DEPARTAMENTO DE CIENCIAS
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Introducción………………. ………………………………………………………………..3 Normas de seguridad en el laboratorio………….………………………... ………………...4 Simbología internacional de sustancias peligrosas………………….……... ………………6 Práctica I: Estudio del movimiento rectilíneo y uniforme.………….………..…….. ……...7 Práctica II: Calibrado de un dinamómetro.…………………….....……………………….10 Práctica III: Cálculo de empujes…………………………..……………………….....…...11 Práctica IV: La energía mecánica en el descenso por un plano inclinado...………………13 Práctica V: Cálculo experimental del calor específico del aceite….……………………...15 Práctica VI: Ley de Lavoisier……………………………………………………………..17 Práctica VII: Factores que influyen en la velocidad de reacción...……………......………18 Práctica VIII: Propiedades de las sustancias y su clasificación………….…………….….20 Práctica IX: Reconocimiento del pH en ácidos y bases. Iniciación a las volumetrías de neutralización…………………………………………..…………...….………………….22 Práctica X: Fabricación del jabón………………... ……………………………………….24
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La Química y la Física son un conjunto de ciencias empíricas y como tal el trabajo experimental en el laboratorio (o incluso en casa) debe formar parte del proceso de enseñanza-aprendizaje. Esto nos permitirá estudiar estas ciencias de una forma mucho más amena. Ni que decir tiene que, a pesar de la sencillez de las experiencias que se detallan en este trabajo y de su aparente inocuidad, algunas de las sustancias que se emplean pueden resultar peligrosas si no se manejan con las debidas precauciones, por lo que es necesario tener en cuenta las normas de seguridad. Cada práctica consta de unos objetivos, un listado del material necesario, el procedimiento a seguir y unas cuestiones. Antes de la realización de la práctica es imprescindible haber leído la práctica. A continuación en el cuaderno de laboratorio se anota la fecha. Se dibuja y nombra el material de laboratorio. Se comprueba que está limpio y en buenas condiciones. Se realiza la práctica anotando en el cuaderno cada uno de los pasos y por último se responde a las cuestiones planteadas. Esto constituirá el informe de la práctica que se entregará a la profesora en los plazos establecidos. Y ahora, adelante mis pequeños científicos.
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En el laboratorio se usan muchos instrumentos y reactivos que pueden ser peligrosos por lo que es muy importante atenerse a unas normas de seguridad básicas: Entramos por orden de lista, cogemos las gafas de seguridad y nos colocamos siempre en la mesa que nos asigne el profesor el primer día. No se corre ni se juega en el laboratorio. Si hay que desplazarse, se hace con SERENIDAD. Sólo se pueden mover de su sitio los encargados de cada mesa. No se levanta la voz; se habla en tono normal. En el laboratorio siempre hay que llevar puesta la bata. Debe conocerse dónde se encuentran el botiquín, los extintores y el sistema de lavaojos y ducha. Antes de empezar a realizar cada práctica hay que informarse de las medidas de seguridad que corresponde aplicar, de qué precauciones se han de tomar con los reactivos y de dónde han de verter los materiales de desecho. Esta información se encontrará en el guión de la práctica. Si tenéis dudas preguntar al profesor. Antes de comenzar hay que comprobar que se dispone de todo el material y de que éste está limpio y en buenas condiciones. Todas las prescripciones que se hagan en el guión de prácticas sobre el uso de gafas de protección y de la campana extractora (vitrina) son de obligado cumplimiento. Tener siempre a mano el guión de prácticas y un cuaderno en el que anotar: la fecha de realización de la experiencia, el material utilizado, el proceso seguido, los hechos observados, los resultados obtenidos y las conclusiones. Evitar las salpicaduras y recoger inmediatamente los reactivos que se derramen. No probar, ni inhalar productos químicos y evitar su contacto con la piel. Para pipetear se utiliza siempre el pipeteador. Nunca se pipetea con la boca. Para oler se hará a distancia, fuera de la vertical del recipiente y con la mano frente a la nariz, hasta asegurarnos de que un producto (o sistema material en estudio) no desprende vapores tóxicos que sean invisibles al ojo (más cuidado aún si son visibles). No tocar los productos químicos con las manos. Usar guantes de caucho para trasvasar reactivos líquidos (ácidos, álcalis o bases, disolventes...), y la cucharilla espátula para coger los productos sólidos. 4
No encender nunca un mechero con otro mechero. Se hace con cerillas de madera. Al calentar tubos de ensayo directamente a la llama, ponerlos inclinados de forma que no apunten hacia nadie y no dejar quieto el tubo sobre la llama mientras se calienta. No usar mecheros Bunsen (o portátil de gas, o de alcohol) para calentar directamente líquidos inflamables. Se hará al baño maría o con manta calefactora. No enchufar aparatos eléctricos con las manos húmedas. Lávese las manos inmediatamente después de manipular un reactivo peligroso. Usar un bolígrafo, lápiz, etc. sólo para laboratorio y no chuparlo ni metérselo en la boca durante las prácticas (habrá estado apoyado en la mesa sucia por los reactivos. Los alumnos con pelo largo deben llevarlo recogido en una coleta cuando usen los mecheros por el riesgo de que salga ardiendo con el uso de estos. Está prohibido comer, beber o fumar en el laboratorio. No se puede sacar ningún producto fuera del laboratorio. No se deben llevar guantes de látex manejando los mecheros. Trabajar con cuidado y pulcritud. Al terminar debe dejarse el material limpio. En caso de accidente: rotura de material, cortes, inmediatamente al profesor.
quemaduras, etc… avisar
Lavarse las manos antes de salir del laboratorio. Seguir en todo momento las indicaciones del profesor.
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Para identificar las sustancias peligrosas se ha establecido una simbología internacional. Los símbolos básicos más utilizados son: SIMBOLO SIGNIFICADO PRECAUCIONES Comburente: puede inflamar sustancias combustibles o favorecer la amplitud de incendios ya declarados, dificultando su extinción.
Evitar cualquier contacto con sustancias combustibles
Corrosivo: sustancias que en contacto con Evitar el contacto con el cuerpo, la ropa nuestro cuerpo u otros materiales destruyen su u otros objetos así como inhalar sus superficie progresivamente. vapores.
Explosivo: Sustancias que pueden explotar si Mantenerlos siempre lejos de las fuentes se calientan o reciben un golpe de calor y manejarlos con cuidado
Inflamable: sustancias que se pueden encender fácilmente si se calientan
Mantener siempre alejado de las fuentes de calor
Nocivo: La incorporación de estas sustancias por el organismo produce efectos nocivos de poca trascendencia.
Evitar el contacto con el cuerpo humano así como la inhalación de vapores. En caso de malestar acudir al médico.
Peligro para el medio ambiente: En el caso de ser liberado en el medio acuático y no acuático puede producirse un daño del ecosistema por cambio del equilibrio natural, inmediatamente o con posterioridad. Ciertas sustancias o sus productos de transformación pueden alterar simultáneamente diversos compartimentos.
Según sea el potencial de peligro, no dejar que alcancen la canalización, en el suelo o el medio ambiente! Observar las prescripciones de eliminación de residuos especiales.
Tóxico: Tras una inhalación, ingestión o absorción a través de la piel pueden presentarse, en general, trastornos orgánicos de carácter grave o incluso la muerte.
Evitar cualquier contacto con el cuerpo y en caso de malestar acudir inmediatamente al médico.
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ESTUDIO DEL MOVIMIENTO 1. OBJETIVOS − −
Producir un movimiento rectilíneo y uniforme, y determinar la ecuación de su movimiento. Concretamente, estudiar la caída de una bola por una bureta llena de agua. Identificar los elementos fundamentales para realizar una experiencia. Diseñarla y realizarla, y utilizar los datos para sacar conclusiones.
2. FUNDAMENTO TEÓRICO Un movimiento rectilíneo y uniforme es el que lleva un móvil que se mueve en una trayectoria recta con movimiento uniforme. Para describirlo necesitamos conocer su trayectoria y su relación posición-tiempo (s-t).
3. MATERIAL • • • •
Una bureta larga Una tira de papel con marcas espaciadas cada 3 cm Un cronómetro Una bola de acero de un tamaño cercano al diámetro de la bureta ( se puede usar una bola de plastilina para elegir el tamaño deseado)
4. PROCEDIMIENTO 1. 2. 3.
Como queremos que el movimiento lleve la trayectoria rectilínea, hemos elegido un camino recto (la forma de la bureta) que necesariamente debe seguir la bola cuando caiga dentro de ella. Debemos identificar las variables que tenemos que estudiar. Para determinar el movimiento debemos conocer la relación s-t; por tanto, las variables que vamos a estudiar son la posición y el tiempo. Empieza a medir el tiempo cuando la bola pase por el origen. Este proceso es parte del diseño de la experiencia. En la figura puedes ver cómo llenamos la bureta de agua hasta una altura superior al origen; así, cuando la bola pase por él y empezamos a contar, ya ha adquirido la velocidad constante que llevará en la caída.
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4.
Pega la tira de papel en la bureta. Sobre ella están marcadas las señales cada 3cm y también el punto tomado como origen. En esas señales es donde mediremos los tiempos transcurridos desde que comenzamos a medir.
5.
Con un cronómetro, mide los tiempos que tarda la bola en su caída y en pasar por las señales marcadas, y completa la tabla de valores. Realiza la gráfica s-t.
6.
Calcula la ecuación de la recta obtenida, que es la ecuación del movimiento (en este caso, la relación s-t se ajusta a una recta y podemos deducir su ecuación)
Conclusión
El movimiento obtenido es rectilíneo, por serlo su trayectoria, y uniforme, porque la gráfica s-t es una recta y la ecuación del movimiento es de primer grado.
5. CUESTIONES 1. 2.
Cambia el tamaño de bola y repite la experiencia. ¿Cómo es el nuevo movimiento? ¿Cuándo tendríamos que haber empezado a medir el tiempo para obtener una ecuación del tipo s = a + v.t?
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LAS FUERZAS Y SU EFECTOS 1. OBJETIVOS − −
Calibrar un muelle para transformarlo en un dinamómetro. Aplicar los métodos propios de la ciencia en la obtención de datos, en la recogida y en su tratamiento.
2. FUNDAMENTO TEÓRICO Un muelle es un cuerpo elástico que cumple la ley de Hooke, F ∆= K · l, mientras no se deforme demasiado. El peso de una masa de 10g, o sea, 0,01Kg, es P =mg=0,01 . 9,8=0,98N. Como la imprecisión del muelle impide precisar las centésimas, se supone que el peso de 10g de masa es de 0,1Newton.
3. MATERIAL • • • • •
Un soporte para colgar el muelle Una cinta métrica Un muelle Pesas Portapesas
4. PROCEDIMIENTO Sobre un muelle realizamos fuerzas conocidas para medir los alargamientos que producen. Las fuerzas más fáciles de evaluar son los pesos; colgamos pesos conocidos del muelle. Con ello se pretende hallar la constante del muelle para saber la ecuación que lo calibra. Colgamos diferentes pesos para obtener la recta de proporcionalidad entre la fuerza y el alargamiento para reducir los errores cometidos en cada medida. 1.
Se realiza montaje de la figura y se mide la longitud inicial del muelle con el portapesas colgado.
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2. 3.
4.
5.
Se van poniendo pesadas de 30 en 30 g, o sea, de 0,3 en 0,3N, y se miden las longitudes que va adquiriendo el muelle. Se prepara una tabla como la siguiente para los datos:
Los datos obtenidos se representan en una gráfica, situando las fuerzas en ordenadas y los alargamientos en abscisas. Si el muelle es elástico, se obtiene una recta que pase por el origen, por ser la fuerza y los alargamientos proporcionales. El tener varios puntos en la gráfica permite minimizar los errores buscando la recta que mejor se ajuste a todos los puntos y no solo a uno. Así se obtiene la constante, K, del muelle, que es la pendiente de la recta. Conocida la constante, ya se tiene el muelle calibrado: F ∆ = K · L. La fuerza hallada estará expresada en newton cuando el alargamiento se mida en centímetros.
5. CUESTIONES 1. 2.
Mide con tu dinamómetro el peso de un estuche y, posteriormente, con uno ya calibrado. Comprueba que los valores coinciden dentro de la imprecisión del aparato. ¿Cuál será la fuerza que realizas al estirar el muelle 12 centímetros’
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FUERZAS EN FLUIDOS
1. OBJETIVOS − − −
Familiarizarse con los diseños experimentales y con el análisis e interpretación de los resultados. Interpretar las pruebas científicas y extraer conclusiones basadas en ellas. Aplicaciones del principio de Arquímedes.
2. FUNDAMENTO TEÓRICO La determinación del empuje se va a realizar aplicando el principio de Arquímedes, que dice que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso del fluido desalojado-
3. MATERIAL • • • • •
Un dinamómetro de 10 N Una probeta de 1000 cm3 y boca ancha Un vaso de precipitados Ortoedros o bolas de distintos metales (aluminio, cinc, hierro, etc.) Líquidos diversos (agua, etanol, glicerina)
4. PROCEDIMIENTO 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Engancha el bloque metálico al dinamómetro para medir su peso. Llena la probeta hasta la mitad con agua y anota su volumen. Sumerge el bloque enganchado al dinamómetro. Mide hasta dónde llega ahora el agua y anota el volumen de agua desplazado. Anota también el peso aparente del bloque. Calcula la fuerza de empuje sobre el bloque aplicando el principio de Arquímedes. Empuje = Volumen de líquido desplazado x Densidad del líquido x g Comprueba que la fuerza de empuje que has calculado es igual a la diferencia entre el peso del bloque en el aire y en el agua. Empuje = Peso en el aire – Peso aparente Repite la experiencia con otros bloques metálicos. Repite la experiencia sustituyendo el agua por otros líquidos. Busca sus densidades en una tabla.
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Tratamiento de resultados
En esta experiencia has obtenido unos resultados a partir de unos datos y unas medidas. Indica qué cantidad de las utilizadas son datos y cuáles son medidas. Organiza datos, medidas y resultados en una tabla diferente para cada uno de los bloques metálicos.
5. CUESTIONES 1. 2.
Indica cómo se podría determinar la densidad de un líquido con el procedimiento seguido en esta experiencia. Diseña una experiencia para calcular el empuje sobre un trozo de corcho.
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TRABAJO, ENERGÍA Y POTENCIA
1. OBJETIVO −
Verificar experimentalmente si se conserva la energía mecánica de un cuerpo que desciende por un plano inclinado.
2. FUNDAMENTO TEÓRICO El principio de conservación de la energía mecánica dice que en ausencia de rozamiento, la energía mecánica de un cuerpo permanece constante.
3. MATERIAL • • • • •
Riel de cortina (o carril o tabla de madera) Bola de acero Cronómetro Regla graduada Balanza
4. PROCEDIMIENTO 1.
Se coloca el riel apoyado sobre un objeto como plano inclinado. A continuación se mide la masa de la bola de acero con la balanza y se determina la energía mecánica de la bola en la parte alta (A) del plano inclinado: Em (A) = Ep (A) = m·g·h (La altura h se ha medido, como es obvio con una regla graduada)
2.
El cálculo de la energía mecánica en la base del plano es más complejo. Comenzaremos asumiendo que en la citada base toda la energía mecánica es cinética, luego resulta: Em(B) = Ec(B)= ( ½)· m·v2
3.
La velocidad se calcula suponiendo que se desarrolla un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado en el descenso: v = a·t
4.
La aceleración se obtiene de la ecuación de la posición frente al tiempo en el m.r.u.a. : x = ( ½ )·a·t2 a = 2x/t2
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5.
Para hallar a con exactitud conviene elegir un valor alto de x en la medición y repetir varias veces la medida del tiempo para después tomar el valor medio. Repite el experimento varias veces con distintas inclinaciones y calcula las energías en A y B.
5. CUESTIONES 1.
Completa la siguiente tabla: h
v
Em (A)
Em (B)
2.
¿Se conserva la energía mecánica? Si no es así añade a la energía mecánica en B (cinética) la energía de rotación de la bola de acero. El valor de este término es, en el caso de una bola esférica, (1/5) m.v2
3.
¿Se conserva la energía mecánica considerando la visto en la cuestión 2? Si no fuera así intenta explicar el resultado utilizando algún teorema de los vistos en el tema.
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ENERGÍA TÉRMICA
1. OBJETIVO −
Calcular el calor específico del aceite a partir del valor del calor específico del agua (sustancia que se toma como referencia en virtud de su condición de compuesto más abundante de la naturaleza).
2. FUNDAMENTO TEÓRICO El calor específico es la cantidad de calor que necesitamos suministrar a 1 gramo de una sustancia para que se aumente su temperatura 1ºC. El calor específico es una magnitud física que nos da la relación entre la naturaleza de la sustancia y la variación de temperatura que experimenta la misma.
3. MATERIAL • • • • • •
Balanza Recipiente (un cazo puede servir) Una fuente de calor 250 g de agua 250 g de aceite Termómetro de mercurio
4. PROCEDIMIENTO 1. 2. 3. 4.
Utilizando una balanza, pesa los 250g de agua en el recipiente. Mide y anota la temperatura del agua. Calienta el agua durante 6min y anota la temperatura final transcurrido este tiempo. De la misma manera, pesa los 250g de aceite y anota su temperatura inicial. Calienta durante el mismo tiempo (6min) y de la misma manera el aceite, y anota también su temperatura final.
Tratamiento de resultados
Realizadas las anotaciones correspondientes, puedes proceder a calcular el calor específico del aceite. Como en teoría has suministrado el mismo calor a ambos líquidos, debes operar así: Q=m·c∆ agua · T (para el agua) ∆ 1
Q = m · c aceite · T´ (para el aceite) Como las masas utilizadas son las mismas, puedes igualar ambos calores suministrados: ∆ · T = c aceite ∆ · T´ c agua De donde, el calor específico del aceite viene dado por la siguiente expresión: ∆ ∆ c aceite = c agua · T/
T´
5. CUESTIONES 1. 2.
Compara el valor obtenido con el que aparece en una tabla de calores específicos. ¿A qué crees que se debe la diferencia entre el valor calculado y el valor real? Señala qué errores en las medidas se pueden haber cometido en la realización de esta experiencia.
Nota: Recuerda que el calor específico del agua es 4.180J/Kg·K
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LEYES DE LAS REACCIONES QUÍMICAS 1. OBJETIVO −
Comprobar que en toda reacción química se cumple la ley de Lavoisier o ley de conservación de la masa.
2. FUNDAMENTO TEÓRICO Las reacciones químicas cumplen una serie de leyes relativas a las cantidades de sustancias que intervienen en ella. La ley de Lavoisier dice que en toda reacción química la masa permanece constante, es decir, la masa de los reactivos es igual a la masa de los productos
3. MATERIAL • • • • •
Dos erlenmeyer Balanza Etiquetas Pipetas Reactivos: cloruro de potasio y nitrato de plata
4. PROCEDIMIENTO En esta experiencia vamos a hacer reaccionar 20cm3 de cloruro de potasio y 10cm3 de nitrato de plata. Para ello: 1. 2. 3. 4. 5.
Etiquetamos un erlenmeyer con la letra (A) y le añadiremos los 20cm3 de cloruro. Tomaremos otro erlenmeyer (B) y le añadiremos los 10cm3 de nitrato. Luego pesaremos en una balanza electrónica ambos erlenmeyer a la vez y anotaremos el peso obtenido. Seguidamente verteremos el contenido del erlenmeyer (A) sobre el (B) y agitamos. Volvemos a pesar los dos erlenmeyer. Anotamos el peso obtenido.
5. CUESTIONES 1. 2. 3.
¿Cuál es la masa en la primera pesada? ¿Y en la segunda? ¿Qué conclusiones sacas de estos experimentos? ¿Cómo relacionas el resultado con el hecho de ajustar las reacciones químicas por el número de átomos?
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REACCIONES QUÍMICAS 1. OBJETIVO −
Observar experimentalmente una serie de factores que influyen directamente en el número de choques eficaces que se producen entre los reactivos de una reacción química por unidad de tiempo, y por tanto, afectan directamente a la velocidad.
2. FUNDAMENTO TEÓRICO La velocidad de reacción es la cantidad de sustancia transformada por unidad de tiempo. Nos indica la rapidez con la que los reactivos se convierten en productos.
3. MATERIALES: • • • • • • • • • • • •
Tubos de ensayo Mechero Pipetas Erlenmeyer Vasos de precipitados. HCl diluido al 50%. Zinc HCl concentrado. Agua oxigenada H2O2 MnO2 Trozo de sodio metálico Trozo de hierro
4. PROCEDIMIENTO Comparar velocidades de reacción. Experiencia 1. Tomamos dos tubos de ensayo y ponemos en cada uno de ellos la misma cantidad de
HCl diluido al 50%. Añadimos a cada uno de ellos la misma cantidad de cinc. Calentamos uno de ellos y comprobamos en cuál se consume antes el metal. ¿Por qué? Experiencia 2. Tomamos otros dos tubos de ensayo con la misma cantidad de HCl diluido al 50%.
Añadimos a cada uno de ellos la misma cantidad de cinc pero, pulverizado. Observa la reacción. ¿En cuál de ellos es más rápida la reacción? ¿Por qué? Experiencia 3. En otros dos tubos de ensayo añadimos en uno HCl diluido y en el otro HCl
concentrado. Añadimos la misma cantidad de cinc. ¿En cuál de ellos es más rápida la reacción? ¿Por qué? 1
Experiencia 4. Colocamos en un erlenmeyer 50ml de agua oxigenada H 2O2, esta sustancia se
descompone en agua y oxígeno, pero a una velocidad muy lenta. Si añadimos MnO2, se desprende oxígeno con mayor rapidez. ¿Qué tipo de sustancia es el MnO2? Experiencia 5. Dejamos al aire libre un trozo de sodio metálico y otro de hierro. Se observa que el
trozo de sodio presenta al poco tiempo una capa de óxido, mientras que el hierro tarda mucho más tiempo. Añadimos sodio metálico al agua; la reacción es inmediata. Añadimos un clavo de hierro al agua: éste tardará años en oxidarse dentro del agua.
5. CUESTIONES 1. 2. 3.
¿Cuáles son los factores que influyen en la velocidad de reacción? ¿Qué significa que el catalizador se recupera intacto? ¿Qué condiciones tiene que cumplir el choque entre las moléculas de los reactivos para que sean eficaces?
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ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS 1. OBJETIVO −
Clasificar las sustancias en función del tipo de enlace que presentan.
2. FUNDAMENTO TEÓRICO Las propiedades de las sustancias dependen del tipo de enlace que mantiene unidas a sus partículas.
2. MATERIAL • • • • • • • • • • • • • •
Azufre en polvo Cloruro de potasio Cobre Dióxido de silicio (SiO2) Agua Tetracloruro de carbono (CCl4) 12 tubos de ensayo 5 vasos de precipitado de 100ml Pinza de madera Espátula Pila de petaca Bombilla Dos electrodos y cables Mechero
3. PROCEDIMIENTO −
Estudio de la dureza
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Estudio de la solubilidad
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Estudio de la temperatura
Con la espátula presiona cada una da las cuatro sustancias: S, KCl, SiO2 y Cu. Anota lo que observas.
Coloca en cuatro tubos de ensayo, ayudándote de la espátula, un poco de cada una de las sustancias anteriores y añade un poco de agua sobre cada una de ellas. Agita y anota lo que observas. Repítelo, pero añadiendo CCl4 en cada uno de los tubos de ensayo en vez de agua.
En otros cuatro tubos de ensayo coloca, de nuevo, un poco de cada sustancia y caliéntalos con un mechero. Anota lo que observas. 2
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Estudio de la conductividad eléctrica
Pon en cada uno de los vasos de precipitados un poco de las sustancias en disolución y conecta los electrodos a un circuito eléctrico. Repítelo con las sustancias sólidas.
4. CUESTIONES: 1.
Anota las observaciones en la siguiente tabla : S
KCL
SiO2
Cu
Dureza (Baja, Madia, Alta) Solubilidad en agua Solubilidad en CCL4 Punto de fusión (bajo, medio, alto) Conductividad del sólido Conductividad de disolución 2. ¿Qué tipo de enlace presenta cada una de las sustancias?
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REACCIONES ÁCIDO-BASE 1. OBJETIVO −
−
Solamente el papel indicador universal y los métodos instrumentales permiten conocer el pH de una disolución. El uso del papel indicador universal proporciona valores muy aproximados (en realidad hay que efectuar una comparación visual de colores) del pH; el uso de peachímetros (especialmente los electrónicos) ofrece resultados de qran exactitud. En esta experiencia se utilizará papel indicador universal (con su escala de colores para distintos valores de pH ), y se hará una sencilla reacción de neutralización utilizando fenolftaleína como reactivo indicador del proceso.
2. FUNDAMENTO TEÓRICO Al mezclar una disolución de un ácido con otra de una base las propiedades de ambas sustancias se anulan o se neutralizan. La razón es que los ácidos y las bases se transforman mediante una reacción química y producen una sal y agua. Una reacción de neutralización es aquella en la que un ácido reacciona con una base para formar una sal y agua.
3. MATERIAL • • • • • • •
Papel indicador universal Fenolftaleína Disolución 0,1 N de NaOH Disolución 0,2 N de HCl Bureta Erlenmeyer Varilla
4. PROCEDIMIENTO − − − −
Con la ayuda de una varilla de vidrio o de una pipeta, sacar una o dos gotas de la disolución de HCl y depositarlas sobre un trocito de papel indicador universal. Deducir el valor de su pH. Repetir la experiencia con la otra disolución de NaOH. Echar en un erlenmeyer 10 cm3 de disolución 0,1 N de NaOH, añadirle un poco de agua (ejemplo 15cm3) y unas gotas de disolución alcohólica de fenolftaleína. Observar la coloración. Llenar una bureta de 50 cm3 con una disolución 0,2 N de HCl y colocarla en un soporte de buretas. Abrir la llave de la bureta, para que el HCl gotee sobre la disolución de NaOH del erlenmeyer. Llegará un momento en que la fenolftaleína 2
pierda su color violeta y se vuelva incolora. Es el momento en que el HCl neutraliza al NaOH.
5. CUESTIONES: 1. 2. 3. 4.
¿Qué coloración adoptó el papel indicador al ser mojado con un ácido? ¿Y con una base? De acuerdo con la escala de colores que acompaña a la caja del papel indicador, ¿qué pH tenía cada disolución preparada? El pH de los ácidos, ¿era mayor o menor de 7? ¿Y el de las bases? Al gotear el HCl sobre el NaOH, ¿se mantuvo durante mucho tiempo el color violeta de la fenolftaleína en medio básico? ¿Qué sucedió químicamente cuando la fenolftalína cambió su color violeta al incoloro? Escribe y ajusta la reacción que tuvo lugar entre el HCl y el NaOH.
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QUÍMICA DEL CARBONO
1. OBJETIVO −
Fabricar jabón de manera sencilla, investigar sus propiedades y compararlas con las de los jabones comerciales.
2. FUNDAMENTO TEÓRICO Hay dos motivos por los que el agua no limpia bien. El primero es que no siempre el agua es capaz de mojar las cosas. El segundo es que el agua, que es muy buen disolvente, no disuelve la grasa, componente esencial de la suciedad. Los jabones normales están formados a partir de compuestos orgánicos como los ácidos grasos (recuerda que los ácidos orgánicos tienen en su estructura el grupo carboxilo, -COOH ), que reacciona con una base como el hidróxido de sodio. La reacción de neutralización es la siguiente: R-COOH + NaOH
------- Na-COOH + H2O
La sustancia que se obtiene junto con el agua es el jabón. Para fabricar jabones, la materia prima más barata son las grasas animales y determinados aceites vegetales que contienen moléculas llamadas ésteres. La reacción, muy similar a la anterior, se llama saponificación.
3. MATERIAL • • • • • • • • •
Un tubo de ensayo con tapón Pipetas de 2ml, 5ml y 10ml Pera de succión para cada pipeta Hidróxido de sodio Aceite de oliva Etanol Agua destilada Espátula Balanza
4. PROCEDIMIENTO 1. 2. 3.
Mide con una de las pipetas 4ml de agua destilada. Ponlos en el tubo de ensayo. Pesa 1,5g de hidróxido de sodio y, con la ayuda de la espátula, échalos en el tubo de ensayo. Con otra pipeta mide 7ml de aceite de oliva. Ponlos también en el tubo de ensayo. 2
4.
5.
Tapa el tubo y agita vigorosamente durante varios minutos. Notarás que la mezcla se calienta mucho. Es debido a la disolución del hidróxido de sodio en el agua, que desprende gran cantidad de calor. Debes continuar agitando hasta que en el tubo quede una pasta sólida. Habrás obtenido jabón. Para sacar el jabón del tubo sin romperlo basta con que sumerjas el tubo de ensayo en agua muy caliente. El resto de alcohol que puede haber en el tubo se evapora y empuja el jabón. Deja que caiga en el agua caliente para que se disuelva el posible exceso de hidróxido de sodio Después recoge tu jabón.
5. CUESTIONES 1. 2. 3.
Antes de lavarte las manos con tu jabón averigua si todavía contiene restos de hidróxido de sodio, en cuyo caso tendrá un pH básico. ¿Cómo puedes hacerlo? Enumera las dificultades que surgen al hacer la experiencia y explica sus causas. Busca información sobre cómo actúan los jabones al entrar en contacto con la grasa de las manchas. Después explícalo.
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