Embed Size (px)
Citation preview
EXPERIOR
Revista de Ampliación y Profundización en Física y Química
I.E.S.O. La Ojeda-Boedo. Herrera de Pisuerga. Número I. Año 2013
EDITORIAL
Esta revista que tienes en tus manos, amable lector,
es el fruto del trabajo de los alumnos que han
cursado la asignatura "Ampliación y profundización
en Física y Química" en el I.E.S.O. La Ojeda-Boedo
de Herrera de Pisuerga durante el año escolar 2012-
2013. A lo largo de los últimos meses, estos nueve
chicos han realizado su primera incursión en lo que
podríamos llamar el verdadero trabajo de un
científico. Los artículos que componen este número
son una muestra de su esfuerzo, plasmado en ellos
con mejor o peor fortuna. Sé, pues, indulgente, y
disculpa los errores que, sin duda, se han cometido
en ellos; valora, por el contrario, la ilusión con que
se han adentrado en este mundo nuevo para ellos.
Continúa ahora, y que la lectura te sea provechosa.
EL EDITOR
Tomás Isla Ortega
Profesor de Física y Química
SUMARIO
Páginas
Álvaro de Dios Ibáñez, María Fernández García y Ana Fuente García,
"Determinación de la densidad de la arena" 3-5
Daniel Bravo Bravo, María Fernández García e Isabel Pérez Poza,
"Estudio del movimiento de un carrito en un plano inclinado" 6-7
Daniel Bravo Bravo, María Fernández García y Adrián Martínez Salvador
“Estudio de la elasticidad de varios muelles” 8-9
María Fernández García, Germán Mulero Crespo e Isabel Pérez Poza
“Hidrostática y densidad de fluidos” 10-11
Daniel Bravo Bravo, María Fernández García y Adrián Martínez Salvador
"Aceleración de la gravedad en Herrera de Pisuerga" 12-13
Páginas
Daniel Bravo Bravo, David Bravo Martín y María Fernández García
"Determinación del calor específico de una sustancia" 14-16
Daniel Bravo Bravo, María Fernández García y Germán Mulero Crespo
“Ensayo del contenido en plomo de una galena por vía húmeda” 17-19
Daniel Bravo Bravo, David Bravo Martín y María Fernández García
“Síntesis del acetato de 3-metilbutilo” 20-22
Daniel Bravo Bravo, Ana Fuente García y María Fernández García
“Determinación del agua de cristalización del sulfato de cobre(II)” 23-24
Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013
3
Determinación de la densidad de la arena
Álvaro de Dios Ibáñez, María Fernández García y Ana Fuente García
Este trabajo consiste en determinar la densidad de una arena de obra. En primer lugar, medimos la densidad del agua
utilizando la masa y el volumen del agua en un matraz aforado de 100 ml. Después hallaremos la masa y el volumen de
una cantidad de la arena previamente introducida en un matraz aforado de 100 ml. La masa de arena se obtiene
restando de la masa del matraz con arena la masa del matraz vacío. El volumen de la arena es el del matraz aforado
menos el del agua necesaria para enrasarlo. Este último volumen se obtiene a partir de la masa de agua utilizando el
resultado previo de la densidad del agua. Repetimos todos los procesos cinco veces para evitar errores accidentales. El
valor de la densidad de la arena resulta ser 2.50 g/ml.
Palabras clave: Densidad, arena, agua
INTRODUCCIÓN
La densidad es una medida utilizada por la física y la
química para determinar la cantidad de masa contenida
en un determinado volumen.
La masa, en física, es una medida de la cantidad de
materia que posee un cuerpo. Es una propiedad
intrínseca de los cuerpos que determina la medida de la
masa inercial y de la masa gravitacional. La unidad
utilizada para medir la masa en el Sistema
Internacional de Unidades es el kilogramo (kg). Es una
magnitud escalar (www.wikipedia.org).
El volumen es una magnitud escalar definida como el
espacio ocupado por un objeto. Es una función
derivada de longitud, ya que se halla multiplicando las
tres dimensiones. En física, el volumen es una
magnitud física extensiva asociada a la propiedad de
los cuerpos físicos de ser extensos o materiales. La
unidad de medida de volumen en el Sistema
Internacional de Unidades es el metro cúbico (m3),
aunque temporalmente también acepta el litro, que se
utiliza comúnmente en la vida práctica
(www.wikipedia.org).
El cociente entre la masa y el volumen constituye un
dato característico de cada tipo de sustancia y
proporciona una idea del grado de compactación de la
materia (Puente et al.) Este cociente se denomina
densidad, y viene dado por la Ecuación 1:
v
md = (1)
Esta ecuación se puede aplicar para cualquier sustancia,
no obstante ésta debe ser homogénea, pues en
sustancias heterogéneas la densidad va a ser distinta en
diferentes partes.
La densidad de una sustancia puede variar si se
cambian la presión o la temperatura. En el caso de que
la presión aumente, la densidad del material también lo
hace; por el contrario, en el caso de que la temperatura
aumente, la densidad baja. Sin embargo para ambas
variaciones, presión y temperatura, existen excepciones
(www.misrespuestas.com).
La densidad puede obtenerse de forma indirecta o de
forma directa. Para la obtención indirecta de la
densidad, se miden la masa y el volumen por separado
y, posteriormente, se calcula la densidad, como hemos
hecho en este trabajo (www.wikipedia.org).
Existen dos tipos de densidades, la real o absoluta, y la
densidad relativa (www.que-es-la-densidad.html). En
este caso hemos obtenido únicamente la densidad real
o absoluta.
MATERIALES Y MÉTODOS
En este trabajo vamos a medir la densidad de una arena
de obra.
En primer lugar vamos a determinar la densidad del
agua utilizando un matraz aforado de 100 ml. Pesamos
el matraz aforado vacío con una balanza (Jadever Scale
Co; LTD., modelo JB 600, precisión ±0,1g). Luego,
llenamos el matraz aforado de agua hasta la línea de
Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013
4
enrase y lo volvemos a pesar. Por diferencia
calculamos la masa del agua. El matraz aforado ya nos
da el volumen del agua (100ml). Hallamos la densidad
del agua mediante la Ecuación 1. Repetimos cinco
veces el proceso para evitar errores accidentales.
Una vez obtenido el dato de la densidad del agua,
procedemos a trabajar con la arena. Lo primero que
hacemos es tamizarla para retirar las piedras de la
muestra con un tamiz de 2 mm de luz. Después
pesamos un matraz aforado de 100 ml vacío; luego,
con una espátula, echamos una cantidad aleatoria de
arena en el matraz y lo pesamos. La diferencia entre la
masa del matraz con arena y del matraz vacío es la
masa de la arena. Después, añadimos al matraz agua
con un frasco lavador y un cuentagotas hasta la línea de
enrase y medimos la masa del matraz con el agua y la
arena. A continuación, restamos la masa del matraz con
arena y agua de la masa del matraz con arena. Así
conseguimos medir la masa del agua. Como ya
tenemos la masa y la densidad del agua, hallamos su
volumen mediante la Ecuación 1. Hallamos el volumen
de la arena restando del volumen del matraz (100 ml) el
volumen del agua. Ahora que ya tenemos la masa y el
volumen de la arena, calculamos su densidad mediante
la Ecuación 1. Repetimos este proceso 5 veces para
evitar errores accidentales.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Las primeras mediciones nos permitieron calcular la
densidad del agua. Estos resultados quedan reflejados
en la Tabla 1.
Tabla 1 Resultado de los experimentos para determinar la densidad
del agua.
La densidad del agua es el cociente de la masa del
agua, calculado restando la masa del matraz vacío y
lleno de agua, y el volumen del agua (100 ml). El valor
medio obtenido es de 0,999 g/ml o, en unidades del
Sistema Internacional, 999 kg/m3.
Por lo que se refiere a la determinación de la densidad
de la arena, los resultados obtenidos se muestran en la
Tabla 2.
La Figura 1 muestra el comportamiento de los valores
obtenidos para la masa y el volumen de las cantidades
de arena utilizadas en las cinco repeticiones del
experimento.
10
12
14
16
18
20
30 35 40 45 50
Masa (g)
Volumen (ml)
Figura 1. Relación entre la masa y el volumen de la arena.
Como se puede observar en la Figura 1, los datos de
masa y volumen de la arena se encuentran sobre una
línea recta, por lo que podemos decir que la relación
entre la masa y el volumen es directamente
proporcional, y a esa relación le llamamos densidad.
Con los datos de la densidad de la arena de la Tabla 2,
obtenemos, mediante el cálculo de la media de esas
densidades, la densidad media de la arena, 2,50 g/ml.
En unidades del Sistema Internacional, este valor es de
2500 kg/m3.
Algunos datos encontrados en Internet indican que la
densidad de la arena silícea es 2,64 g/ml,
(www.promisa.biz), 2,3 g/cm3
(www.iesalandalus.com), 2,32 g/ml
(www.fullquimica.com) o 3,1 g/ml (www.its-about
time.com). Se puede comprobar que este resultado ha
Masa del matraz (g)
Masa del matraz lleno de agua (g)
Masa de agua (g)
53,5 153,3 99,8 53,5 153,4 99,9 53,5 153,3 99,8 53,5 153,4 99,9 53,5 153,4 99,9
Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013
5
Tabla 2. Resultados de los experimentos de la determinación de la densidad de la arena.
sido coherente con otros obtenidos por otros
experimentos. En cualquier caso, las diferencias se
pueden deber a que la arena que se ha utilizado en los
otros trabajos sea distinta a la que se utiliza en este
trabajo. La densidad de la arena no siempre va a ser la
misma porque hay muchos tipos de arena. Además,
nosotros utilizamos una arena común en la que con
ayuda de la criba quitamos la grava (fragmentos
mayores de 2 mm), mientras que no sabemos cuál es el
procedimiento utilizado por ellos.
CONCLUSIONES
Hemos medido la densidad de un material disgregado a
través de un método sencillo, en el que hemos utilizado
un líquido en el que dicho material no es soluble. Si
hubiéramos tenido que medir la densidad de otro
material soluble en agua, podríamos usar este método
cambiando el agua por otra sustancia como la acetona o
el alcohol.
Después de haber obtenido el resultado de la densidad
de la arena, hemos podido comprobar que este
resultado ha sido coherente con otros obtenidos por
otros autores.
BIBLIOGRAFÍA
Puente, J; Remacha, M. y Viguera, J. A. “Física y
Química 3” Ediciones SM, Madrid, 2010, p. 27.
http://es.wikipedia.org/wiki/Volumen
http://es.wikipedia.org/wiki/Masa
www.misrespuestas.com/que-es-la-densidad.html
www.que-es-la-densidad.html
http://www.promisa.biz/pdf/materias/Promisa-FT-
ARENA_SILICA.pdf
www.iesalandalus.com
http://www.fullquimica.com/2011/04/densidad.html
http://www.its-about time.com/htmls/aps/ch10act5.pdf
Masa del matraz (g)
Masa del matraz con arena (g)
Masa del matraz con agua y are-
na (g)
Masa de arena (g)
Masa de agua (g)
Volumen de agua(ml)
Volumen de arena (ml)
Densidad de la arena (g/ml)
53,7 93,2 177,1 39,5 83,9 84,0 16,0 2,47 53,2 101,7 182,4 48,5 80,7 80,8 19,2 2,52 53,2 94,6 178,1 41,4 83,5 83,6 16,4 2,52 53,2 88,9 174,6 35,7 85,7 85,8 14,2 2,51 53,2 98,3 180,1 45,1 81,8 81,9 18,1 2,49
Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013
6
Estudio del movimiento de un carrito en un plano inclinado
Daniel Bravo Bravo, María Fernández García e Isabel Pérez Poza
Nuestro trabajo consiste en determinar el tipo de movimiento que realiza un carrito al desplazarse por un plano
inclinado. Para ello, dejamos que se deslice por un plano inclinado, que tiene colocado a ambos lados dos células
fotoeléctricas que miden el tiempo que tarda el carrito en pasar por ellas. Calculamos el tiempo que tarda en recorrer
distintas distancias. Repetimos el proceso cinco veces para cada distancia para evitar cometer errores accidentales. Con
esos datos hemos calculado las aceleraciones, y con la media de las aceleraciones las distancias para cada tiempo. Al
representarlos gráficamente nos da como resultado una parábola, lo que significa que es un movimiento rectilíneo
uniformemente acelerado.
Palabras clave: Cinemática, movimiento, plano inclinado, tiempo, espacio recorrido
INTRODUCCIÓN
La cinemática es una rama de la física que estudia las
leyes de movimiento de los cuerpos, sin tener en cuenta
las fuerzas que los producen, limitándose,
esencialmente, al estudio de la trayectoria en función
del tiempo. (www.wikipedia.org). En cinemática
podemos encontrar varios tipos de movimientos. El
movimiento rectilíneo uniforme (MRU) viene dado por
las Ecuaciones (1):
tvxxt
xxv
⋅+=
−=
0
0
(1)
en las que v es la velocidad, xo es la posición inicial, x
es la posición y t es el tiempo.
El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado
(MRUA) viene dado por las Ecuaciones (2):
2
2
00
0
tatvxx
tavv
⋅+⋅+=
⋅+= (2)
En el MRUA aparece una magnitud llamada
aceleración (a). Ésta representa la rapidez con que varía
la velocidad de un móvil. En el sistema internacional
de unidades se mide en m/s2. (Roser et al).
Cuando la velocidad inicial y la posición inicial son
nulas se utiliza la Ecuación 3:
2
2tax
⋅= (3)
Esta ecuación nos permite calcular la aceleración si
conocemos la distancia recorrida y el tiempo utilizado
para recorrerla. Para ello despejamos y nos queda la
Ecuación 4:
2
2
t
xa = (4)
MATERIALES Y MÉTODOS
Para determinar qué tipo de movimiento lleva el carrito
lo dejamos caer por un plano inclinado. En primer
lugar colocamos el plano inclinado por el cual será
deslizado el carrito. A continuación tenemos que
colocar las dos células fotoeléctricas perpendiculares al
palo inclinado. Para sujetar las células fotoeléctricas
utilizamos un soporte formado por una pinza y una
nuez. Cuando ya tenemos esto listo y colocado
medimos con un metro la distancia en la que se
encuentran la una célula de la otra, para saber la
distancia que recorre. Conectamos las células
fotoeléctricas al contador digital del tiempo, que nos
marcara el tiempo que tarda el carrito desde que pasa la
primera célula fotoeléctrica hasta que alcanza la otra.
El carrito ha de ser colocado justo debajo de la primera
célula. Al soltarlo, es detectado por la célula que activa
el contador de tiempo. El contador se detiene cuando el
carrito llega a la otra célula. Hemos repetido el proceso
varias veces con la misma distancia para evitar cometer
errores accidentales. Hemos cambiado la distancia
entre las células fotoeléctricas y hemos repetido el
procedimiento con siete distancias diferentes. A partir
Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013
7
de los datos hemos calculado la aceleración que
experimenta el carrito utilizando la Ecuación 4.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Las medidas realizadas en la práctica nos han permitido
saber el tiempo que tarda el carrito en recorrer ciertas
distancias a través de un plano inclinado.
Consideramos que la posición inicial vale 0 m, ya que
el desplazamiento ha empezado justo al lado de la
primera célula y que la velocidad inicial es 0 m/s
porque inicialmente el carrito está parado. Con estos
datos, mediante la Ecuación 4, hemos calculado las
aceleraciones de los movimientos del carrito para las
distintas distancias. Los resultados obtenidos se
recogen en la Tabla 1.
Tiempo (s) Distancia (m) Aceleración (m/s2) 0,663 0,055 0,275 1,416 0,136 0,136 2,264 0,331 0,129 2,899 0,523 0,124 3,488 0,726 0,119 4,041 1,009 0,121
Tabla 1 Resultados de los tiempos y aceleraciones obtenidos para las
diferentes distancias utilizadas.
Como puede apreciarse, el primer valor es claramente
un error experimental y es descartado porque está fuera
de lo normal, con lo cual no se utiliza al calcular la
media. A continuación hemos calculado la aceleración
media del carrito, que es de 0,126 m/s2. Hemos podido
deducir que el movimiento es un MRUA, ya que sigue
una trayectoria rectilínea y su aceleración es constante.
Lo siguiente que hemos hecho ha sido calcular los
espacios recorridos por el carrito con la aceleración
media utilizando la Ecuación 3. La Figura 1 representa
los datos experimentales recogidos en la Tabla 1 así
como el ajuste utilizando la aceleración media. Como
se puede apreciar, la grafica está formada por dos series
que forman una parábola, característica de la gráfica
posición-tiempo del movimiento rectilíneo
uniformemente acelerado.
Figura 1. Representación de la gráfica posición-tiempo para el
movimiento del carrito. Los rombos representan los datos
experimentales y la línea corresponde al ajuste con la aceleración
media.
CONCLUSIÓN
Con este trabajo hemos determinado el tipo de
movimiento que tiene un carrito cuando desciende por
un plano inclinado. Llegamos a la conclusión de que el
carrito lleva un movimiento rectilíneo uniformemente
acelerado. Para ello hemos utilizado un procedimiento
que nos hubiera servido para identificar otros tipos de
movimiento, representando los datos obtenidos en una
gráfica posición-tiempo. La gráfica posición-tiempo
del MRUA forma una parábola; en el caso de otro
movimiento, la gráfica hubiera descrito otra forma
(lineal si el movimiento es MRU).
BIBLIOGRAFÍA
www.wikipedia.com
Roser, M.; Martín, M. y Suárez, M. “Física y química”,
bloque I, Edebé, Barcelona, 2012, pag 19 - 21.
Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013
8
Estudio de la elasticidad de varios muelles
Daniel Bravo Bravo, María Fernández García y Adrián Martínez Salvador
Esta práctica ha consistido en estudiar la elasticidad de tres muelles diferentes, uno de ellos más grueso (A), otro
intermedio (B) y otro más fino (C). Para ello hemos realizado un proceso que ha consistido en aplicar diferentes
fuerzas a cada muelle a través de unas pesas y medir el alargamiento que provocaban dichas fuerzas. Una vez
obtenidos esos datos, los hemos representado en un gráfico que nos ha permitido observar que el muelle A y B tienen
una elasticidad similar, ya que sus líneas son casi coincidentes.
Palabras clave: Muelle, elasticidad, fuerza, deformación
INTRODUCCIÓN
Las fuerzas, además de ser capaces de modificar el
estado de reposo o movimiento de un cuerpo, pueden
producir deformaciones. En física, el término
elasticidad designa la propiedad mecánica de ciertos
materiales de sufrir deformaciones reversibles cuando
se encuentran sujetos a la acción de fuerzas exteriores y
de recuperar la forma original si estas fuerzas
exteriores se eliminan (www.wikipedia.org). El físico
ingles Robert Hooke formuló en 1678 la ley conocida
como ley de Hooke: "la deformación que sufre un
cuerpo elástico es directamente proporcional a la fuerza
aplicada". En el caso de un muelle, la cantidad de
estiramiento o de compresión (cambio de longitud) es
directamente proporcional a la fuerza aplicada
(shibiz.tripod.com), y la ley de Hooke viene dada por
la Ecuación 1.
xKF ⋅= (1)
donde F es la fuerza aplicada, K la constante elástica y
x el alargamiento. Para calcular el alargamiento,
utilizamos la Ecuación 2.
0llx −= (2)
Donde l es la longitud del objeto sometido a una fuerza
y lo la longitud del objeto libre de fuerzas (Sánchez et
al.).
MATERIALES Y MÉTODOS
En esta práctica hemos estudiado la elasticidad de tres
muelles diferentes: el muelle A, más grueso, el muelle
B, de un grosor intermedio, y el muelle C, el más fino
de los tres. Para ello, los hemos sometido a distintas
fuerzas para determinar el cambio que experimentaban
en su longitud. La fuerza la ejercían unas pesas de 10 y
5 gramos que pesábamos previamente en una balanza
(Jadever Scale Co; LTD., modelo JB 600, precisión
±0,1g), para conocer sus masas de forma más precisa.
Una vez hecho esto, colocábamos las pesas en un
portapesas y lo colgábamos del muelle. De esta manera
el muelle se estiraba. Para sujetar el muelle y poder
hacer esto, utilizamos un soporte con una doble nuez.
Para medir el alargamiento del muelle, medíamos con
una regla la longitud del muelle sin aplicar ninguna
fuerza y, después, con el portapesas, que ejercía una
fuerza dependiente de las pesas colocadas. Este
proceso lo repetimos con cada muelle utilizando
distintas masas.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Las primeras medidas que realizamos nos permitieron
calcular la longitud del muelle sin estar sometido a
ninguna fuerza. El resto de medidas nos expresan la
longitud del muelle sometido a una determinada fuerza.
Para calcular el alargamiento del muelle hemos restado
la longitud inicial del muelle, es decir, sin fuerza
aplicada, de la longitud del muelle con el portapesas.
Todos estos datos se recogen en las Tablas 1, 2 y 3 para
los muelles A, B y C respectivamente. Hemos
calculado la fuerza que se ejerce en el muelle con las
distintas masas a partir de la masa de las pesas,
utilizando la aceleración de la gravedad (9,8 m/s2) para
calcular el peso al que está sometido el muelle. El
Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013
9
alargamiento del muelle lo hemos calculado con la
Ecuación 2.
Masa (kg)
Longitud (m)
Fuerza (N)
Alargamiento (m)
0,0000 0,109 0,000 0,000 0,0099 0,142 0,097 0,033 0,0198 0,174 0,194 0,065 0,0297 0,200 0,291 0,091 0,0497 0,274 0,487 0,165 0,0597 0,307 0,585 0,198 0,0998 0,443 0,978 0,334 0,1195 0,502 1,171 0,393 0,1493 0,601 1,463 0,492 0,1692 0,666 1,658 0,557
Tabla 1. Resultados del experimento con el muelle A.
Masa (kg)
Longitud (m)
Fuerza (N)
Alargamiento (m)
0,0000 0,494 0,000 0,000 0,0005 0,503 0,005 0,009 0,0099 0,674 0,097 0,180 0,0149 0,764 0,146 0,270 0,0198 0,854 0,194 0,360 0,0248 0,948 0,243 0,454 0,0297 0,999 0,291 0,505
Tabla 2. Resultados del experimento con el muelle B.
Masa (kg)
Longitud (m)
Fuerza (N)
Alargamiento (m)
0,0000 0,746 0,000 0,000 0,0099 0,758 0,097 0,012 0,0198 0,769 0,194 0,023 0,0296 0,779 0,290 0,033 0,0396 0,789 0,388 0,043 0,0497 0,795 0,487 0,049 0,0599 0,807 0,587 0,061 0,0699 0,818 0,685 0,072 0,0795 0,827 0,779 0,081
Tabla 3. Resultados del experimento con el muelle C.
Para calcular la constante de elasticidad de cada muelle
(K) hemos utilizado la Ecuación (1). El resultado para
el muelle A es de 2,99 N/m; para el muelle B vale
0,546 N/m y para el muelle C tiene un valor de 9,13
N/m. En la Figura 1 se representan los valores
experimentales para los tres muelles. Se puede apreciar
que los datos tienen un comportamiento lineal para
cada muelle, hecho que puede relacionarse con el
cumplimiento de la ley de Hooke. Por otro lado, la
diferente pendiente de cada línea indica la distinta
flexibilidad de los muelles, correspondiendo la línea de
mayor elasticidad al muelle B y la de menor elasticidad
al muelle C, teniendo el muelle A un comportamiento
intermedio entre los otros dos.
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0 0,5 1 1,5 2
Fuerza (N)
x (m)
Figura 1. Representación gráfica de los resultados experimentales.
Los círculos corresponden al muelle A, los triángulos al muelle B y
los cuadrados al muelle C. Las líneas representan el ajuste a la ley de
Hooke.
Cada una de las líneas de la grafica tiene forma recta
puesto que el estiramiento (x) y la fuerza (F) son
directamente proporcionales.
CONCLUSIONES
Hemos estudiado la elasticidad de tres muelles
distintos. Hemos comprobado cómo el alargamiento de
los muelles depende de la fuerza a la que estén
sometidos. Hemos aplicado las diferentes fuerzas a
través de pesas. Cuantas más pesas y, por tanto, mayor
fuerza aplicada a los muelles, mayor es su
alargamiento. Además, cada uno de los muelles se
estiraba más o menos con las mismas fuerzas aplicadas.
Esto indica que tienen distinta elasticidad. Finalmente,
los tres muelles siguen la ley de Hooke de la
elasticidad.
BIBLIOGRAFÍA
www.wikipedia.com
http://shibiz.tripod.com
Sánchez, R.; Martín, M y Suárez, M; “Física y Química
4º”. Ediciones edebé, Madrid 2012. Pag 40
Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013
10
Hidrostática y densidad de fluídos
María Fernández García, Germán Mulero Crespo e Isabel Pérez Poza
Este trabajo tenía como finalidad calcular la densidad del aceite de girasol. Para ello, hemos seguido un proceso
basado en el principio fundamental de la hidrostática utilizando un tubo en “U” al que hemos introducido este aceite
y agua cuya densidad sabemos que es 0,999 g/ml. Hemos medido las alturas de los líquidos cuando estaban
equilibrados tomando dos puntos de referencia que se encontraban a la misma altura. Hemos obtenido que la
densidad del aceite es 0,939 g/ml.
Palabras clave: Hidrostática, aceite, agua, densidad, presión, altura
INTRODUCCIÓN
La hidrostática es la ciencia que estudia los líquidos en
reposo. (www.fundamentos-de-hidrostática.es). La
presión es la razón entre la fuerza aplicada sobre la
superficie y el valor de esta, y viene dada por la
Ecuación 1.
S
FP = (1)
La presión se mide en la unidad llamada Pascal (Pa),
esto es, la presión ejercida por la fuerza de un Newton
sobre la superficie de un metro cuadrado. Llamamos
presión hidrostática a la presión que ejercen los
líquidos en cualquier punto de su interior. La presión
hidrostática en un punto es directamente proporcional a
la densidad del líquido y a la profundidad a que se halla
el punto, y se representa matemáticamente mediante la
Ecuación 2, en la que P es la presión hidrostática, h la
profundidad a la que se encuentra sumergido el punto
que consideramos y g es la aceleración de la gravedad
(Roser et al).
ghdP ⋅⋅= (2)
Sabemos que dos puntos en equilibrio a igual altura
tienen la misma presión hidrostática, lo que nos
permite calcular la densidad de uno de los líquidos
conociendo la densidad del otro y la altura que
alcanzan en las ramas de un tubo en U.
MATERIALES Y MÉTODOS
En esta práctica hemos determinado la densidad de un
líquido, el aceite, ayudándonos del principio
fundamental de la hidrostática y de la densidad del
agua, que sabemos que es 0,999 g/ml (de Dios et al.,
2013). Para ello, hemos utilizado un tubo en U, donde
hemos vertido los líquidos para hacer las medidas
(Figura 1). Este tubo lo hemos sujetado a un soporte
utilizando una pinza y una nuez. Con un frasco lavador
hemos introducido agua en el tubo y, con la ayuda de
un embudo de vidrio, hemos echado el aceite por una
de las ramas del tubo en U. Antes de empezar a medir
debemos comprobar que los líquidos están
equilibrados. Lo hemos hecho con una regla, midiendo
la altura del líquido de una de las ramas del tubo y
volviéndolo a medir pasado un tiempo para comprobar
Figura 1. Representación del tubo en U, con el agua y el aceite, las
alturas medidas y sus puntos de referencia.
que no varían las medidas. Una vez nos hemos
asegurado de esto, medimos la altura del aceite (hA) en
una de las ramas y la altura del agua (hB) en la otra
tomando los puntos de referencia (A y B para el aceite
A B hB
hA
Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013
11
y el agua respectivamente) a la misma altura. Para
confirmar que el punto A y B están a la misma altura
utilizamos la regla. Medimos las alturas de líquido en
cada rama empleando un calibre. Este proceso lo
hemos repetido cinco veces con diferentes cantidades
de líquido para reducir los errores a la hora de calcular
la densidad del aceite.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Las medidas obtenidas durante la práctica y conocer la
densidad del agua, que es 0,999 g/ml, nos ha permitido
calcular la densidad del aceite. Aplicando la Ecuación
2 a los puntos A y B del tubo en U se obtiene la
Ecuación 3.
BBAA hdhd ⋅=⋅ (3)
Los resultados de los experimentos quedan
representados en la Tabla 1.
Altura B (mm)
Altura A (mm)
Densidad del aceite (g/ml)
47,60 43,50 0,913 59,60 65,35 0,910 73,80 79,80 0,922 74,55 79,55 0,935 81,00 88,50 0,913
Tabla 1. Datos de las alturas del aceite en la columna A y de la altura
del agua en la columna B. En la otra columna, densidades del aceite
para cada altura considerada.
Calculando la media de las densidades del aceite en
cada caso representadas en la Tabla 1, hemos obtenido
la densidad del aceite. El resultado obtenido ha sido
0,919 g/ml. Este dato nos dice que la densidad del
aceite es menor que la del agua, por eso el aceite flota
en el agua y se queda en una de las ramas del tubo en
U.
CONCLUSIÓN
Hemos medido la densidad del aceite utilizando el
principio fundamental de la hidrostática y partiendo de
la densidad del agua, que ya conocíamos. Este proceso
sólo puede utilizarse porque los líquidos son
inmiscibles. En otro caso, éstos se habrían mezclado y
no se diferenciarían las alturas. El resultado nos da a
conocer que el aceite es más denso que el agua. Esto
explica que el aceite flote en el agua, ya que si fuese
más denso se hundiría.
Los resultados obtenidos pueden ser considerados
bastante fiables ya que los hemos comparado con los
establecidos por el Ministerio de Agricultura de
Argentina (http://www.alimentosargentinos.gov.ar) y
se encuentran dentro del intervalo normal de
densidades del aceite de girasol.
BIBLIOGRAFÍA
www.fundamentos-de-hidrostática.es
Roser, M. Martín, M. Suárez, M. “Física y química”,
bloque I, edebé, Barcelona, 2012, pg 19, 20 y
21.
de Dios Ibáñez, A.; Fernández García, M. y Fuente
García, A. “Determinación de la densidad de la
arena”. Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013, 3-
5.
http://www.alimentosargentinos.gov.ar/contenido/sello/
sistema_protocolos/Protocolo_Aceite_Girasol.p
df
Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013
12
Aceleración de la gravedad en Herrera de Pisuerga.
Daniel Bravo Bravo, María Fernández García y Adrián Martínez Salvador
Nuestro trabajo consiste en determinar la aceleración de la gravedad en Herrera de Pisuerga. Para ello hemos
utilizado el método del péndulo simple, construyendo un péndulo con un hilo y una esfera de metal. Para medir la
gravedad partimos de su relación con la longitud y el período de oscilación del péndulo. Con esto hemos llegado a la
conclusión de que la aceleración de la gravedad en Herrera de Pisuerga es de 9.80 m/s2 debido a los factores de
alteración de la gravedad.
Palabras clave: Gravedad, péndulo, período
INTRODUCCIÓN
La aceleración de la gravedad, o simplemente
gravedad, es la fuerza gravitatoria específica que actúa
sobre un cuerpo en el campo gravitatorio de otro. Esta
aceleración no es exactamente igual en todos los
puntos de la superficie de la Tierra sino que varía
dependiendo de los siguientes factores: latitud, altura,
topografía local y geológica y, por último, la forma de
la Tierra (www.astromia.com). Debido a la rotación de
la Tierra, los cuerpos experimentan una fuerza
centrífuga que varía según la latitud: es nula en los
polos y máxima en el ecuador. Esta fuerza centrífuga
hace disminuir el efecto de la atracción gravitatoria.
Dado que la atracción gravitatoria es inversamente
proporcional al cuadrado de la distancia al centro de la
Tierra, la aceleración de la gravedad también
disminuye con la altura. Las variaciones locales en
topografía (como la presencia de montañas) y geología
(como la densidad de las rocas en las inmediaciones)
son las responsables de que existan pequeñas
variaciones en un lugar sin que tenga que ver la latitud.
A veces hay una pequeña variación en una zona que
dista pocos kilómetros de otra. Estas variaciones se
deben a que cerca de la superficie pueden existir rocas
de densidad mayor a la normal (llamadas mascon), lo
que produce que sea mayor la gravedad sobre esos
lugares. El achatamiento de los polos también afecta a
la gravedad (www.wikipedia.com). Debido a estos
factores, la gravedad varía desde aproximadamente
9.78 m/s² en el ecuador a 9.83m/s² en los polos
(ar.answers.yahoo.com).
La aceleración de la gravedad se puede medir de
diferentes maneras. Una de ellas es con un péndulo. Un
péndulo simple es un punto material suspendido de un
hilo (inextensible y sin masa) que oscila en un plano
sin rozamiento. Este péndulo es irrealizable, pero se
aproxima mucho a él una esfera densa sujeta por un
hilo fino (www.mysvarela.com). Es un sistema
mecánico que exhibe movimiento periódico. El
astrónomo y físico italiano Galileo Galilei observó que
el período de oscilación es independiente de la
amplitud, al menos para pequeñas oscilaciones. En
cambio, éste depende de la longitud del hilo. La
relación entre el período de oscilación del péndulo y su
longitud viene dado por la Ecuación 1:
g
lT π2= (1)
donde T es el período de oscilación, l la longitud del
péndulo y g la aceleración de la gravedad. Despejando
en la Ecuación 1 se obtiene la Ecuación 2, en la que se
calcula la aceleración de la gravedad en función de la
longitud del péndulo y del período del péndulo.
2
24
T
lg
π= (2)
MATERIALES Y MÉTODOS
El objetivo de este trabajo es determinar la aceleración
de la gravedad en Herrera de Pisuerga utilizando el
método del péndulo simple. Este péndulo estará
formado por una esfera metálica atada a un hilo. Lo
primero que tenemos que hacer es medir la longitud del
péndulo con un flexómetro, teniendo en cuenta el radio
Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013
13
de la esfera metálica que mediremos con un calibre.
Una vez hecho esto, hacemos oscilar el péndulo con
una oscilación que no sea muy amplia y contamos
cincuenta oscilaciones para observar lo que tardan.
Usaremos un cronómetro para medir el tiempo que
tarda en dar las 50 oscilaciones. El período de
oscilación del péndulo se obtiene dividiendo el tiempo
obtenido entre cincuenta. Para evitar errores
accidentales repetimos el proceso cinco veces. Después
hacemos lo mismo para otras longitudes del péndulo.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Los resultados obtenidos en el laboratorio vienen
recogidos en la Tabla 1. En ella se incluyen los valores
para la aceleración de la gravedad obtenidos utilizando
la Ecuación 2.
Longitud (cm)
Tiempo (s)
Período (s)
Gravedad (m/s²)
46,76 68,43 1,37 9,89 55,56 74,51 1,49 9,80 58,36 76,63 1,53 9,78 86,66 93,79 1,87 9,76 106,66 103,51 2,07 9,78
Tabla 1. Resultados obtenidos en el laboratorio. Se muestran las
medias de las cinco medidas realizadas con cada longitud de
péndulo.
Pese a que los valores obtenidos son bastante
homogéneos, el primero es el menos fiable porque a
mayor longitud del péndulo menor es el error que se
produce al contar el tiempo que tarda el péndulo en
realizar las cincuenta oscilaciones. La aceleración de la
gravedad en Herrera de Pisuerga es de 9.80 m/s2,
obtenida haciendo la media de las gravedades para
todas las longitudes del péndulo.
En la Figura 1 se representa la relación entre el período
de oscilación del péndulo y su longitud. Esta relación
viene dada por la Ecuación 1, que indica una relación
cuadrática entre las dos variables. Dado que la gráfica
sigue un comportamiento parabólico podemos concluir
que nuestros datos responden bien a la forma de la
función. Este es un dato que apoya que el
procedimiento experimental se ha llevado a cabo de
forma correcta.
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 50 100
l (cm)
T (s)
Figura 1. Representación del período del péndulo frente a su
longitud. Los puntos representan los valores experimentales y la línea
el ajuste utilizando el valor medio de la aceleración de la gravedad.
CONCLUSIONES
En conclusión vemos que, debido a los factores que
influyen en la aceleración de la gravedad, en Herrera de
Pisuerga su valor es de 9.80 m/s2. Además, hemos
sacado en claro que a mayor longitud del péndulo
mayor es su período de oscilación. Los resultados
obtenidos se ajustan a las ecuaciones teóricas del
comportamiento del péndulo simple, lo que es una
prueba de que éstos son correctos.
BIBLIOGRAFIA
www.astromia.com/glosario/aceleragravedad.htm
www.wikipedia.com
http://ar.answers.yahoo.com
www.mysvarela.com
Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013
14
Determinación del calor específico de una sustancia.
Daniel Bravo Bravo, David Bravo Martín y María Fernández García
Nuestro trabajo tiene por finalidad calcular el calor específico de un metal. Para ello, vamos a utilizar un calorímetro
del cual necesitamos calcular su capacidad calorífica, a lo que nos dedicaremos en la primera parte de la práctica.
Pesamos agua a temperatura ambiente y la vertemos en el calorímetro. Después hacemos lo mismo pero calentamos el
agua antes de verterla. Cuando el agua se mezcla en el calorímetro llega a una temperatura de equilibrio, la cual
utilizamos para calcular la capacidad calorífica del calorímetro, que es 127 J/K. En la segunda parte del trabajo,
calculamos el calor específico del metal teniendo en cuenta la capacidad del calorímetro, para lo que calentamos el
metal en un vaso de precipitados con agua hirviendo y luego lo introducimos en el calorímetro donde se mezcla con
agua a otra temperatura. El calor específico resulta ser 494 J/kg.K.
Palabras clave: Calor, equilibrio térmico, calor específico, calorímetro.
INTRODUCCIÓN
La materia está creada por un gran número de
partículas separadas entre sí que se encuentran en
constante movimiento y, por tanto, poseen energía
cinética. El movimiento de partículas que componen la
materia, átomos y moléculas, recibe el nombre de
agitación térmica y se mide mediante la temperatura,
cuya unidad en el Sistema Internacional es el Kelvin
(K). Cuanto mayor es la agitación térmica mayor es la
temperatura del cuerpo. El calor es una forma de
transmisión de la energía que se produce cuando existe
una diferencia de temperaturas entre dos cuerpos o
partes de un mismo cuerpo. Su unidad en el Sistema
Internacional es el Julio (J). Cuando un cuerpo absorbe
o cede calor, pude producirse un cambio de
temperatura, cambios de estado o dilatación. Los
cambios de temperatura dependen de la naturaleza de la
sustancia, de su masa y de la variación de la
temperatura. Para tener en cuenta la dependencia del
calor absorbido o cedido con respecto a la naturaleza
de la sustancia, se asigna a cada sustancia una
constante llamada calor específico. El calor específico
de una sustancia es el calor que debe recibir la unidad
de masa para aumentar su temperatura un Kelvin.
(Roser et al.). La cantidad de calor que absorbe un
cuerpo que experimenta una variación de temperatura
viene dada por la Ecuación 1:
tcmQ e ∆⋅⋅= (1)
siendo Q el calor absorbido (o cedido), m la masa de la
sustancia, ce su calor específico y ∆ t el incremento de
la temperatura.
Cuando dos cuerpos a diferente temperatura se ponen
en contacto se transmiten calor. La cantidad de calor
desprendida por el cuerpo a mayor temperatura y la
cantidad de calor absorbido por el cuerpo de
temperatura más baja es la misma, hasta un punto que
llegan al equilibrio, es decir, alcanzan la misma
temperatura. Esto es así puesto que la energía total se
conserva. (Roser et al.). Esto se puede representar
matemáticamente indicando que la suma de los calores
cedido por el cuerpo caliente y absorbido por el cuerpo
frío es nula, como indica la Ecuación 2,
0=+ cf QQ (2)
donde los subíndices f y c se refieren al cuerpo frío y al
cuerpo caliente respectivamente.
El calorímetro o vaso de Dewar es un recipiente cuyas
paredes y tapa deben aislarlo al máximo del exterior
(www.saberfísica.com.), de modo que todo el calor se
intercambia entre las sustancias que se introducen en
él. Sin embargo, los calorímetros no son perfectos sino
que tienen una determinada capacidad calorífica (K).
Cuando se introducen dos cuerpos a distinta
temperatura en un calorímetro la suma del calor
Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013
15
absorbido por el cuerpo frío, el absorbido por el
calorímetro y el calor cedido por el cuerpo caliente
debe ser igual a cero. Utilizando las Ecuaciones 1 y 2
se obtiene la Ecuación 3, que permite calcular la
capacidad calorífica del calorímetro si se conocen el
resto de datos.
( ) ( )( ) 0=−⋅+
+−⋅+−⋅
feq
ceqccfeqff
ttK
ttcmttcm (3)
donde los subíndices f y c se refieren a la sustancia fría
y caliente respectivamente, m son las masas, c son los
calores específicos, t son las temperaturas iniciales, teq
es la temperatura de equilibrio y donde K es la
capacidad calorífica del calorímetro.
Una vez conocida la capacidad calorífica del
calorímetro, la propia Ecuación 3 permite determinar el
calor específico de una sustancia que intercambia calor
en el calorímetro con otra sustancia de calor específico
conocido.
MATERIALES Y MÉTODOS
Este trabajo tiene dos partes, una para determinar la
capacidad calorífica del calorímetro y otra para
determinar el calor específico de un cuerpo de metal.
Comenzamos por determinar la capacidad calorífica del
calorímetro, para lo que cogemos un matraz erlenmeyer
de 250 ml, lo llenamos con unos 100 ml de agua y lo
pesamos en la balanza electrónica (modelo JB6000 de
Jadever Scale CO, Taiwan, con una resolución de 0’1g
y 600g como peso máximo). Vertemos el agua del
matraz en el calorímetro, introducimos el termómetro
en él y anotamos la temperatura del agua, que será
nuestra sustancia fría. Anotamos la masa del matraz
vacío para determinar por diferencia la masa de agua
en el calorímetro. Seguidamente, volvemos a llenar el
matraz con 100 ml de agua y también lo pesamos. Una
vez pesado, lo calentamos hasta una temperatura de
entre cuarenta y cincuenta grados Celsius utilizando un
mechero Bunsen, anotamos la temperatura del agua
caliente que está en el matraz y echamos el agua
caliente dentro del calorímetro. Pesamos de nuevo el
matraz para conocer la masa de agua caliente.
Esperamos unos minutos hasta que se equilibren las
temperaturas y tomamos la temperatura de equilibrio.
Todo esto lo repetimos cinco veces para compensar los
errores accidentales.
En la segunda parte vamos a determinar el calor
específico de una sustancia metálica. Para ello,
cogemos 200 ml de agua aproximadamente en un
matraz erlenmeyer y lo pesamos. Una vez pesado, lo
echamos al calorímetro, medimos la temperatura con el
termómetro como hicimos en la primera parte y
pesamos el matraz vacío para posteriormente hallar la
masa del agua fría. Mientras tanto, pesamos la
sustancia desconocida en la balanza para obtener su
masa. Ponemos a calentar a ebullición unos 250ml de
agua en un vaso de precipitados con un mechero
Bunsen. Introducimos la sustancia en el interior del
agua sin que toque las paredes del vaso de precipitados
y la mantenemos unos minutos sumergida, con lo que
alcanza la temperatura del agua hirviendo. Cuando
alcanza esta temperatura, sacamos la sustancia, la
introducimos en el calorímetro y esperamos que se
equilibre la temperatura. Debemos tener mucho
cuidado al introducir la sustancia en el calorímetro ya
que éste es muy frágil y podría romperse. Esperamos
unos minutos hasta que la temperatura no cambie para
conseguir, de esta forma, la temperatura de equilibrio.
Este proceso también se repite cinco veces.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Los cálculos realizados en la primera parte de la
práctica nos han permitido conocer la capacidad
calorífica del calorímetro, que luego utilizamos en la
segunda parte de la práctica para tener en cuenta la
pérdida de calor del calorímetro y poder calcular el
calor específico de la pieza de metal con más precisión.
La capacidad calorífica se obtiene utilizando la
Ecuación (3), en la que conocemos todos los datos
excepto la capacidad calorífica del calorímetro. Estos
resultados se recogen en la Tabla 1.
Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013
16
Tabla 1. Datos resultantes de la primera parte de la práctica, donde
mf es la masa del agua fría, mc la masa del agua caliente, tf la
temperatura del agua caliente, tc la temperatura del agua caliente, teq
la temperatura de equilibrio y K la capacidad calorífica del
calorímetro.
La capacidad calorífica del calorímetro es 127 J/K, que
es la media de los resultados de la Tabla 1. La
capacidad del calorímetro la utilizamos en la segunda
parte de la práctica para calcular el calor específico del
metal. Los resultados de esta parte de la práctica los
observamos en la Tabla 2.
ma
(kg)
ta
(K)
mm
(kg)
tm
(K)
teq
(K)
cem
(J/kg·K)
0,2048 287,5 0,1077 371,0 292,0 520
0,2021 289,0 0,1077 371,0 292,5 402
0,2044 285,5 0,1177 369,0 290,0 475
0,2042 290,0 0,1177 372,0 295,0 541
0,2035 287,0 0,1177 370,0 292,0 532
Tabla 2. Datos resultantes de la segunda parte de la práctica, donde
ma es la masa del agua, mm la masa del metal, ta la temperatura inicial
del agua, tm la temperatura inicial del metal, teq la temperatura de
equilibrio y cem el calor específico del metal.
El calor específico de la sustancia metálica será la
media de los datos de la Tabla 2, y nos da como
resultado 494 J/kg·K. Nos puede llevar a la duda de si
los resultados son buenos o no la gran diferencia entre
unos valores y otros. Esto se puede deber a que algunas
repeticiones las hemos hecho sin dar tiempo a que se
enfriara el calorímetro, y de ahí esa diferencia en los
resultados.
El calor específico general que se utiliza para el acero
es 460 J/kg·K, el del hierro es 450 J/kg·K y el del acero
inoxidable es 510 J/kg·K (www.valvias.com). El calor
especifico obtenido en este trabajo (494 J/kg·K) parece
indicar que el cubo de metal utilizado en esta práctica
es de acero inoxidable.
CONCLUSIÓN
Hemos trabajado con un método sencillo aunque algo
largo, con el que hemos logrado determinar el calor
específico de una determinada sustancia.
Hemos calculado el calor específico de un metal, lo que
significa que sabemos la cantidad de energía que hay
que aplicar a un kg de ese material para que aumente su
temperatura un grado. Algunos de los factores que
influyen para que este dato sea más o menos preciso
son la capacidad del calorímetro (cuanto menor sea la
pérdida de calor del calorímetro más precisos son los
datos), la pérdida de masa al salpicar el agua cuando
introducimos el metal o la ganancia de masa cuando
introducimos el metal mojado.
BIBLIOGRAFÍA
Roser, M.; Martín, M. y Suárez, M. “Física y
Química”, Bloque II, Edebé, Barcelona, 2012, pág 112-
114.
www.saberfísica.com.
www.valvias.com
mf (kg)
t f (K)
mc (kg)
tc (K)
teq (K)
K (J/K)
0,1075 288,5 0,1005 318,0 301,0 122
0,1176 291,5 0,1161 321,0 304,5 124
0,1240 290,0 0,1150 327,0 306,0 113
0,1006 284,5 0,1212 323,0 303,0 127
0,1082 287,0 0,0981 324,0 302,0 149
Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013
17
Ensayo del contenido en plomo de una galena por vía húmeda
Daniel Bravo Bravo, María Fernández García y Germán Mulero Crespo.
En esta práctica hemos calculado el contenido en plomo de una muestra de galena utilizando un ensayo por vía
húmeda en el que se crea una disolución de ácido nítrico con unas gotas de ácido clorhídrico para disolver la galena.
Calentamos la mezcla, añadimos ácido sulfúrico y lo volvemos a calentar. Esto transforma el sulfuro de plomo en
sulfato de plomo. Luego añadimos sal de Rochelle y agua, filtramos para eliminar impurezas y disolvemos el sulfato
de plomo con una disolución hirviente de cloruro amónico. Añadimos aluminio para que el plomo solidifique,
lavamos y retiramos el aluminio para obtener, al final, una masa sólida de plomo que hemos pesado. El resultado ha
demostrado que hemos realizado mal alguna fase del procedimiento, ya que ha sido absurdamente alto.
Palabras clave: galena, plomo, ensayo por vía húmeda.
INTRODUCCIÓN
El plomo es un elemento químico, de símbolo Pb y
número atómico 82. Es un metal pesado de color
azulado que se empaña para adquirir un color gris
mate. Es flexible e inelástico, se funde con facilidad a
327.4 ºC, hierve a 1725 ºC y sus valencias químicas
normales son 2 y 4 (www.lenntech.es). Es
relativamente resistente al ataque de los ácidos
sulfúrico y clorhídrico pero se disuelve con lentitud en
ácido nítrico. El plomo forma aleaciones con muchos
metales y se emplea en esta forma en la mayor parte de
sus aplicaciones. (www.wikipedia.com).
El plomo rara vez se encuentra en su estado elemental
en la naturaleza. Se presenta comúnmente como sulfuro
de plomo (PbS) en la galena, que es el mineral más
importante como fuente de plomo. Tiene forma de
cristales cúbicos, es un mineral blando de alrededor de
2,5 en la escala de Mohs y su gama de color
comprende de un color plateado a gris-negro con brillo
metálico (www.britannica.com). Los minerales
comerciales pueden contener tan poco plomo como el
3%, pero lo más común es un contenido de poco más o
menos el 10%.
Para determinar la composición química de una
muestra natural o artificial se utiliza la química
analítica, que se divide en cualitativa, que determina el
tipo de sustancias, y cuantitativa, que determina la
cantidad. En muchos casos, para realizar el análisis
cuantitativo se utiliza el ensayo por vía húmeda, que
consiste en disolver la sustancia ensayada. El solvente,
por lo general, es el agua y, cuando se trata de
sustancias insolubles, son ácidos. La determinación por
vía húmeda da resultados bastante exactos pero exige
un mayor trabajo y requiere un equipo de laboratorio
más sofisticado que los ensayos por vía seca, preferidos
en muchos laboratorios, pero que requieren la
utilización de un horno del que no disponemos.
MATERIALES Y MÉTODOS
En esta práctica hemos determinado el contenido en
plomo de una galena utilizando el ensayo por vía
húmeda descrito por Collins (1910). Para ello, primero
hemos triturado con un martillo un fragmento de
galena, lo hemos pasado por un tamiz para retirar los
fragmentos más grandes y, a continuación, hemos
triturado el material más fino con un mortero de vidrio
hasta que la galena estaba reducida a polvo fino.
Pesamos aproximadamente 1 gramo de galena molida
en un cono de papel utilizando una balanza digital
(modelo JB6000 de Jadever Scale CO, Taiwan, con
una resolución de 0’1g y 600g como peso máximo). A
continuación, pesamos el papel con la galena en una
balanza granatario de 0,01 g de precisión; con ayuda de
una espátula pasamos el contenido del papel a un
matraz erlenmeyer de 250 ml y pesamos el papel en la
balanza granatario para saber la cantidad justa de
galena que echamos en el matraz.
Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013
18
Antes de seguir con el trabajo vamos a preparar un
montaje para recoger los gases tóxicos que se van a
desprender en la reacción. El montaje está formado por
3 matraces erlenmeyer de 250 ml, unidos por unos
tubos de vidrio acodados que hemos preparado
específicamente para este experimento. El montaje
tiene la forma que se muestra en la Figura 1. En el
matraz de la derecha preparamos una disolución de
hidróxido de sodio que recogerá los gases producidos
en la reacción. Esta disolución se prepara tomando 15
gramos de sodio y disolviéndolos en 250ml de agua. El
erlenmeyer central es de seguridad para evitar
reabsorciones de líquido del matraz de la derecha, con
lo cual no hay que añadir nada en su interior. Por
Figura 1. Montaje experimental diseñado para absorber los gases
tóxicos. En el matraz de la izquierda se produce la reacción. Una
bomba introduce aire en el sentido que indica la flecha. Los gases
pasan por el matraz de seguridad del centro y pasan al matraz de la
derecha, que contiene una disolución de hidróxido sódico que
absorbe los gases.
último, en el matraz de la izquierda se prepara la
disolución de la galena. Para que el montaje funcione
mejor utilizaremos el tiro forzado, que consiste en
impulsar los gases con una corriente de aire. Para ello
hemos utilizado una pequeña bomba de aire (Air pump,
modelo AP-.9800).
Para comenzar la reacción añadimos en el matraz con
la galena, con ayuda de una pipeta, 10 ml de ácido
nítrico concentrado (al 69%). Luego, tapamos el matraz
con el tapón, encendemos la bomba de aire y
colocamos el mechero Bunsen debajo del matraz para
que comience la reacción. Se desprenden vapores
pardos de óxidos de nitrógeno y se forma un depósito
blanco de sulfato de plomo. Añadimos 10 ml ácido
sulfúrico concentrado (al 96 %) y la mezcla se deja
hervir hasta que salgan gases blancos de óxido de
azufre. Seguidamente, apagamos el mechero, dejamos
enfriar y. desmontamos los matraces, quedándonos con
el que contiene la galena disuelta.
El siguiente paso consiste en añadir 50 cm3 de agua y
dos gramos de sal de Rochelle (tartrato de sodio y
potasio) para evitar que precipiten otros metales que
puedan acompañar al plomo en la galena. Ponemos la
mezcla a hervir y, una vez hervida, la filtramos con un
filtro de papel y lavamos el sulfato de plomo
precipitado que retiene el filtro con una disolución de
ácido sulfúrico 1:10. Haciendo esto hemos separado de
la galena el sulfato de plomo y la posible ganga del
resto de sustancias.
Preparamos una disolución de cloruro de amonio al
20% y la calentamos a ebullición. Luego metemos el
papel de filtro con el sulfato de plomo y la ganga en un
vaso de precipitados y vamos añadiendo esta
disolución para disolver el sulfato de plomo. La ganga
no se disuelve, de manera que ya la tenemos separada.
A continuación, acidificamos la disolución con ácido
clorhídrico y añadimos dos gramos de aluminio para
precipitar el plomo, lo que origina una espuma negra.
Dejamos que la reacción entre el aluminio y el plomo
se produzca durante unos quince minutos, tras lo que
procedemos a hervirlo unos momentos. Después,
llenamos el vaso de precipitados con agua fría y
dejamos reposar para luego decantar sobre una cápsula
de porcelana asegurándonos de no perder nada de
plomo y retirar todo el aluminio con los dedos. Es
necesario repetir el lavado varias veces para quedarse
exclusivamente con plomo. Por último, nos queda lavar
Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013
19
una última vez la masa de plomo con alcohol al 96 por
ciento y ponerlo a hervir un segundo. Cuando ya está
seco se pesa en la balanza granatario el matraz con el
plomo y después sin el plomo y, por diferencia de las
dos masas, obtenemos la masa del plomo que contiene
la galena.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
La cantidad de galena que hemos utilizado para
conocer su contenido en plomo es 1,23 g y la cantidad
de plomo resultante tras el análisis es 2,65 g. La teoría
nos dice que por cada 239,3 g de galena
(considerándola sulfuro de plomo) se obtienen 207,2 g
de plomo, por lo que nosotros deberíamos haber
obtenido 0,89 g de plomo. Esto supone que hemos
cometido algún error en la realización del ensayo.
La determinación de plomo en la galena debería llevar
sobre 40 ó 50 minutos y los resultados serían exactos,
con errores del 0,1 al 0,5 por ciento (Collins, 1910).
Una posible justificación del error que hemos cometido
podría estar en que dejamos reposar más tiempo de lo
debido (varios días en vez de quince minutos) el plomo
precipitado después de añadir el aluminio. Después de
reposar, el aspecto de la masa de plomo, que era
negruzca en un principio, había cambiado y tenía un
color blanquecino, posiblemente causado por dióxido
de plomo que es más pesado que el plomo.
CONCLUSIÓN
Hemos estudiado el contenido en plomo de un mineral,
la galena, a través de un método llamado ensayo por
vía húmeda, que es fiable aunque tiene un margen de
error del 0,1 al 0,5 % por impurezas en el aluminio. Por
no realizar el procedimiento correctamente puede dar
lugar a errores como el nuestro, que nos da un
resultado muy alejado de la teoría con una diferencia
de 1,76 g, por lo que hay que respetar los pasos del
procedimiento para obtener un buen resultado. En
conclusión, no hemos hecho bien el trabajo y no hemos
logrado el objetivo propuesto, que era determinar el
contenido en plomo de la galena.
BIBLIOGRAFÍA
www.lenntech.es
www.wikipedia.com
www.britannica.com
Collins, Henry F., “The metallurgy of lead”, Charles
Griffin & Co. Ltd., Londres, 1910, pp. 460-
461
Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013
20
Síntesis del acetato de 3-metilbutilo
Daniel Bravo Bravo, David Bravo Martín y María Fernández García
En esta práctica, hemos realizado una reacción a reflujo mediante la esterificación de Fischer, en la que hemos
obtenido 7,9 gramos de acetato de 3-metilbutilo a partir de ácido acético y alcohol isoamílico. Para el mejor desarrollo
de la reacción, empleamos ácido sulfúrico como catalizador y sometemos al matraz de reacción, con la mezcla de
sustancias, a una temperatura aproximada de 60 grados centígrados sumergiéndolo en un cristalizador con agua que es
calentada. La reacción dura unos 30 minutos y produce gases que condensamos con un refrigerante. Cuando finaliza la
reacción, la sustancia se limpia y se le quita el exceso del ácido que nos servía para agilizar la reacción con una
disolución de bicarbonato sódico al 5% de concentración. Finalmente, decantamos la mezcla para quedarnos sólo con
la parte orgánica, que tiene un color amarillento y aroma a plátano.
Palabras clave: acetato de 3-metilbutilo, ácido acético, 3-metil-1-butanol, éster, esterificación de Fischer.
INTRODUCCIÓN
La síntesis orgánica es la construcción planificada de
moléculas orgánicas mediante reacciones químicas. A
menudo, las moléculas orgánicas pueden tener un
mayor grado de complejidad comparadas con los
compuestos puramente inorgánicos. Así pues, la
síntesis de compuestos orgánicos se ha convertido en
uno de los ámbitos más importantes de la química
orgánica. (www.wikipedia.com). Uno de los
compuestos que pueden ser sintetizados son los ésteres.
Los ésteres son compuestos que se forman por la unión
de ácidos con alcoholes, generando agua como
subproducto. Estos compuestos se pueden clasificar en
dos tipos: ésteres inorgánicos, que son los que derivan
de un alcohol y de un ácido inorgánico, y ésteres
orgánicos, que derivan de un alcohol y un ácido
orgánico. Los ésteres con bajo peso molecular son
líquidos volátiles de olor agradable y son los
responsables de los olores de ciertas frutas. Los ésteres
superiores, de elevado peso molecular, son sólidos
cristalinos e inodoros, solubles en solventes orgánicos
e insolubles en agua. Por estas propiedades, tienen
numerosas aplicaciones en la industria, desde su
utilidad como aroma tanto en dulces y bebidas como en
perfumes, hasta su utilización como antiséptico
(www.químicayalgomás.es).
El éster que queremos sintetizar es el acetato de 3-
metilbutilo, también llamado acetato de isoamilo. Se
presenta como un líquido incoloro y con un
característico aroma a plátano. Es muy inflamable. El
principal uso del acetato de isoamilo es el de
aromatizante de ciertos productos como los refrescos.
Se usa como solvente, en la elaboración de perfumes y
en esencias artificiales de frutas. También se emplea
como feromona para atraer a las abejas melíferas
(www.wikipedia.org). Aunque se obtiene de forma
natural de algunas frutas como el plátano y las peras, se
sintetiza también artificialmente.
Al proceso de formación de un éster a partir de un
ácido y un alcohol se le denomina esterificación. La
esterificación de Fischer-Speier o esterificación de
Fischer, reacción descrita por vez primera por Emil
Fischer y Arthur Speier en 1895, es un tipo especial de
esterificación que consiste en la formación de un éster
por reflujo de un ácido carboxílico y un alcohol en
presencia de un catalizador ácido (Figura 1). La
mayoría de ácidos carboxílicos son aptos para la
reacción, pero el alcohol debe ser generalmente un
alcohol primario o secundario. El catalizador más
comúnmente usado para una esterificación de Fischer
es el ácido sulfúrico. Los tiempos de reacción comunes
varían de 1 a 10 horas a temperaturas de 60-110°C.
(www.wikipedia.com).
Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013
21
CH3 C
OH
O
+ CH2 CH2 CH CH3
CH3OH
CH3 C
O
O
CH2 CH2 CH CH3
CH3
+ OH2
ácido acético 3-metil-1-butanol
acetato de 3-metilbutilo agua
H2SO4
Figura 1: Esquema de la esterificación de Fischer que permite
obtener el acetato de 3-metilbutilo.
MATERIALES Y MÉTODOS
Nuestro objetivo en este trabajo es hacer la síntesis del
acetato de 3-metilbutilo. Para ello vamos a utilizar
como reactivos principales alcohol isoamílico (3-metil-
1-butanol) y ácido acético. El alcohol isoamílico es un
compuesto orgánico incoloro con la fórmula C5H11OH.
Posee una densidad de 0,8247 g/cm3 (a 0 °C) y tiene un
punto de ebullición de 131,6 °C. Es poco soluble en
agua, pero es más soluble en solventes orgánicos.
Posee un característico olor fuerte y un sabor muy
ardiente al paladar (www.esacademic.com). El ácido
acético es un ácido que se encuentra en el vinagre,
siendo el principal responsable de su sabor y olor
agrios. Su fórmula es CH3-COOH (C2H4O2).
Cogemos un matraz de reacción de fondo redondo, lo
colocamos dentro de un vaso de precipitados para que
se sujete y lo pesamos utilizando una balanza
electrónica (modelo JB6000 de Jadever Scale CO,
Taiwan, con una resolución de 0’1g y 600 g como peso
máximo). Echamos en el matraz de reacción 10 ml de
alcohol isoamílico (C5H11OH) con ayuda de una pipeta.
Pesamos el matraz de reacción dentro del vaso de
precipitados para medir la masa de alcohol que hemos
echado. Lo siguiente será añadir 12ml de ácido acético
(C2H4O2) en el matraz de reacción utilizando una
pipeta. Este reactivo se añade en exceso para que la
reacción sea más completa. Después, añadimos 2ml de
catalizador, en nuestro caso ácido sulfúrico (H2SO4).
Lo siguiente que tenemos que hacer es montar el
dispositivo para hacer la reacción a reflujo, como se
muestra en la Figura 2.
Figura 2: Dispositivo para hacer la reacción a reflujo. El
cristalizador contiene agua que se mantiene a 60 ºC. El matraz de
reacción está conectado a un refrigerante que condensa los vapores
que se producen en la reacción. Las flechas indican el sentido en el
que circula el agua por el refrigerante.
Cuando tenemos esta estructura montada encendemos
el grifo y el refrigerante se llena de agua a temperatura
ambiente. Como la reacción debe producirse a una
temperatura de 60 ºC, calentamos un baño de agua en
un cristalizador, controlando la temperatura con un
termómetro. Sujetamos el matraz de reacción al
refrigerante y lo sumergimos en el cristalizador. En ese
momento comienza la reacción, que se caracteriza
porque el líquido adquiere un color amarillento.
Dejamos pasar media hora en la que se están
condensando los vapores formados en la reacción al
subir por el refrigerante.
Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013
22
Mientras tanto, debemos preparar una disolución de
bicarbonato de sodio al 5%. Para ello, echamos en un
vaso de precipitados 75 ml de agua y 3,8 gramos de
bicarbonato de sodio. Esta disolución servirá para
neutralizar el exceso de ácido añadido al matraz de
reacción.
Pasados los 30 minutos de la reacción, tenemos que
desmontar el dispositivo de reflujo. Pasamos el
contenido del matraz de reacción a un embudo de
decantación, asegurándonos de que la llave del embudo
esté cerrada. En la parte de abajo del embudo queda la
parte acuosa y arriba queda la parte orgánica. Para
eliminar el exceso de ácido, añadimos unos 25 ml de la
disolución de bicarbonato de sodio, agitamos,
levantamos el tapón del embudo de decantación para
que salgan los gases y lo volvemos a tapar. Esperamos
a que repose y veremos que se vuelven a formar dos
capas, una acuosa y otra orgánica. Separamos la acuosa
y comprobamos si es ácida utilizando un trozo de papel
de pH. Como es ácida, añadimos otros 25 ml de la
disolución de bicarbonato de sodio y repetimos el
mismo proceso de antes. La fase acuosa continúa
siendo un poco ácida, así que lo volvemos a repetir con
los 25 ml de disolución de bicarbonato de sodio que
nos quedan. Para asegurarnos, hacemos un último
lavado con 25 mililitros de agua, volvemos a decantar
y nos quedamos con la parte orgánica, que hay que
secar echando una espátula de sulfato de sodio en el
embudo de decantación y luego agitando. Después,
cogemos un tubo de ensayo con su tapón y un vaso de
precipitados pequeño y lo pesamos todo junto en la
balanza digital. Preparamos un filtro en un embudo de
vidrio. Colocamos el tubo de ensayo debajo del
embudo con el papel de filtro y echamos en él la
sustancia para separar el sulfato de sodio. Por último,
sólo nos queda pesar el tubo de ensayo tapado con el
vaso de precipitados pequeño, en el que se encuentra el
resultado de nuestro trabajo.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
La sustancia orgánica que hemos obtenido ha adquirido
un color amarillo y un fuerte olor a plátano,
característico del acetato de 3-metilbutilo.
A partir de 10 mililitros de alcohol isoamílico, que
medidos en la balanza son 8,0 gramos, y 12 mililitros
de ácido acético hemos obtenido 7,6 gramos de
producto (acetato de 3-metilbutilo). El alcohol
isoamílico es el reactivo limitante, por lo que la masa
del ácido acético es irrelevante para calcular el
rendimiento de esta reacción. Mediante cálculos
estequiométricos sabemos que la cantidad de producto
que deberíamos haber obtenido para llegar a un 100%
de rendimiento serían 11,8 g. Como nosotros hemos
obtenido 7,6 gramos, logramos un rendimiento del
64%.
CONCLUSIÓN
Hemos obtenido un éster con olor a plátano de gran
utilidad en la industria como aroma, tanto en alimentos
o golosinas como en perfumes. Los reactivos utilizados
han sido el alcohol isoamílico y el ácido acético que,
mediante la esterificación de Fisher y con la ayuda del
ácido sulfúrico como catalizador, han reaccionado
obteniendo un rendimiento en dicha reacción de un
64%, que son 7,6 gramos de producto. Este
rendimiento se aproxima al máximo teórico, que es del
75% (www.scribd.com); un rendimiento alto que puede
favorecer su utilización en la industria.
BIBLIOGRAFIA
http://es.wikipedia.org/wiki/S%C3%ADntesis_org%C3
%A1nica
www.químicayalgomás.com
www.wikipedia.org
http://es.wikipedia.org/wiki/Esterificaci%C3%B3n_de
_Fischer-Speier
http://www.esacademic.com/dic.nsf/eswiki/58542
www.scribd.com
Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013
23
Determinación del agua de cristalización del sulfato de cobre(II)
Daniel Bravo Bravo, Ana Fuente García y María Fernández García
En este trabajo, hemos medido el agua de cristalización del sulfato de cobre(II). Hemos producido una reacción
química calentando el sulfato de cobre hidratado triturado para obtener sulfato de cobre anhidro. Tras medir las masas
de ambas sustancias en la balanza granatario, hemos calculado que, por cada mol de sulfato de cobre, hay 5 moles de
agua, por lo que determinamos que el agua de cristalización del sulfato de cobre es 5. Este resultado concuerda con el
dato teórico del agua de cristalización de esta sustancia.
Palabras clave: Sulfato de cobre, agua de cristalización.
INTRODUCCIÓN
Un hidrato es una sal que se ha combinado con una
proporción definida de moléculas de agua, y un anhidro
es una sustancia deshidratada. La sal hidratada y la sal
anhidra tienen distintas estructuras cristalinas, lo que
les concede diferentes propiedades. El agua de
cristalización de un hidrato es la cantidad de agua que
necesita la sal anhidra para convertirse en una sal
hidratada. Es un término arcaico que precede a la
química inorgánica estructural moderna y que proviene
de una época en la que las relaciones entre fórmula
mínima y estructura eran poco comprendidas. Sin
embargo, el término ha permanecido en el tiempo
(http://es.wikipedia.org/wiki/Agua_de_cristalizaci%C3
%B3n). Las sales pueden perder su agua de
cristalización por calefacción y se pueden volver a
formar por reacción de la sustancia anhidra con el agua,
lo que demuestra que las fuerzas que mantienen unidas
a las moléculas de agua en los hidratos no son muy
fuertes y que esta agua de cristalización se encuentra
dentro de las redes de los cristales, pero no formando
enlaces covalentes. (www.buenastareas.com/ciencia).
El sulfato de cobre(II) (CuSO4), también llamado
sulfato cúprico, vitriolo azul, caparrosa azul o
calcantita, es una sal verde o gris-blanco pálido cuando
está anhidro pero, cuando está en su estado hidratado,
se presenta de color azul brillante
(https://es.wikipedia.org/wiki/Sulfato_de_cobre_(II)).
Las aplicaciones de este producto son variadas, siendo
las principales en el sector agrícola, zootécnico,
químico, textil y metalúrgico
(www.cencomin.com>productos).
MATERIALES Y MÉTODOS
Nuestra finalidad en esta práctica ha sido determinar el
agua de cristalización del sulfato de cobre. Lo primero
que debemos hacer es triturar el sulfato de cobre con un
mortero de vidrio hasta convertirlo en polvo fino. A
continuación, pesamos una cápsula de porcelana
pequeña y vacía con la balanza granatario y anotamos
su masa. Echamos tres espátulas del polvo fino del
sulfato de cobre(II) en la cápsula que acabamos de
pesar y la volvemos a pesar. Restando las dos medidas
obtenemos la masa de sulfato de cobre hidratado.
Seguidamente, preparamos un trípode con una rejilla y
un mechero Bunsen. Colocamos la cápsula sobre la
rejilla y calentamos el sulfato para deshidratarlo a
fuego lento produciendo la reacción de deshidratación:
OHnCuSOOnHCuSO 2424 +→⋅
En la reacción mostrada, obtenemos sulfato de cobre
anhidro a partir de sulfato de cobre hidratado. Durante
el tiempo que se ha estado calentando, hemos movido
continuamente la sustancia con una varilla de vidrio
mientras sujetábamos la cápsula con una pinza de
madera. Cuando hemos observado que el sulfato
adquiría un color grisáceo, hemos apagado el mechero,
retirado la cápsula del trípode y medido en la balanza
granatario la masa del conjunto. Restando a esta
medida la masa de la cápsula vacía, obtenemos la masa
del sulfato de cobre anhidro. Todo este proceso lo
Rev. Ampl. Prof. Fís. Quím., 1, 2013
24
hemos repetido tres veces para corregir errores
accidentales.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Los resultados obtenidos en el laboratorio vienen
recogidos en la Tabla 1. Para hallar la cantidad de
sulfato de cobre hidratado, restamos de la masa de la
cápsula con el sulfato de cobre hidratado la de la
cápsula vacía. La masa de sulfato de cobre anhidro se
calcula de la misma manera. La cantidad de agua
retirada es la diferencia entre la masa de sulfato de
cobre hidratado y anhidro. Para hallar la cantidad del
agua de cristalización del sulfato de cobre hay que
tener en cuenta que, de acuerdo con la reacción de
deshidratación mostrada anteriormente, por cada mol
de sulfato de cobre anhidro formado habrá n moles de
agua. Sabiendo que las masas moleculares del sulfato
de cobre y del agua son 159,6 g/mol y 18 g/mol
respectivamente, podemos determinar la proporción
relativa de moléculas de agua por cada molécula de
sulfato de cobre utilizando la Ecuación 1.
6,159
18A
Ag
M
M
n = (1)
M C
(g) M C+H
(g) M C+A
(g) M H (g)
M A (g)
M Ag (g)
n
56,90 66,30 62,55 9,40 5,65 3,75 5,9
56,09 63,14 60,81 7,05 4,72 2,33 5,3
56,81 64,70 61,92 7,89 5,11 2,78 4,8 Tabla 1: Resultados obtenidos en las medidas realizadas en el
laboratorio. MC es la masa de la cápsula de porcelana utilizada en
cada experimento, MC+H es la masa de la cápsula con el sulfato de
cobre hidratado, MC+A la masa de la cápsula con el sulfato de cobre
anhidro, MH es la masa de sulfato de cobre hidratado, MA la masa de
sulfato de cobre anhidro, MAg la masa de agua eliminada y n el
número de moléculas de agua que cristalizan con cada molécula de
sulfato de cobre.
El resultado que hemos obtenido es de 5,3 moléculas
de agua de cristalización. Dado que n debe ser un
número entero, podemos concluir que el número de
moléculas de agua de cristalización del sulfato de
cobre(II) es 5.
CONCLUSIONES
Podemos afirmar que nuestros cálculos son bastante
acertados porque varios autores indican que, por cada
mol de sulfato de cobre, habrá 5 moles de agua de
cristalización (http://www.heurema.com/PQ/PQ3-
Sulfatocuprico/Sulfato%20de%20cobreSB.pdf) y
nuestro valor es de 5,3. El resultado que más se desvía
del comportamiento teórico es el primero. Esto puede
ser debido a la humedad del ambiente, que puede
aportar moléculas de agua al sulfato deshidratado, u
otros errores experimentales como el tiempo de
calentamiento ya que, si se calienta demasiado el
sulfato de cobre, se puede transformar en óxido.
BIBLIOGRAFIA
http://es.wikipedia.org/wiki/Agua_de_cristalizaci%C3
%B3n
https://es.wikipedia.org/wiki/Sulfato_de_cobre_(II)
www.cencomin.com>productos
http://www.heurema.com/PQ/PQ3-
Sulfatocuprico/Sulfato%20de%20cobreSB.pdf
