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FACULTAD DE EDUCACIÓN DE ALBACETE DEPARTAMENTO DE QUÍMICA-FÍSICA

PRÁCTICAS DE QUÍMICA GRADO EN EDUCACIÓN PRIMARIA


ÍNDICE_______________________________ El trabajo en el laboratorio

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Material básico de laboratorio

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Seguridad en el laboratorio

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Los productos químicos

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Introducción

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Mezclas

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Métodos de separación de mezclas heterogéneas

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Métodos se separación de disoluciones

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Práctica 1

8

Práctica 2

9

Práctica 3

10

Práctica 4

11

Práctica 5

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Cuestiones finales

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Anexo: Informe de prácticas

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El trabajo en el laboratorio Un laboratorio es un lugar preparado y equipado para la experimentación, la investigación y otras tareas científicas o técnicas. Ha de estar dotado de unos servicios mínimos, como agua corriente, gas y electricidad. Así mismo, la disposición y la distribución de los elementos de un laboratorio (mesas, servicios, material, instrumentos, sistemas de seguridad, campanas extractoras de gases, alar-

ma contraincendios, etc.) deben ser apropiadas para que el trabajo que se realiza en él sea lo más seguro posible, y los riesgos de accidente, mínimos. Además, tiene que contener al menos un extintor, un lavaojos y un botiquín de primeros auxilios que conste de vendas estériles, pomadas para quemaduras y material de cura para heridas sangrantes, entre otros componentes

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Seguridad en el laboratorio A pesar de los sistemas e instrumentos de seguridad con los que están equipados los laboratorios, conviene tener siempre en cuenta una serie de precauciones y seguir unas normas de seguridad básicas: 1. Fíjate en dónde están las salidas de emergencia, los extintores, los lavaojos y los equipos de emergencia y aprende a utilizar estos últimos. 2. Procura no andar de un lado para otro sin motivo, y, sobre todo, no corras dentro del laboratorio 3. Maneja el instrumental de vidrio con cuidado; si se rompe algún material de este tipo, avisa inmediatamente al profesor 4. Mantén el área de trabajo limpia y ordenada 5. Todos los equipos deben estar instalados en lugares apropiados, con buena iluminación y ventilación. 6. Coloca las prendas de abrigo lejos de las mesas de laboratorio. Utiliza una bata de laboratorio y tenla siempre bien abrochada. 7. Dispón sobre la mesa solo los libros y cuadernos que sean necesarios 8. Procura que tus manos y tu ropa no queden impregnadas con residuos de las sustancias que manejas 9. Evita el contacto con fuentes de calor. No manipules cerca de ella sustancias inflamables. Para sujetar el material de vidrio y retirarlo del fuego utiliza pinzas de madera. Cuando calientes los tubos de ensayo con la ayuda de dichas pinzas, procura darle cierta inclinación. Nunca mires directamente al interior del tubo por su abertura ni dirijas ésta hacia algún compañero.

10. Procura no tocar las fuentes de electricidad. Desconecta los instrumentos eléctricos antes de manipular las conexiones. 11. No toques nunca los aparatos eléctricos con las manos mojadas. Si algo no funciona, comunícaselo inmediatamente al profesor. 12. Utilizar guantas y gafas siempre que sea necesario. 13. No guardes ni consumas alimentos ni bebidas dentro del laboratorio. Lávate las manos antes de salir de él. 14. Todos los productos inflamables deben almacenarse en un lugar adecuado y separados de los ácidos y las bases y los reactivos oxidantes 15. Los ácidos y las bases fuertes han de manejarse con mucha precaución, ya que la mayoría son corrosivos y, si caen sobre la piel o la ropa, pueden producir heridas y quemaduras importantes. 16. Si tienes que mezclar algún ácido con agua, añade el ácido sobre el agua, nunca al contrario, pues el ácido “saltaría” y podría provocarte quemaduras en la cara y ojos 17. No deben almacenarse productos químicos ni materiales de ningún tipo en la campana de extracción de gases. Las sustancias o las reacciones que desprendan gases han de manipularse en la campana de extracción. 18. No viertas los residuos en las pilas, sino en el recipiente que a tal fin exista en el laboratorio. Tampoco devuelvas a los frascos y envases los restos de las sustancias que no hayas utilizado. 19. No absorbas nunca un reactivo con la boca, cuando emplees la pipeta; puedes ingerirlo de manera accidental, y los reactivos son, con frecuencia, tóxicos y/o corrosivos. 20. No dejes destapados los frascos ni aspires su contenido. Muchas sustancias líquidas (alcohol, éter, cloroformo,…) emiten vapores tóxicos.

Los productos químicos Cualquier sustancia química debe ser considerada un tóxico en potencia, por lo que se han de conocer de antemano las consecuencias que pueden derivarse de su manipulación, que tiene que realizarse con mucho cuidado. Las etiquetas de los frascos comerciales de los productos químicos contienen , junto con la relación de algunas de sus propiedades físicas y químicas, información acerca de su naturaleza, que se resalta, por lo general mediante símbolos como, entre otros, los siguientes:

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INTRODUCCIÓN Rara vez se encuentran en la naturaleza sustancias puras; generalmente aparecen en forma de mezclas o disoluciones. En Química nos interesan las sustancias puras, que han de extraerse de sus fuentes naturales. Se consigue mediante técnicas que se basan en la diferencia de las propiedades características de las diferentes sustancias. En el siguiente esquema tienes una síntesis de las técnicas de separación relacionadas con la propiedad característica en la que se basa. Asegúrate de que eres capaz de relacionar cada técnica con la propiedad característica en la que se basa.

Utiliza el siguiente esquema cuando quieras separar varias sustancias:

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MEZCLAS La mayoría de las sustancias de la naturaleza no se encuentran en estado puro, sino que están unidas a otras formando mezclas. Para obtener las sustancias puras se realizan una serie de procesos de separación que dependen de cada uno de los componentes a separar. En una mezcla de arena y agua, o de agua y aceite, pueden diferenciarse cada una de las sustancias que forman la mezcla a simple vista; otras veces no es posible hacer esa distinción, como en una mezcla de agua y alcohol, o de sal y agua

Métodos de separación de mezclas heterogéneas Los procedimientos físicos más utilizados para separar los componentes de una mezcla heterogénea son la filtración, la decantación y la separación magnética Filtración_________________________________ Este procedimiento se utiliza cuando se desea separar un líquido de un sólido insoluble. Se dobla un papel de filtro de forma circular y se coloca en el embudo de filtración, procurando que los bordes del filtro no queden por debajo de los del embudo, como muestra el dibujo. La filtración debe efectuarse lentramente, vertiendo la mezcla sobre el eje de la varilla de vidrio cuya parte inferior toque levemente el papel de filtro. De esta manera, el líquido queda en el erlenmeyer o vaso, como puedes ver en el dibujo, mientras que el sólido se deposita en el filtro.

Decantación______________________________ Mediante esta técnica se separan dos líquidos no miscibles, como el agua y el aceite. Para llevar a cabo esta técnica, se emplea un embudo de decantación, que es un recipiente transparente provisto de una llave en su parte inferior. Al abrir la llave pasa primero el líquido más denso. El tubo estrecho de goteo permite observar la superficie de separación entre ambos líquidos. Cuando el más denso se haya agotado, se vuelve a cerrar la llave para impedir el paso del otro líquido. Así, aquel (en nuestro ejemplo, el agua) queda en un caso de precipitado que se situará debajo del embudo, mientras que el menos denso (el aceite) permanece en el embudo de decantación.

Separación magnética______________________ Esta operación sirve para separar sustancias magnéticas (esto es, que son atraídas por un imán) de otras que no son. En el dibujo se muestra la separación magnética de una mezcla de caliza y mineral de hierro. Cuando aproximamos a la mezcla al imán, este atrae las limaduras de hierro, que se separan, así, de la caliza.

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Métodos de separación de disoluciones Existen diversos procedimientos para separar los componentes de las disoluciones. Veamos, a continuación, algunos de ellos Cristalización______________________________ Esta técnica consiste en hacer que cristalice un soluto sólido con objeto de separarlo del disolvente en el que está disuelto. Para ello hay que partir de una disolución sobresaturada. Existen varias formas de sobresaturar una disolución: una de ellas consiste en enfriarla; otra en evaporar parte del disolvente a fin de aumentar la concentración del soluto. También podemos combinar ambos métodos: se calienta primero, se filtra para eliminar impurezas y se deja reposar, por último, en un cristalizador para que se enfríe. Hay que tener en cuenta que un enfriamiento rápido produce cristales pequeños, mientras que uno lento da lugar a cristales de mayor tamaño.

Destilación simple

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Se emplea para separar líquidos de una disolución en función de sus diferentes puntos de ebullición. Es el caso, por ejemplo, de dos componentes, uno de los cuales, es volátil (es decir, pasa fácilmente, a estado gaseoso). Cuando se hace hervir la disolución contenida en el matraz, el disolvente volátil, que tiene un punto de ebullición menor se evapora. Para recoger el disolvente así evaporado, se le pasar por un refrigerante por el que circula agua fría. Ahí se condensa el vapor, que cae en un vaso o erlenmeyer. Como ves, este método permite separar y recuperar el disolvente evaporado

Cromatografía

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La cromatografía es un conjunto de técnicas basadas en el principio de retención selectiva, cuyo objetivo es separar los distintos componentes de una mezcla. Las técnicas cromatográficas son muy variadas, pero en todas ellas hay una fase móvil que consiste en un fluido (gas, líquido o fluido supercrítico) que arrastra la muestra a través de una fase estacionaria que se trata de un sólido o un líquido fijado en un sólido. Los componentes de la mezcla interaccionan en distinta forma con la fase estacionaria. De este modo los componentes atraviesan la fase estacionaria a distintas velocidades y se van separando

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PRÁCTICA 1. SEPARACIÓN DE UNA MEZCLA DE ARENA Y AGUA Material: - Papel de filtro - Arena - Vasos de precipitados y erlenmeyer

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Embudo de vidrio pequeño Agua Trípode y pinza adaptable al mismo

Procedimiento: - Realizar un filtro tal como se muestra en la figura - Introdúcelo en el embudo, de forma que queden tres hojas del filtro de papel a un lado y una sola al otro - Coloca la pinza o el aro ajustándola sobre el trípode (ver figura) - En un vaso mezcla la arena y el agua - Viértelo sobre el embudo. Repite la operación varias veces hasta que el agua salga clara.

El papel de filtro tiene unos poros muy finos que permiten el paso de los líquidos, pero no permite el paso de sólidos. Por ello la arena depositada en el embudo, mientras que el agua pasa al vaso de precipitados ó erlenmeyer.

Cuestiones: - ¿Se diferencian los dos componentes de la mezcla? Si es así, se trata de una mezcla heterogénea, si no se distinguen, la mezcla es homogénea. - ¿La mezcla de arena y agua, es homogénea o heterogénea? - ¿Cuáles son los componentes de la mezcla? - ¿Dónde se encuentra cada uno de ellos? - ¿Qué propiedades se han utilizado para la separar la mezcla de arena y agua? - ¿Qué útiles de laboratorio has usado? Haz un dibujo 8


PRÁCTICA 2. SEPARACIÓN DE UNA MEZCLA DE SERRÍN Y LIMADURAS DE HIERRO Material: - Papel - Imán

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Limaduras de hierro Serrín

Procedimiento: - Extiende el papel sobre la mesa - Mezcla sobre él las limaduras de hierro y el serrín - Haz pasar el imán lentamente sobre la mezcla El hierro es un elemento químico cuyo símbolo es Fe Para separar mezclas se utilizan procedimientos que consisten en apreciar las distintas propiedades de los componentes y, basándose en ellas, provocar la separación

Cuestiones: - ¿La mezcla es homogénea? ¿Es heterogénea? ¿Por qué? - ¿Qué es lo que se ha recogido con el imán? - ¿Y lo que se ha quedado en el papel? - ¿Qué propiedades se han utilizado para separar el serrín del hierro? - ¿Qué útiles de laboratorio has usado en la separación? Haz un dibujo

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PRÁCTICA 3. SEPARACIÓN DE UNA MEZCLA DE ACEITE Y AGUA Material: - Aceite - Embudo de decantación - Pinza ó aro

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Agua Trípode Vaso de precipitados ó enlenmeyer

Procedimiento: - Comprueba el funcionamiento del embudo de decantación, llenándolo de agua y vaciándolo varias veces con la llave. Asegúrate de que al final queda cerrada. - Sujeta la pinza ó aro al trípode - Vierte el aceite y el agua en el embudo - Agita y espera un rato, colocando el embudo en la pinza ó aro - Cuando los dos líquidos estén perfectamente diferenciados, abre lentamente la llave del embudo y recoge el agua sobre el vaso de precipitados. - Cierra la llave en el momento en que haya pasado todo el agua

Recuerda: Densidad= Masa / Volumen

La propiedad en la que se ha basado la separación de la mezcla es la distinta densidad de los dos líquidos

Cuestiones: - ¿La mezcla es homogénea? ¿Es heterogénea? ¿Por qué? - ¿Cuáles son los componentes de la mezcla? - ¿En dónde se encuentra ahora cada uno de ellos? - ¿Qué ocurriría si en lugar de aceite pusiéramos mercurio? d mercurio= 13,6 g/cm3

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PRÁCTICA 4. SEPARACIÓN DE COMPONENTES EN UNA MEZCLA DE TINTA Material: - Una botella de alcohol de 96º - Una regla y un lápiz - Rotuladores de varios colores

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Un vaso de precipitados Hojas de papel de filtro

Procedimiento: - Coger las hojas de papel de filtro y marcar con la regla y el lápiz una línea horizonta - Marca en la línea horizontal varios puntos con distintos rotuladores. Deja un espacio entre los puntos - Añadir alcohol al vaso de precipitados. El nivel de alcohol debe ser inferior a la línea marcada en el papel de filtro - Colocamos el papel de filtro con la marca de tinta dentro del vaso de precipitados. - Esperamos

Cuestiones: - Señala cuántos colores forman la mezcla - ¿Por qué es mejor usar el color negro? - ¿Cuál sería la fase estacionaria? ¿Y la móvil?

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PRÁCTICA 5. SEPARACIÓN DE POR DESTILACIÓN Material: - Manta calefactora - Pinzas y nueces - Gomas - Matraz - Disolución de sulfato de cobre (II)

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Trípodes Refrigerante Termómetro (opcional) Vaso de precipitados ó erlenmeyer Material poroso

Procedimiento: - Montar un aparato de destilación como el de la figura. Importante: NO ENCHUFAR LA MANTA

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Esperar a que el montaje sea revisado por el profesor. En el matraz de destilación se ponen unos 75 cm3 de la disolución del sulfato de cobre (II), y uno ó dos trozos de material poroso Hacer pasar una corriente suave de agua a través del refrigerante, conectándolo previamente con una goma al grifo del agua y otra al desagüe. Calentar, procurando mantener una destilación constante y sin interrupciones, recogiendo el líquido en el erlenmeyer

Cuestiones: - ¿Por qué no se evapora de repente todo el líquido del matraz cuando se alcanza la temperatura de ebullición? - ¿Para qué se añade el material poroso al matraz de destilación? - ¿Por qué el agua fría que circula por el refrigerante se hace circular en sentido ascendente desde la tubuladura inferior a la superior?

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CUESTIONES FINALES 1. En una decantación, ¿cuál de los dos líquidos queda encima? 2. ¿Podemos separar mediante una decantación una mezcla de agua y alcohol? ¿Por qué? ¿Qué técnica podemos emplear para separar los componentes de una mezcla de agua y alcohol? 3. ¿Qué técnica se emplea para separar una mezcla de dos líquidos inmiscibles? 4. ¿Qué técnica se emplea para separar los componentes de una mezcla de dos líquidos miscibles con punto de ebullición muy diferente? 5. ¿Podríamos separar los componentes de una disolución de agua y sal utilizando una filtración? ¿Por qué? ¿Qué técnicas utilizarías? 6. ¿Qué técnica de separación nos permite separar los componentes de un pigmento vegetal? 7. Indica, mediante un esquema, como separarías los componentes de las siguientes mezclas: a) Arena, agua y sal b) Sal, limaduras de hierro y arroz 8. Un día se te cae el azucarero al suelo y se rompe. Resulta que no tienes más azúcar en casa, ¿cómo podrías obtener el azúcar limpio 9. Investiga en qué consiste la destilación fraccionada del petróleo y para qué se utiliza. 10. Investiga que técnicas de separación se podría utilizar para la desalinización del agua de mar

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ANEXO


INFORME DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO Una vez finalizada las prácticas debes entregar un informe/trabajo que recoja lo que has hecho en el laboratorio. Dicho informe debe contener los siguientes apartados. 1. OBJETIVO DE LA PRÁCTIVA Qué queremos lograr con esta práctica 2. MATERIAL UTILIZADO Material de vidrio, soportes metálicos, pinzas, balanzas, sustancias, …, todo lo que hayas empleado al hacer la práctica 3. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Explica paso a paso lo que has hecho para obtener tus resultados experimentales. Ten en cuenta que no consiste en copiar el de prácticas, sino de explicar exactamente lo que habéis hecho. Para completar la explicación, puedes incluir un esquema o dibujo del montaje experimental que has utilizado 4. RESULTADOS En este apartado debes describir todo lo que has observado durante la realización del procedimiento experimental, además de responder a las preguntas que vas a encontrar en cada una de las prácticas. Para cada una de las mezclas separadas, completa la siguiente tabla: Tipo de mezcla

Sustancias que componen la mezcla

Propiedad física utilizada en la separación

Método de separación

Aparato utilizado en la separación

5. CUESTIONES Responde a las cuestiones que se preguntan al final del guión de prácticas 6. CONCLUSIONES Comenta el resultado de tu práctica y las conclusiones que hayas sacado de esta sesión de prácticas 7. BIBLIOGRAFÍA Incluye la bibliografía que hayas utilizado en la elaboración del informe de prácticas

Cuaderno practicas  
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