MOH (ac) MA (ac) + H2O
Las reacciones de neutralizacin son la base de las titulaciones cido base. Una titulacin cido-base se
utiliza para determinar en forma experimental una concentracin desconocida de un cido, al hacerla
reaccionar con una base de concentracin conocida y viceversa.
En una titulacin cido-base, se coloca en un matraz erlenmeyer un volumen medido de cido de
concentracin desconocida, a la que se le aaden unas gotas de un indicador cido base. La funcin de
este indicador es indicar el punto final de la titulacin. Se agrega lentamente, con una bureta, la
disolucin de una base de concentracin conocida al cido del matraz hasta que el indicador cambia de
color. El indicador seleccionado cambia de color, cuando se ha agregado la cantidad estequiomtrica de
base para la neutralizacin total del cido