jueves, 6 de marzo de 2014

MATERIALES, INSTRUMENTOS Y EQUIPOS DE LABORATORIO









II. CARACTERISTICAS, FUNCIONES O USOS DE LOS MATERIALES, INSTRUMENTOS Y EQUIPOS.


I. • Para mediciones, aquellos destinados para realizar medidas de las diferentes magnitudes, tales como: longitud, masa, volumen, presión, temperatura, tiempo, tensi6n eléctrica, intensidad de corriente eléctrica, conductancia eléctrica, etc.


b.l MATERIALES:

• Probetas graduadas, son recipientes cilíndricos de vidrio grueso, con pico y base para poder parar, algunos son de plástico o polietileno.

Se emplean para medir volúmenes de líquidos cuando no se necesita mucha exactitud, ya que la superficie libre del líquido es mucho mayor que la de los matraces aforados, de igual volumen, las exactitudes es mucho menor.

Generalmente se emplean dos tipos de probetas el de boca ancha abierta con pico, y el que tiene tapa. Hay de diferentes capacidades y tamaños. Es aconsejable colocarles un anillo de jebe alrededor del pico para prolongar su vida, ya que es muy fácil hacerles caer con un movimiento involuntario.

• Buretas, son tubos largos, cilíndricos y graduados, cuyo extremo inferior termina en una llave de vidrio, 0 bien lleva un tubo corto de goma que termina con un pico de vidrio; este último (tubo de goma) se cierra con una pinza. La llave sirve para controlar cl flujo del liquido con que se le llene. Su empleo se da es en operaciones en que se necesita medir volúmenes con gran exactitud, como son los análisis volumétricos cuantitativos. Los mas comunes son de 10; 25; 50 y 100 ml de capacidad y tienen graduaciones en 0,1 y 0,05 ml. ,

Antes de ser usadas, las buretas deben enjuagarse con el liquido a medirse.

Pipetas, son construidas de vidrio, destinadas a medir líquidos, ya sea en operaciones rutinarias o en aquellos que requieren mayor exactitud científica.

Pipetas volumétricas o aforadas, las que tienen una marca y emiten o transfieren un volumen de líquido definido en ciertas condiciones especificadas. Se construyen para 1; 2; 5; 10; 20; 25; _ y 50 mL. Se emplean con más frecuencia las de 5; 10 y 25 ml.

Antes de usar estas pipetas se enjuagan con el líquido a medir, después se cargan por succión, hasta 1 ó 2 cm por encima del enrase y se tapa el extremo superior de la pipeta con la yema seca del dedo índice, la pipeta debe mantenerse verticalmente y a una altura tal, que la marca se halle al mismo nivel que el ojo. La gota que queda en el extremo se saca tocando una superficie de vidrio, como puede ser un vaso de precipitado u otro material.



Pipeta con émbolo o enrase, están provistas con émbolos, que sirven para realizar la succión, estos se utilizan, cuando se vierten volúmenes de ácidos, álcalis y/o soluciones concentradas, en general líquidos corrosivos y tóxicos.

- Pipetas graduadas, son las que tienen el vástago graduado y se emplea para emitir a voluntad volúmenes diferentes y son útiles para medir volúmenes aproximados de líquidos, no se emplean para mediciones de precisión. Generalmente se construyen de 2,5 y l0 ml.

Picnómetros, son pequeños matraces aforados con tapón de vidrio esmerilado que termina en un capilar. Se emplean para determinar el peso especifico de diferentes sustancias, que pueden ser solidos y líquidos. Generalmente se dispone de 10 ml de capacidad.

Cuentagotas, son tubos de vidrio cortos y sesgados, donde en uno de los extremos se adapta una perilla con bombilla de goma y en el otro extremo se encuentra estrangulado. Se emplea para la adición de pequeños volúmenes (gotas) de reactivos o sustancias.

Vasos de precipitados, son vasos de vidrio que poseen una escala graduada, que permite medir líquidos con cierta aproximación. No es recomendable utilizarlos para este fin en algunos casos.

Matraces de Erlenmeyer, son recipientes de vidrio de forma cónica, que disponen una escala graduada, y permiten aproximar volúmenes de líquidos.

'Iubos neumométricos, son tubos de vidrio graduados, utilizados generalmente para medir volúmenes de gases. Algunos de ellos tienen uno de los extremos abierto y el otro cerrado.

Papeles indicadores, son papeles sensibles a determinados reactivos, los que indican el grado de acidez o alcalinidad de las distintas soluciones. Entre los mas comunes disponemos del papel de tornasol (azul o rojo) y los papeles indicadores <<universal», que permiten determinar el pH de una solución desde l hasta 10, con una aproximación de 1-2 unidades de pH. Los papeles indicadores Jhonson de “intervalo estrecho» permiten determinar el pH Con una aproximación de 0,2 unidades. Se suministran tablas de colores para los distintos indicadores.



b.2 INSTRUMENTOS PARA MEDICION

Balanzas, son instrumentos diseñados para la determinación de masas de diversas sustancias. La masa se define como la cantidad de materia, mientras que, peso es la fuerza gravitacional de atracción que la Tierra ejerce sobre los cuerpos. La densidad es la masa del cuerpo por unidad de su volumen.

Se disponen de diversos tipos o modelos de balanzas. El tipo mas empleado en el laboratorio es la balanza analítica, la que cuantifica la cantidad de masa de las sustancias de trabajo, con una sensibilidad de 0,1 mg. Generalmente la `carga máxima

de este instrumento varia entre 100 y 200 g.

En la actualidad existen balanzas analíticas de mayor sensibilidad.

Densímetros, llamados también aerómetros, son tubos de vidrio cerrados, de-forma especial, con un lastre en su parte inferior para mantenerlos verticales y una escala impresa en papel pegada en su parte interior. Estas escalas están graduadas en diferentes unidades como gravedad o peso especifico grados Baumé (°Be), grados A.P.l, grados Brix (Bx), etc., hechos para líquidos de mayor 0 menor densidad que el agua. •

El densímetro se hace flotar en los líquidos cuya densidad se desea medir y el enrase del menisco observado de la superficie libre sobre la escala graduada nos dará la densidad respectiva.

Barómetro, es un tubo de vidrio graduado en mm o cm que se emplea para medir presiones atmosféricas o locales, se utiliza el mercurio para tales fines.

Manómetros, son aparatos para medir diferencias de presión entre dos puntos de un sistema. El tipo mas simple es el de un tubo en forma dc U, cuyos extremos se conectan a dos puntos entre los cuales se mide la diferencia de presión. La sustancia que se utiliza dentro del tubo se denomina liquido manométrico. que generalmente es mercurio (Hg), pudiendo ser utilizados también el agua, aceites, etc. Con este aparato se mide las presiones manométricas.

Voltimetro, es un aparato que se utiliza para medir la diferencia de potencial o fuerza electromotriz entre dos puntos de un sistema.

Amperimetro, es un aparato que mide la intensidad de corriente eléctrica que fluye a través de un conductor.

Potenciómetro, es un aparato que mide el pH o el pOH de una sustancia o solución. Posee electrodos que están en contacto con los iones disueltos de una solución, para luego trasmitir una fuerza electromotriz y reportar datos que relacionan la concentración expresado indirectamente en pH o pOH.

Cronómetro, es un instrumento que sirve para medir el tiempo de duración de algún experimento; reportan datos en segundos, minutos y horas; poseen alarmas para programar un tiempo requerido de duración.

• Termómetros, son instrumentos destinados a medir temperaturas, con escalas en grados centígrados o Fahrenheit (°C o °F) , que pueden estar impresas en papel u otro material, dentro del tubo termométrico, o bien ser grabadas en el vidrio. EI tipo mus usual en el laboratorio es aquel que tiene graduaciones desde -10 °C hasta 200 °C. Son utilizados generalmente en operaciones de destilación, determinación de los puntos de fusión y ebullición de líquidos, leyes de los ` gases, temperatura de reacción, etc.

MATERIALES PARA SEPARACIONES

Aquellos destinados para la separación, purificación de los componentes de una sustancia o mezcla, empleando diferentes procedimientos o métodos.

Embudos:

- Simples, denominados embudos de filtración, se disponen de distintos ángulos, siendo el más usual el de 60° de distintos diámetros (5,5; 7 y 9 cm) y longitud de vástago. El vástago debe tener un diámetro interno de unos 4 mm y no más de I5 cm de largo; el de vástago cortó y ancho es de utilidad para llenar buretas e introducir solidos en matraces aforados.

También se tiene embudos llanos y estriados, los últimos se usan para filtraciones rápidas. Además hay de vidrio corriente o resistentes al calor (pirex), para los casos en que se tenga filtraciones en caliente.

Con los embudos simples se realiza la filtración por gravedad.

, - De Buchner, construido generalmente de porcelana. Hay de diferentes tamaños y son de vástago corto. Poseen agujeros en la parte céntrica, en los cuales se coloca un papel de filtro. Se utiliza para las filtraciones al vacío, en la que se adapta un matraz de filtración al vacío y se filtra por succión conectándolo a una trampa de agua o a una tubería de vacío.

De separación, llamadas también peras de bromo, son recipientes de vidrio de forma de pera, con un vástago semejante al de los embudos corrientes, pero con llave. Algunos tienen forma cilíndrica y se les llama tubos de bromo porque se emplean para agregar este elemento (bromo) que tiene vapores muy irritantes.

Los embudos de separación sirven esencialmente para agregar un solvente inmiscible y hacer extracciones de algún compuesto, esta separación se realiza cuando se forman dos capas y la operación se realiza abriendo la llave inferior. Sirve también para separar dos líquidos inmiscibles y para agregar reactantes líquidos en forma controlada.

Matraz de filtración al vacío, llamado también kitasato, es un recipiente de vidrio (generalmente pirex), de forma cónica, es decir igual ° a los matraces de Erlenmeyer, con la única diferencia que en la parte del cuello posee un orificio lateral de salida. Se emplea para realizar filtraciones al vacío, se conecta a una trampa de agua o tubería de vacío o bomba.

Papel de filtro, es papel de celulosa pura, sin carga y sometidos a procesos especiales, según el caso al que se destinen, así por ejemplo, hay con cenizas taradas para efectuar análisis cuantitativos, resistentes a los ácidos, a los álcalis, para filtrar precipitados gelatinosos, grasos, finos, etc. El papel de filtro se emplea cortado en círculo cuyo diámetro debe escogerse de tal modo que, una vez doblado y colocado en el embudo. el borde superior de este quede mas o menos l cm, por encima del papel. Si se trata de filtrar al vacío, el diámetro debe ser tal que encaje perfectamente dentro del embudo Buchner, por ningún motivo debe quedar doblado el papel de filtro.

Tamices metálicos, son mallas metálicas, cuya superficie perforada permite efectuar la separación de partículas o granos por tamaños. La magnitud de las perforaciones determina la clasificación de los tamices, la cual se realiza generalmente por escalas numéricas. Las telas o mallas de alambre tejido mas finas que fabrican, tienen agujeros cuadrados cuya longitud de lado es mucho menor que un milímetro.

Así el tejido conocido con el nombre de malla 200 y que sirve de patrón o estándar universalmente aceptado, tiene aberturas cuadradas pequeñísimas, siendo la dimensión del lado cuadrado 0,074 mm. Esta malla 200 se emplea corrientemente en los laboratorios de prueba de todas las plantas metalúrgicas.

EQUIPOS PARA SEPARACION

Columnas de absorción, generalmente son columnas cilíndricas de vidrio, con entrada y salida apropiada. Dentro de la columna se deposita una sustancia absorbente

especifica para un determinado reactivo o sustancia que puede estar en forma gaseosa o vapor y líquidos.

Tubos desecadores, también se les conoce como tubos de calcio, están construidos de vidrio. Generalmente se utilizan para absorber el vapor de agua, de la humedad ambiental, debido a que dentro de estos tubos desecadores se depositan trocitos dc cloruro dc calcio anhidro, que actúan como un ugcnlc deshidratante.

Los tipos mas usados son los que tienen forma de U y los rectos. Los tubos en U, en algunos casos tienen tubos laterales de un diámetro menor en su parte superior, con o sin bolas. Mientras que los tubos rectos poseen una parte que terminan en un vástago delgado con una o dos bolus que actúan como depósitos de las sustancias absorbentes. _

l Equipo de secado, para este lin se puede utilizar las estufas eléctricas, o las muflas, en donde se puede controlar la temperatura de secado y en algunos casos se usan las mullas para secado al vacío.

Centrifugas, son equipos que trabajan a velocidades relativas altas como para poder separar un compuesto de menor densidad y que se ha formado dos capas o mas debido a la centrifugación. En el laboratorio generalmente se utilizan las centrifugas de tubos de prueba, que van alojadas convenientemente dentro del equipo. La velocidad se controla mediante los R.RM. asignados para cada fin tales como la separación de precipitados que son difíciles de filtrar.

Decantadores, pueden consistir en simples recipientes, como ya se trató. También las peras de decantación, o equipos temperados y con controles para el ingreso y salida de compuestos o mezclas según las fases que estas tengan al final de la decantación.

` , • Extractores, el mas conocido es el equipo de extracción Soxhlet que se utiliza para extraer los compuestos solubles de un sólido con un solvente adecuado, y, así recuperar el compuesto útil de una muestra.

En la practica respectiva, se muestra la forma dc uso del equipo.

Equipo de destilación, el equipo en sí consta dc un balón, un tubo y un refrigerante o condensador. El condensador construido de vidrio, condensa los vapores que se desprenden del balón de destilación, ya que en contracorriente por un tubo concéntrico circula agua fria o algún liquido refrigerante. En el caso del condensador Liebig, consta de un tubo central (tubo delgado)_de vidrio y una camiseta concéntrica dc mayor diámetro, construido de vidrio transparente, por donde fluye el liquido condensante.

Otros tipos dc condensadores son el de serpentín, de bolas, de rosario, de Friedrich, etc.


b.5 MATERIALES PARA MEZCLA, COMBINACION Y REACCION

• 'Iubos de prueba, son de material de vidrio, generalmente pirex. Es el más empleado en los trabajos de laboratorio y como su nombre lo indica, se emplean para pruebas o ensayos químicos con pequeñas cantidades de reactivos. Sc disponen de diferentes formas y capacidades, con borde o sin borde (el borde ofrece seguridad cuando se

tiene que sostener con una pinza), pero lo que importa es su calidad termorresistente , es decir su resistencia al calentamiento y a los cambios bruscos de temperatura.

b.5 MATERIALES PARA MEZCLA, COMBINACION Y REACCION

• Tubos de prueba, son de material de vidrio, generalmente pirex. Es el mas empleado en los trabajos de laboratorio y como su nombre lo indica, se emplean para pruebas o ensayos químicos con pequeñas cantidades de reactivos. Sc disponen de diferentes formas y capacidades, con borde o sin borde (el borde ofrece seguridad cuando se tiene que sostener con una pinza), pero lo que importa es su calidad termorresistente, es decir su resistencia al calentamiento y a los cambios bruscos de temperatura.

Tubos de ignición, son tubos pequeños, el tamaño usual es de 14 x 100 mm de paredes gruesas, que se emplea para efectuar calentamientos a alta temperatura.

Tubos de ensayo, también llamados tubos de prueba propiamente dichos, son los tubos comunes, de diferentes diámetros y longitudes, como son: de 18 x 150 mm con 30 cc \ de capacidad; de 25 x 150 mm con 57 cc de capacidad, hasta el borde.

Tubos con salida lateral, o con brazo lateral, son tubos especiales que tienen un pequeño ramal lateral cerca del borde, se emplea para producir gases (como botellas lavadoras), para absorber los gases, para efectuar filtraciones al vacío.

Tubos graduados, también llamados tubos neumométricos como ya se especificó anteriormente. Además de medir gases, se emplean para casos especiales. Comúnmente las graduaciones están divididas en 0,1 cc. Hay de diferentes capacidades. _

Vasos de precipitado, son vasos de vidrio con pico, lo cual facilita trasvasar líquidos. Los vasos son resistentes al fuego, pudiéndose efectuar calentamientos o evaporaciones de soluciones y líquidos puros a presión atmosférica. Otra gran utilidad es para efectuar reacciones donde se forman precipitados, pudiendo luego ser lavados sin implicaciones; para recibir el filtrado o para preparar soluciones.

Cuando se realizan evaporaciones y reacciones químicas que pueden tornarse violentas, se debe apoyar cl vidrio dc reloj, sobre varillas de vidrios en forma de V colocadas en el borde del vaso. Otro uso es para efectuar filtraciones y titulaciones en análisis químicos. Los vasos de precipitado mas utilizados son los de 50 ml, 100 ml, 250 ml y 400 ml de capacidad, modelo Griffin; habiendo otros de características similares y capacidades diferentes.

Matraz Erlenmeyer, conocido también como vaso o frasco cónico. Son construidos de vidrio, generalmente de pirex,_ tienen la forma cónica. Aunque su uso mas común es en titulaciones de los análisis químicos cuantitativos, y por la facilidad que ofrecen para agitar la solución para titular sin peligro de que se derrame; también se emplean para efectuar filtraciones, para absorber y evitar que los vapores escapen al medio ambiente, para efectuar ataques y evaporaciones de soluciones, y ocasionalmente para efectuar alguna reacción química, los mas usados son los de 100 y 250 ml. de capacidad.

Balones, son recipientes construidos de vidrio, el uso específico que se les da es para realizar diversas reacciones quimicas; constan de un cuerpo esférieo y un cuello. A

- Con fondo plano, denominados <<matraces» compuestos por un cuello largo y boca_ angosta, o de cuello angosto y corto, y el de cuello corto con boca ancha. Los que tienen cuello largo se conocen como balones o matraces de , Florencia. Los balones con boca ancha se emplean algunas veces con tapones de dos o tres agujeros.

—• Con fondo redondo, los de cuello largo constituyen el modelo clasico, empleados para efectuar reacciones donde interviene el calor, también se dispone de modelos con ;/ cuello corto, y de diferentes capacidades.

- Balones de destilación, estos tienen fondo redondo con el cuello largo y un tubo lateral de salida, situado en el cuello y ligeramente inclinado hacia abajo, por donde saldran los vapores. El otro tipo de balón de destilación utilizado es el de Claissen, que posee dos cuellos, usados para ciertas operaciones especiales de destilación.

Crisoles, son recipientes de forma cónica invertida, con tapa, de diferentes materiales tales como: porcelana, platino, nfquel, plata, hierro, material refractario. Se emplea con mucha frecuencia para el calentamiento a elevada temperatura, especialmente en análisis químico en 1os cuales es necesario secar o calcinar una sustancia, para saber su peso exacto o verificar fusiones o disgregaciones con hidróxidos fuertemente alcalinos. Para cada caso especifico se emplea un crisol de material adecuado, segfm se utilice acidos o bases.

Capsulas, son casquetes esféricos, de diversos materiales, especialmente de porcelana y vidrio, dependiendo del uso que se le dé. Los mas comuncs son de porcelana, con pico, barnizadas interiormcnte, y los esmaltados por dentro y fuera, lo cual permite una adecuada limpieza. Pueden ponersc al fuego directo y sirven para concentrar, y evaporar a sequedad. Las capsulas de vidrio sc emplean analogamente como los de porcelana; ademas también pueden ser usados como cristalizadores. Por su transparencia permiten reconocer la formación, clase y color de los cristales procedentes de una disolución, pudiendo calentarse en (imno maria»; los de pirex, sobre baho dc arena o al fuego directo. Se disponen capsulas con picos y sin picos.

` Fiola o matraz aforado, son recipientes de vidrio de cuello muy largo y angosto en el cual tienen una marca que señala un volumen exacto a una determinada temperatura, que esta grabada en el mismo recipiente y generalmente a 20 °C. Se emplea en operaciones de análisis químico cuantitativo, para preparar soluciones de concentracioncs definidas. Las capacidades son de 25, 50, 100, 250, 500, l 000 y 2 000 mL. ‘
Lunas dc reloj, son discos de vidrio de diferentes diametros, planos 0 concavos, siendo estos ultimos los mas conocidos y cmpleados; generalmcnte son de pirex. Se usan para tapar los vasos de precipitados, y evitar salpicaduras; para evaporar pequcnas cantidadcs de un cierto liquido, para realizar ensayos previos 0 en corta escala;  cristalizacioncs, sublimaciones (poniendo como tapa otra luna de reloj), y prucbas de acidez de basicidad.

Cristalizadores, son recipientes de vidrio dc poca altura y dc base ancha, con pico 0 sin él, algunos con tapa. Se emplean para oblener cristales por evaporacién de soluciones concentradas.

Retortas, son recipientes de vidrio en forma de pipa cerrada, con o sin abertura en la parte superior, si hay abertura llevara tapén. también dc vidrio que puede o no ser esmerilada. Tiene alta resistencia térmica y mecanica; son usados para obtener productos volatiles, corrosivos.

Cuchara dc deflagmación, son recipientes en forma de cucharas de mango largo, de cobre. aleaciones de Herro o acero. Se emplean para quemar solidos en el  seno de gases y en donde se producen reacciones. Por ejemplo: azufre en oxigeno, antimonio  cloro, etc.

b.6 MATERIALES PARA CALENTAMIENTO _

Los predispuestos para producir calor, siendo este uno de los agentes importantes para la realización de los cambios físicos y muchas de las reacciones químicas.

Mecheros diversos, son aparatos destinados a quemar combustible.

Los de uso general en el laboratorio son de vidrio y de metal. El primero se emplea para quemar alcohol y el segundo se dispone para quemar gas; hay de diversos modelos, cuya finalidad es la de conseguir mayor rendimiento término de la combustión del gas, y el mas conocido es el llamado mechero de Bunsen, habiendo otros como el mechero de Tirril, Méker, Fisher y Amal.

- Mechero de Bunsen, consta de un tubo metálico que se hace girar sobre un anillo, con igual número de agujeros que éste, y que sirve para controlar la entrada de aire, de manera que sea algo mayor que la requerida para producir una llama ruidosa y de características convenientes.

La entrada de gas se regula mediante un tornillo colocado en la base del mechero y la admisión de aire, atornillando o desatornillando el tubo del mechero. con l0 que entra mayor o menor cantidad de aire por los agujeros de la base.

Hornos eléctricos, funcionan a electricidad, se utilizan para las operaciones donde se demandan temperaturas de fundición, o de fusión i de alguna sustancia o compuesto, o realizar conocimiento de algún producto acabado o en el secado o cochura de los objetos cerámicos.

Mufla eléctrica, es una cámara cerrada, construida de material refractario. En la puerta anterior tiene un agujero de observación. Funcionan a electricidad para producir calefacción. La temperatura máxima es de l 120°C, en lo posible deben poseer un termómetro termocupla.

Planchas eléctricas, se utilizan para calentamiento y evaporación dc soluciones. Para protegerse dc los humos, vapores y derrame de líquidos corrosivos, los elementos calefactores y los conductores internos están cubiertos y aislados convenientemente. ‘

Estufas eléctricas, se emplean para secar precipitados o sustancias solidas a temperaturas relativamente bajas, por calefacción eléctrica funcionan desde la temperatura ambiente hasta 250 °C 6 300 °C, tienen un termorregulador, que cumple la funcion de regular la temperatura del aparato

b.7 MATERIALES PARA SOPORTE O SOSTEN

Son aquellos instrumentos que sirven de soporte o apoyo para mayor seguridad y mantenimiento en las difercntcs instalaciones, asicomo para mantenerlos lijas y cn equilibrio.

Soporte universal, es de estructura metálica, que consiste en una varilla metálica de longitud variable enroscada a una base de hierro, que puede ser triangular 0 rectangular. En algunos casos, la base es de porcelana. Se utilizan para realizar diferentes instalaciones, así sostener en posiciones lijas los diversos materiales, especialmente Q3 cuando se arman aparatos complicados.

• Pinzas :

Para crisol, es de material metálico, tiene la forma de una tijera, sirve para sujetar al crisol en una operación de calentamiento, además para manipular el crisol en la mufla en una operación de calcinación.

Para vasos de precipitado, son pinzas destinadas a manipular vasos, cuando éstas se encuentran calientes, tienen la forma de una tijera, de estructura metálica.

Para tubos de prueba, es de estructura metálica, sirven para cl manejo dc los tubos dc prueba o de ensayo cuando son sometidos ala acción del calor. La variedad mas conocida y usada en el laboratorio es la pinza Estándar.

Para pesas, son instrumentos a manera de tenecillas de estructura metálica. Sirvcn para coger 0 sujetar las pesas pequeñas que se usan en una operación de pesada y para ser colocados en el centro del platillo de la balanza.

De Mohr, llamada también pinza de presión, es de estructura metálica, sirve para controlar el flujo de un fluido que circula a través de un tubo de goma. Algunas veces se adapta el tubo de goma a una bureta. Es menos precisa que la pinza de Hofmann.

- De Hofmann, llamada también pinza de tornillo, es de naturaleza metálica. Se utiliza en forma similar a la anterior, con la diferencia que es mas precisa en el control de flujo, por poseer un tornillo graduable.

Para buretas, es de naturaleza metálica, con mordazas de jebe se sujeta al soporte universal. Se utiliza para soportar y sujetar la bureta (una o dos, según el tipo) en forma vertical, cuando éstas son utilizadas en la medición de volumen de líquidos o en una operación de valoración o titulación. Las buretas se fijan mediante un dispositivo apropiado y son llevadas fácilmente a cualquier altura, con solo apretar las abrazaderas. Estas abrazaderas llevan un revestimiento de goma blanda, de manera que ninguna de sus partes dificulten la lectura de las graduaciones de la bureta.

Trípodes, son construidos de metal, compuesto de un anillo II; circular apoyado en tres patas equidistantes, que son varillas delgadas. Generalmente se utiliza para colocar sobre él la malla metálica o con asbesto, en una operación de calentamiento de cualquier objeto.

Gradillas para tubo de prueba, es de metal o de madera. Es una especie de escalerilla portátil y sencilla. Sirve para portar a los tubos de prueba durante el trabajo. Se dispone de otro tipo: rejilla tejida de alambre, que también facilita el trabajo dc laboratorio.

• Nuez, también denominado tenaza. Es un material de metal, sirve para realizar diferentes conexiones de instrumentos, como: aros, varillas metálicas, etc., al soporte universal. Pueden ser fijas, y giratorias. Las simples llamadas nueces tijas, y las universales que permiten la rotación de una de las tenazas alrededor de un eje perpendicular al soporte universal.

Rejillas, son mallas metálicas hechas de alambre de fierro estañado, las de mayor uso son de l5 x 15 cm.

Metálica, construida de delgados alambres entrelazados. Sirve como soporte del recipiente que puede ser utilizado como el caso de las rejillas de asbesto.

Con asbesto, es similar a la anterior, posee en la parte central una sustancia llamada asbesto. Se utiliza para difundir la llama producida por un mechero en una operación de calentamiento y así se consigue evitar el contacto directo dc la llama y cl objeto que se calienta ya que se realiza en una forma suave y uniforme, además se consigue evitar los cambios bruscos dc temperatura. Sc coloca en el trípode.

Triangulo de porcelana, llamado también triangulo dc arcilla, esta constituido de dos partes, una de metal y el otro de porcelana. La porcelana cubre en forma de tubo concéntrico a un triangulo de metal. Se usa para sostener a los crisoles en el trípode durante el calentamiento o la calcinación.

` • Anillos de extensión, llamados también soporte dc anillo o aros dc soporte, es de estructura metálica, construido dc un anillo circular soldado por una dc sus partes a una varilla delgada dcl mismo material, algunas poseen una nuez. Así cuando son colocados en el soporte universal sirven para sostener objetos que tienen alguna parte esférica como: matraz redondo, embudos, etc.

MATERIALES PARA CONSERVACION •

Sirven para la adecuada conservación y mantenimiento dc los reactivos químicos puros, soluciones, muestras, etc. y así evitar que éstos sean afectados por las impurezas, la humedad, el dióxido de carbono y otros gases del medio ambiente.

4 • Frascos, son recipientes dc vidrio o plástico (polietileno), algunos transparentes y otros oscuros acaramelados, que impiden cl paso de las radiaciones en forma total o parcial. Sirven para conservar soluciones de diferentes concentraciones, reactivos, etc. Todos los frascos poseen tapén y debe evitarse que éste se contamine. Para su utilización es recomendable colocar etiquetas que permitan identificar la sustancia que contiene y evitar su confusión y mala utilización, disminuyendo el riesgo dc accidentes.

Frasco desecadores, son recipientes de vidrio pirex, grueso y tiene mayor resistencia mecánica y térmica. El desecador común, tipo Scheibler se usa para mantener un ambiente seco y evitar que un material sea afectado por la humedad y el dióxido de carbono del medio ambiente; también se le emplea para el secado intenso dc sustancias solidas, ya sea para analizarlas o con otros fines. En el interior de 1os desecadores se coloca un soporte, una placa de porcelana, con pequeñas aberturas para colocar los crisoles pesafiltros. .

El borde esmerilado del desecador debe estar cubierto ligeramente con vaselina blanca o alguna grasa blanca especial, para conseguir un cierre hermético al aire: no debe usarse demasiada grasa, pues la tapa podría resbalar.
Las sustancias secantes que se usan son: cloruro de calcio anhidro, óxido de calcio, pentaóxido de fósforo, etc., generalmente estos desecadores tienen las sustancias secantes en la parte interior e inferior del frasco. Se disponen de desecadores de diferentes tipos y tamaños, uno de los modelos mas convenientes es el desecador al vacio.

Campana de vidrio, son como su nombre lo indica unas campanas de diferentes formas, como ésferas partidas o especie de cúpula, sirve para evitar que las sustancias tóxicas que se producen durante la reacción, contaminen el ambiente de trabajo.

Pizetas, son recipientes que generalmente son de plástico o polietileno, habiendo algunas de vidrio. Se llenan de agua destilada y permiten emplearla fácilmente para lavar precipitados o para diluir precipitados.

Frascos goteros, son llamados cuentagotas, como ya se describió anteriormente, señalando que pueden ser de vidrio o plástico.


b.9 MATERIALES PARA REDUCCION DE TAMANO, DISGREGACION


Y MOLIENDA

Son aquellos destinados a reducir el tamaño de los cuerpos a nivel de partículas y algunas veces pulverizarlos, de acuerdo a 1os trabajos experimentales que Io requieran. En algunos casos se les da una forma apropiada a la sustancia o cuerpo, antes de ser ensayadas. Estos materiales son de acero, porcelana, vidrio u otros.

Morteros, son aquellos semiesféricos de base plana, que pueden estar construidos de porcelana, acero u otro tipo de material duro y resistente al desgaste. Se emplea para reducir de tamaño, triturar, pulverizar pequeñas cantidades de muestras sólidas por percusión. Consta de dos partes: el mazo, que se llama pistillo y el mortero propiamente dicho que es el recipiente donde se opera. Hay varios tipos de morteros y algunos son:

De acero, que es una aleación de fierro y otros metales, que se usan para disgregar minerales y rocas en estado solido.

De porcelana, las que no tienen barniz interiormente, se aprovecha de su aspereza para el mejor desmenuzado.

De vidrio, utilizado en las operaciones en donde se requieren gran pureza y limpieza de sustancias 0 cuerpos solidos menos duros que el vidrio.

De ágata, es un mortero de mucha dureza y mayor calidad, se le utiliza para pulverizar las muestras de mayor valor. -


b.10 MATERIALES PARA USOS DIVERSOS


Varillas de vidrio, llamadas también agitadores o vaguetas. Son varillas solidas de vidrio de 3; 5; 7 mm de diámetro y de largo conveniente. El largo del agitador esta determinado por el tamaño y la forma del recipiente en que se emplea, así en los vasos de precipitado puestos en posición diagonal, deben sobresalir 3-5 cm por encima del borde. Ambos extremos de la varilla deben redondearse en la llama del mechero de

Bunsen o de soplete.

Las varillas de vidrio sirven para agitar y trasvasar Líquidos. La varilla "policia" es la que tiene un trozo de 3 cm de tubo de goma en uno de sus extremos, convenientemente fijado; se emplea para desprender partículas de precipitados, que no es posible secarlo 0 limpiarlo con chorros de agua de piceta. Por advertencia 0 regla general, la varilla con goma no debe ser empleada para agitar, ni se la debe dejar en la solución.

'Tubos de vidrio de goma, son materiales que sirven para unir, hacer conexiones adecuadas con los recipientes y aparatos dc laboratorio.

Se les da diferentes formas y tamaños; por ejemplo, se tienen las • conexiones de vidrio en forma de ramificaciones, que unen dos corrientes de fluidos, iguales 0 distintos, para dirigir un fluido por dos direcciones o mas, los conocidos de mayor uso son los tipos en Y y T.

Los tubos de goma, también conocidos como mangueras, tienen una gran utilidad en las conexiones en cualquier dirección, de algún fluido o fluidos apropiados, de acuerdo a la calidad del material construido.

Espátulas, son instrumentos de forma plana, alargada, de metal y con bordes afilados, provistos de un mango de madera. Sirven para coger, trasladar 0 transportar muestras sólidas o reactivos químicos puros, durante la operación de pesada en una balanza.

Pinzas, ya fueron tratadas anteriormente.

'Irampa de vacio, también conocidos como trampa de agua, es un dispositivo metálico o de vidrio utilizado para producir vacío parcial ‘ L dentro de un sistema, mediante el flujo continuo de agua V la cual producirá una diferencia de cargas, y por consiguiente un vacío en el cuerpo de la trampa y esta depende de la velocidad del flujo. Posee dos entradas, una para el liquido y la otra para realizar la succión de aire
con una salida común. La trampa de vidrio es la mas usada. La trampa metálica se usa en una forma especial, V cuando se desea impedir que el aire regrese al tubo de succión, ya que, el tubo de descarga tiene la forma de "z".

• Tubos de desprendimiento, son aquellos tubos que se utilizan en el transporte de gas hacia un recipiente en el cual se desea el burbujeo o la succión. Generalmente por un calentamiento seguido de manipulaciones, adquieren distintas formas de dobleces con los bordes terminales redondeados. Estos tubos son de vidrio generalmente de 10 mm de diámetro.

•l Tubos de descarga, son los mismos tubos de vidrio, mencionados arriba, con la diferencia de que se les da forma de U con un ramal corto y el otro largo, generalmente se utiliza para hacer burbujear gases sobre líquidos, convenientemente conectados entre el recipiente que produce el gas y una manguera de jebe.

Campana de tiro, es un ambiente construido de metal u otro material, en forma de una campana y provista dc una chimenea o escape` en la parte superior hacia el medio ambiente. Se construye de diferentes formas y tamaños. El uso que se da es para efectuar, las reacciones químicas en donde haya desprendimiento de gases tóxicos e irritantes y también para no contaminar el ambiente del laboratorio
con otros gases (producto de los experimentos). _ `

Tubos Thile, son tubos que tienen la forma de una "b", fabricado de material de vidrio especial. Son utilizados para determinar el punto de fusión de una sustancia. El diseño del tubo de Thiele contribuye a la distribución, uniforme de la temperatura por (convección) en el ramal inferior, lo cual permite reportar una temperatura o punto de fusión aceptable.

Llaves de vidrio, son dispositivos que sirven para controlar el flujo de algún fluido. Las llaves de dos vias son rectas, utilizados para regular el flujo de un cierto gas corrosivo que ataca el material sintético o el jebe. Cuando se requiere de un cambio gradual o rápido de la dirección del fluido, como en la producción de gases o cualquiera otra sustancia líquida apropiada, se utiliza la llave de tres vias.

La ventaja adicional de usar estas llaves es, también de poder observar el rec0rrid0 de los flujos durante un experimento.

Tubos de seguridad, o embudos de seguridad, pueden tener la forma de un embudo, cónica o de cáliz con el vástago muy largo. Las características que tienen, están en función a la utilidad que tendrán, se tiene el de vástago largo recto, con vueltas (uno 0 dos), con o sin bulbos. El vástago del tubo se introduce en cl líquido reaccionante y la presión del gas elevara el líquido en dicho vástago. Otra utilidad es, para agregar algún reactante liquido a un recipiente que contiene 0tra sustancia, según sea el caso.

viernes, 22 de noviembre de 2013

DISOLUCIONES: MOLARIDAD y NORMALIDAD

FICHA TECNICA

PRACTICAS DE  LABORATORIO

TEMA: DETERMINACION DE LA MOLARIDAD  NORMALIDAD 
I.   MOLARIDAD

MATERIAL:
-          6 Vasos de precipitado 250 ml.
6 Pizetas de  agua  destilada
4  Baguetas
Pipetas de 10 o 20 ml.
5 Fiolas de  25 ml y 50 ml
   Hidroxido de Sodio escamas
   Acido Sulfurico, Acido Clorhidrico, Oxido de Calcio y Oxido de Zinc
Compuestos
PROCEDIMIENTO:  Preparar, identifique los ácidos y bases
            Grupo 1, 0,172 Molar de ClNa-  Grupo 2, 0,2 Molar de CaO, Grupo 3, 0,021 Molar de  SO4Cu , Grupo 4, 0,192 Molar de SO4Ca, Grupo 1, 0,25 Molar de ZnO

FUNDAMENTO

La molaridad (M), o concentración molar, es el número de moles de soluto por cada litro de disolución.

  CM  =   N° de moles solut. / 1 litro



-ANALISIS TEORICO

La molaridad (M) es el número de moles de soluto por litro de solución
M=moles de soluto litro de solucion
Está dada  por el número de moles de soluto que está disuelto en 1 litro de solución.

La molalidad (m) es el número de moles de un componente por kilogramode solvente.
m= moles de soluto por Kg de disolvente
lamolalidad no está en función del volumen, es independiente de la temperatura y la presión, y puede medirse con mayor precisión.
MOLALIDAD (m)   se define como el número de moles de soluto en 1 kg de solvente. Esto es, el número de moles de soluto disueltos en un cierto peso de solvente, expresado en kilogramos:



MOLARIDAD (M)  se define como el número de moles de soluto en un litro de solución o como el número de moles de soluto en un determinado volumen de solución expresado en litros:

 

ACIDOS:  Sustancias en solución acuosa se disocian y presentan iones hidrógeno, se les llama “protios” .
BASES: Sustancias en solución acuosa se disocian y presentan EL RADICAL oxhidrilo  (OH)=
:


II.  NORMALIDAD

MATERIAL

            Información
            Datos

PROCEDIMIENTO
            Grupo 1, 0,172 Normal de ClNa-  Grupo 2, 0,2 Normal  de CaO, Grupo 3, 0,021 Normal de  SO4Cu , Grupo 4, 0,192 Normal de SO4Ca,.

FUNDAMENTO

CN  =   N° Eqq- soluto . / Vol solución en litros,1 litro

La normalidad está es, el número de pesos equivalentes. Éstos indican la cantidad exacta de un reactivo:
número de pesos equivalentes =(masa de reactivo en gramos)/(peso equivalente del reactivo)
LA NORMALIDAD (N)   de una solución se define como el número de equivalentes de soluto en un volumen de solución expresado en litros:



El número de equivalentes de una dada sustancia es la cantidad en gramos de esa sustancia divididos por el peso equivalente (expresado en g/equivalentes). El peso equivalente de una sustancia es el peso que, en una reacción química particular, es involucrado en la transferencia de un mol de unidades de carga. Puede observarse que este concepto fue definido una vez establecida la Ley de las Proporciones Equivalentes. ¿ Qué dice el enunciado de esta Ley  ?


-ANALISIS TEORICO

Está dada  por el número de Eqq-g de soluto   que esta disuelto en un litro de solución



DISOLUCIONES
Las disoluciones son mezclas homogéneas de sustancias en iguales o distintos estados de agregación. La concentración de una disolución constituye una de sus principales características. Bastantes propiedades de las disoluciones dependen exclusivamente de la concentración. Su estudio resulta de interés tanto para la física como para la química.
El estudio de los diferentes estados de agregación de la materia se suele referir, para simplificar, a una situación de laboratorio, admitiéndose que las sustancias consideradas son puras, es decir, están formadas por un mismo tipo de componentes elementales, ya sean átomos, moléculas, o pares de iones. Los cambios de estado, cuando se producen, sólo afectan a su ordenación o agregación.
Sin embargo, en la naturaleza, la materia se presenta, con mayor frecuencia, en forma de mezcla de sustancias puras. Las disoluciones constituyen un tipo particular de mezclas. El aire de la atmósfera o el agua del mar son ejemplos de disoluciones. El hecho de que la mayor parte de los procesos químicos tengan lugar en disolución hace del estudio de las disoluciones un apartado importante de la química-física.

COMBINACIÓN MEZCLA Y DISOLUCIÓN
Conceptos fundamentales
La separación de un sistema material en los componentes que lo forman puede llevarse a cabo por métodos físicos o por métodos químicos. Los primeros incluyen una serie de operaciones tales como filtración, destilación o centrifugación, en las cuales no se produce ninguna alteración en la naturaleza de las sustancias, de modo que un simple reagrupamiento de los componentes obtenidos tras la separación dará lugar, nuevamente, al sistema primitivo. Los segundos, sin embargo, llevan consigo cambios químicos; la materia base sufre transformaciones que afectan a su naturaleza, por lo que una vez que se establece la separación, la simple reunión de los componentes no reproduce la sustancia original.
Las nociones científicas de combinación, mezcla y disolución tienen en común el hecho de que, en todos los casos, intervienen dos o más componentes, a pesar de lo cual presentan diferencias notables. Una combinación química es una sustancia compuesta formada por dos o más elementos cuyos átomos se unen entre sí mediante fuerzas de enlace. Sus entidades elementales, ya sean moléculas, ya sean pares iónicos, son iguales entre sí, y sólo mediante procedimientos químicos que rompan tales uniones es posible separar los elementos componentes de una combinación.
Las mezclas son sistemas materiales que pueden fraccionarse o separarse en sus distintos componentes por métodos físicos. Cuando los buscadores de oro lavan sobre el cedazo las arenas auríferas, procuran, mediante un procedimiento físico, separar el barro y los granos de arena de las pepitas del precioso metal. En las salinas, por efecto de la intensa evaporación, el agua del mar se separa en dos componentes: agua propiamente dicha, que en forma de vapor se incorpora al aire, y un conjunto de sales minerales que se acumulan en el fondo hasta que se completa la desecación.
En cierto tipo de mezclas la materia se distribuye uniformemente por todo el volumen constituyendo un sistema homogéneo. Cuando una sustancia sólida se mezcla con un líquido de tal forma que no puede distinguirse de él, se dice que la sustancia ha sido disuelta por el líquido. A la mezcla homogénea así formada se la denomina disolución. En este caso la sustancia sólida recibe el nombre de soluto y el líquido se denomina disolvente. La noción de disolución puede generalizarse e incluir la de gases en gases, gases en líquidos, líquidos en líquidos o sólidos en sólidos. En general, el soluto es la sustancia que se encuentra en menor proporción en la disolución y el disolvente la que se encuentra en mayor proporción. Cuando dos sustancias líquidas pueden dar lugar a mezclas homogéneas o disoluciones, se dice que son miscibles.
Una parte homogénea de un sistema se denomina fase. La colonia constituye una disolución en agua y alcohol de ciertas esencias, sin embargo, no es posible determinar dónde está la parte de alcohol, dónde la de agua y dónde la de esencia. Por tal motivo las disoluciones, al igual que las sustancias puras en un estado de agregación determinado, se consideran formadas por una única fase.

LA COMPOSICIÓN DE LAS DISOLUCIONES
La concentración de una disolución
Las propiedades de una disolución dependen de la naturaleza de sus componentes y también de la proporción en la que éstos participan en la formación de la disolución. La curva de calentamiento de una disolución de sal común en agua, cambiará aunque sólo se modifique en el experimento la cantidad de soluto añadido por litro de disolución. La velocidad de una reacción química que tenga lugar entre sustancias en disolución, depende de las cantidades relativas de sus componentes, es decir, de sus concentraciones. La concentración de una disolución es la cantidad de soluto disuelta en una cantidad unidad de disolvente o de disolución.
Formas de expresar la concentración
Existen diterentes formas dé expresar la concentración de una disolución. Las que se emplean con mayor frecuencia suponen el comparar la cantidad de soluto con la cantidad total de disolución, ya sea en términos de masas, ya sea en términos de masa a volumen o incluso de volumen a volumen, si todos los componentes son líquidos. En este grupo se incluyen las siguientes:
Molaridad. Es la forma más frecuente de expresar la concentración de las disoluciones en química. Indica el número de moles de soluto disueltos por cada litro de disolución; se representa por la letra M. Una disolución 1 M contendrá un mol de soluto por litro, una 0,5 M contendrá medio mol de soluto por litro, etc. El cálculo de la molaridad se efectúa determinando primero el número de moles y dividiendo por el volumen total en litros:

La preparación de disoluciones con una concentración definida de antemano puede hacerse con la ayuda de recipientes que posean una capacidad conocida. Así, empleando un matraz aforado de 0,250 litros, la preparación de una disolución 1 M supondrá pesar 0,25 moles de soluto, echar en el matraz la muestra pesada, añadir parte del disolvente y agitar para conseguir disolver completamente el soluto; a continuación se añadirá el disolvente necesario hasta enrasar el nivel de la disolución con la señal del matraz.
Gramos por litro. Indica la masa en gramos disuelta en cada litro de disolución. Tiene la ventaja de ser una concentración expresada en unidades directamente medibles para el tipo de disoluciones más frecuentes en química (las de sólidos en líquidos). La balanza expresa la medida de la masa de soluto en gramos y los recipientes de uso habitual en química indican el volumen de líquido contenido en litros o en sus submúltiplos. Su cálculo es, pues, inmediato:

Tanto por ciento en peso. Expresa la masa en gramos de soluto disuelta por cada cien gramos de disolución. Su cálculo requiere considerar separadamente la masa del soluto y la del disolvente:

siendo la masa de la disolución la suma de la del soluto y la del disolvente.
Para el estudio de ciertos fenómenos físico-químicos resulta de interés expresar la concentración en términos de proporción de cantidad de soluto a cantidad de disolvente. Se emplea entonces la molaRidad:
Molalidad. Indica el número de moles de soluto disuelto en cada kilogramo de disolvente:

Como en el caso de la molaridad, la concentración molal de una disolución puede expresarse en la forma 2 m (dos molal) o 0,1 m (0,1 molal), por ejemplo.
APLICACIÓN: CÁLCULO DE CONCENTRACIONES
Se mezclan 5,00 g de cloruro de hidrógeno (HCI) con 35,00 g de agua, formándose una disolución cuya densidad a 20 ºC es de 1,060 g/cm3. Calcúlese: a) El tanto por ciento en peso. b) La concentración en gramos por litro. c) La molaridad y d) La molalidad.
a) Tanto por ciento.
Se trata de calcular el número de gramos de soluto por cada cien gramos de disolución, es decir:


b) Gramos/litro.
Puesto que los datos están referidos a masas y no a volúmenes, es necesario recurrir al valor de la densidad y proceder del siguiente modo:
1. Se calcula la masa de un litro de disolución:
masa = volumen · densidad = 1 000 cm3 · 1,060 g/cm3 =
= 1 060 g
2. A partir del valor del tanto por ciento en peso se determina la masa en gramos del soluto contenida en la disolución:

La cantidad resultante representa la concentración en gramos de soluto (HCI) por litro de disolución.
c) Molaridad.
Dado que:


Sustituyendo resulta:

donde 36,47 es la masa molecular del HCI y, por tanto, la masa de su mol expresada en gramos.
De lo anterior se deduce que, cuando los datos del volumen de la disolución no son explícitos, el cálculo de la molaridad implica las etapas a y b como pasos intermedios.
d) Molalidad.
De acuerdo con su definición:

sustituyendo se tiene:





DISOLUCIÓN Y SOLUBILIDAD
El fenómeno de la disolución
Cuando un terrón de azúcar se introduce en un vaso lleno de agua, al cabo de un tiempo parece, a primera vista, que se ha desvanecido sin dejar rastro de su presencia en el líquido. Esta aparente desaparición parece indicar que el fenómeno de la disolución se produce a nivel molecular.
La disolución de un sólido supone la ruptura de los enlaces de la red cristalina y la consiguiente disgregación de sus componentes en el seno del líquido. Para que esto sea posible es necesario que se produzca una interacción de las moléculas del disolvente con las del soluto, que recibe el nombre genérico de solvatación. Cuando una sustancia sólida se sumerge en un disolvente apropiado, las moléculas (o iones) situadas en la superficie del sólido son rodeadas por las del disolvente; este proceso lleva consigo la liberación de una cierta cantidad de energía que se cede en parte a la red cristalina y permite a algunas de sus partículas componentes desprenderse de ella e incorporarse a la disolución. La repetición de este proceso produce, al cabo de un cierto tiempo, la disolución completa del sólido. En algunos casos, la energía liberada en el proceso de solvatación no es suficiente como para romper los enlaces en el cristal y, además, intercalar sus moléculas (o iones) entre las del disolvente, en contra de las fuerzas moleculares de éste.
Para que la energía de solvatación tome un valor considerable es necesario que las interacciones entre las moléculas del soluto y entre las del disolvente sean de la misma naturaleza. Sólo así el fenómeno de la solvatación es lo suficientemente importante como para dar lugar por sí solo a la disolución del cristal. Ello explica el viejo aforismo de que «lo semejante disuelve a lo semejante». Los disolventes apolares como el agua son apropiados para solutos polares como los sólidos iónicos o los sólidos formados por moléculas con una cierta polaridad eléctrica. Por su parte, los disolventes apolares, como el benceno (C6H6), disuelven las sustancias apolares como las grasas.
Junto con los factores de tipo energético, como los considerados hasta ahora, que llevan a un sistema sólido/líquido a alcanzar un estado de menor energía potencial, otros factores determinan el que la disolución se produzca o no de forma espontánea. Esta afirmación está respaldada por dos tipos de fenómenos: en primer lugar la existencia de procesos de disolución que implican una absorción moderada de energía del medio, lo cual indica que el sistema evoluciona hacia estados de mayor energía interna; en segundo lugar sustancias apolares como el tetracloruro de carbono (CCl4), aunque poco, se llegan a disolver en disolventes polares como el agua.
Los procesos físico-químicos están influidos, además, por el factor desorden, de modo que tienden a evolucionar en el sentido en el que éste aumenta. La disolución, sea de sólido en líquido, sea de líquido en líquido, aumenta el desorden molecular y por ello está favorecida. Contrariamente, la de gases en líquidos, está dificultada por el aumento del orden que conllevan. Del balance final entre los efectos de ambos factores, el de energía y el de desorden, depende el que la disolución sea o no posible.
La solubilidad
Las sustancias no se disuelven en igual medida en un mismo disolvente. Con el fin de poder comparar la capacidad que tiene un disolvente para disolver un producto dado, se utiliza una magnitud que recibe el nombre de solubilidad. La capacidad de una determinada cantidad de líquido para disolver una sustancia sólida no es ilimitada. Añadiendo soluto a un volumen dado de disolvente se llega a un punto a partir del cual la disolución no admite más soluto (un exceso de soluto se depositaría en el fondo del recipiente). Se dice entonces que está saturada. Pues bien, la solubilidad de una sustancia respecto de un disolvente determinado es la concentración que corresponde al estado de saturación a una temperatura dada.
Las solubilidades de sólidos en líquidos varían mucho de unos sistemas a otros. Así a 20 ºC la solubilidad del cloruro de sodio (NaCl) en agua es 6 M y en alcohol etílico (C2H6O), a esa misma temperatura, es 0,009 M. Cuando la solubilidad es superior a 0,1 M se suele considerar la sustancia como soluble en el disolvente considerado; por debajo de 0,1 M se considera como poco soluble o incluso como insoluble si se aleja bastante de este valor de referencia.
La solubilidad depende de la temperatura; de ahí que su valor vaya siempre acompañado del de la temperatura de trabajo. En la mayor parte de los casos, la solubilidad aumenta al aumentar la temperatura. Se trata de procesos en los que el sistema absorbe calor para apoyar con una cantidad de energía extra el fenómeno la solvatación. En otros, sin embargo, la disolución va acompañada de una liberación de calor y la solubilidad disminuye al aumentar la temperatura.
PROPIEDADES DE LAS DISOLUCIONES
La presencia de moléculas de soluto en el seno de un disolvente altera las propiedades de éste. Así, el punto de fusión y el de ebullición del disolvente cambian; su densidad aumenta, su comportamiento químico se modifica y, en ocasiones, también su color. Algunas de estas propiedades de las disoluciones no dependen de la naturaleza del soluto, sino únicamente de la concentración de la disolución, y reciben el nombre de propiedades coligativas.
Las disoluciones y los cambios de estado
Entre las propiedades coligativas de las disoluciones se encuentra el aumento del punto de ebullición y la disminución del punto de congelación con respecto a los valores propios del disolvente puro. Este aumento del rango de temperaturas correspondiente al estado líquido, fue descrito por el físico-químico francés François Marie Raoult (1830-1901), quien estableció que las variaciones observadas en los puntos de ebullición y de congelación de una disolución eran directamente proporcionales al cociente entre el número de moléculas del soluto y el número de moléculas del disolvente, o lo que es lo mismo, a la concentración molal.
La interpretación de esta ley en términos moleculares es la siguiente: la presencia de moléculas de soluto no volátiles en el seno del disolvente dificulta el desplazamiento de las moléculas de éste en su intento de alcanzar, primero, la superficie libre y, luego, el medio gaseoso, lo que se traduce en un aumento del punto de ebullición. Análogamente, las moléculas de soluto, por su diferente tamaño y naturaleza, constituyen un obstáculo para que las fuerzas intermoleculares, a temperaturas suficientemente bajas, den lugar a la ordenación del conjunto en una red cristalina, lo que lleva consigo una disminución del punto de congelación.

miércoles, 13 de noviembre de 2013

ENLACES QUIMICOS


                                                                      FICHA TECNICA

 

PRACTICAS DE  LABORATORIO

 

TEMA:   ENLACE QUIMICO (IONICO, COVALENTE)  y  KERNEL

 

I.   ENLACE QUIMICO;

MATERIAL:

-          6 Vasos de precipitado de 250 ml

6 Pizetas 

16 tubos de ensayo

6 Gradilla para tubos

6 baguetas

6 pipetas: 3 de 1ml y3 - 0.5ml

Cinta de pH

Acido Clorhídrico, Acido Sulfúrico, Cloruro de Sodio, Hidróxido de Sodio, Oxido de Calcio, ´Permanganato de Potasio.

Compuestos químicos

PROCEDIMIENTO:

            Identifique los enlaces iónicos de atracción electrostática:  Grupo 1, Cl Na, H2SO4  Grupo 2, CaO, HCl  y Grupo 3, Na(OH),  KMnO4, Igualmente identifique los de enlace covalente polar Grupo 4  Polar puro elija , H2O destilada, enlace metálico Grupo 5 Fe..

 

FUNDAMENTO:

Como  los electrones que intervienen en la combinación solo son los del último nivel, por eso se les llama , nivel de valencia, normalmente  los subniveles “s” y “p”. Para representar compuestos, se graficará con la estructura Lewis y con modelos  ingeniados por los alumnos,.


 

Por ejemplo, durante la reacción del sodio con el cloro:

Sodium&Chlorine-transfersodio (en la derecha) pierde su única valencia de electrones al cloro (a la derecha),

 


SodiumChlorineIonsun ión de sodio cargado positivamente (izquierda) y un ión de cloro cargado negativamente (derecha).

 

                                                                                              2

·         Los enlaces iónicos se forman entre metales y no metales,

·         Al nombrar compuestos iónicos simples, el metal siempre viene primero, el no metal segundo (por ejemplo, el cloruro de sodio),

·         Los compuestos iónicos se disuelven fácilmente en el agua y otros solventes polares,

·         En una solución, los compuestos iónicos fácilmente conducen electricidad,

·         Los compuestos iónicos tienden a formar sólidos cristalinos con temperaturas muy altas

-ANALISIS TEORICO


De acuerdo a la forma como se unen  o combinan, dos o más  átomos para originar las moléculas, estas pueden clasificarse en dos tipos:

1.       Iónicas, electrovalentes o heteropolares.

2.      Covalentes o moléculas químicas

 

Enlace Covalente: (frecuentemente un par de electrones)El segundo mayor tipo de enlace atómico ocurre cuando los átomos comparten electrones. Al contrario de los enlaces iónicos en los cuales ocurre una transferencia completa de electrones, el enlace covalente ocurre cuando dos (o más) elementos comparten electrones.


 

Las moléculas de agua contienen dos átomos de hidrógeno enlazados a un átomo de oxígeno. El oxígeno, con seis electrones de valencia, necesita dos electrones adicionales para completar su envoltura de valencia. Cada hidrógeno contiene un electrón. Por consiguiente el oxígeno comparte los electrones de dos átomos de hidrógeno para completar su propia envoltura de valencia, y en cambio, comparte dos de sus propios electrones con cada hidrógeno, completando la envoltura de valencia H.

Enlace metálico: Metal es un elemento que tiene muy baja electronegatividad, los  electrones de la última órbita de sus átomos son muy inestables.

 

II. KERNEL

 

MATERIAL


            Información: Diferencie la ultima capa o nivel, para determinar su valencia.

            Datos: Cada grupo determinara  su capacidad de combinación.

 

PROCEDIMIENTO:

            Proceda a determinar el Kernel; Grupo 1, Cl   Grupo 2, Ca   Grupo 3, O   Grupo 4, Na, y determine su importancia

 

FUNDAMENTO:

 

Es lo que queda de un átomo al quitarle la última capa o subnivel

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