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Manual de Laboratorio de Fisicoqumica (Carlos Diaz-William Vallejo)

MANUAL DEL

LABORATORIO DE FISICOQUMICA

Estudiantes de Qumica

Actualizado por: Dr. Carlos Enrique Diaz Uribe Dr. William Andrs Vallejo Lozada


Lineamientos generales del laboratorio de fisicoqumica: Pre-informes e informes

Antes de cada prctica el estudiante debe realizar una consulta de los temas relacionados en la gua y a partir de ella responder las preguntas correspondientes. Cada estudiante deber elaborar un pre-informe que incluye el ttulo, los objetivos y el procedimiento, el que deber presentar en un cuaderno exclusivo para el laboratorio en el que consignar todos los pre-informes, los resultados, el anlisis y discusin de resultados, las conclusiones y la bibliografa.

Cada prctica de laboratorio iniciar con una explicacin y puesta en comn de los objetivos, del procedimiento y de los cuidados particulares que se debern tener en su desarrollo.

Recuerde que cada prctica debe contener: 1) Ttulo de la prctica 2) Objetivos 3) Procedimiento: Antes de cada laboratorio, el estudiante deber elaborar un diagrama de flujo en el que indique la secuencia de pasos en que se realizarn las actividades necesarias para el desarrollo del laboratorio.

El diagrama de flujo facilita la comprensin, y provee una visin clara de lo que se va a hacer, muestra las relaciones entre las diferentes actividades propuestas, sirve de gua para el desarrollo del laboratorio y facilita el trabajo en equipo y la comunicacin.

A continuacin se incluye una gua general para la elaboracin de un diagrama de flujo:

a) Identifique todas las actividades, el principio, y el fin del laboratorio que va a realizar. Qu es lo primero que se realiza?, Qu es lo siguiente que se realiza?, Qu es lo ltimo que se realiza? b) Identifique qu se requiere para desarrollar cada una de las actividades.

c) Construya el diagrama de flujo.

Empiece identificando el inicio del proceso; posteriormente identifique la primera actividad del proceso y escrbala dentro de un rectngulo. Luego determine y registre la siguiente actividad y siga as sucesivamente con las dems actividades necesarias para el desarrollo del laboratorio hasta las que las registre todas. Utilice la siguiente simbologa:

Rectngulo redondeado: El smbolo de inicio y terminacin de un proceso es un rectngulo redondeado. Para indicar el inicio escriba dentro del rectngulo la palabra . Para indicar el final escriba la palabra fin dentro del rectngulo. As queda indicado el punto de partida y de terminacin de un flujo.

Rectngulo regular: El smbolo de actividad es un rectngulo, en el que se hace una breve descripcin de ella.

Flecha: La lnea de flujo indica el camino del proceso que conecta las actividades. Las flechas se utilizan para indicar la direccin del flujo.


Crculo: El crculo representa un punto de conexin entre procesos. Se utiliza cuando es necesario dividir un diagrama de flujo en varias partes, por ejemplo por razones de espacio o simplicidad. Una referencia debe de darse dentro para distinguirlo de otros. La mayora de las veces se utilizan nmeros en los mismos.

Rombo: El rombo se utiliza para representar una condicin. Normalmente el flujo de informacin entra por arriba y sale por un lado si la condicin se cumple o sale por el lado opuesto si la condicin no se cumple. Para comprender el uso de los smbolos en el diagrama, tenga en cuenta las siguientes reglas:

Reglas para la elaboracin del diagrama de flujo:

- Los diagramas de flujo deben escribirse de arriba hacia abajo, o de izquierda a derecha. - Los smbolos se unen con lneas, las cuales tienen en la punta una flecha que indica la direccin en que fluye la informacin, o los procesos. Se deben de utilizar solamente lneas de flujo horizontal o vertical (nunca diagonales).

- Se debe evitar el cruce de lneas. - No deben quedar lneas de flujo sin conectar. - Todo texto escrito dentro de un smbolo debe ser legible, preciso, evitando el uso de muchas palabras.

4) Resultados Cada estudiante registrar los resultados obtenidos y har anotaciones en el cuaderno de informes durante el desarrollo de la prctica.

5) Discusin

Segn el diccionario de la RAE, discusin significa: Anlisis o comparacin de los resultados de una investigacin, a la luz de otros existentes o posibles. Y segn el diccionario Oxford (Discussion: a detailed treatment of a topic in speech or writing, que traducido significa: Un tratamiento detallado de un tema en una presentacin oral o en un escrito.

Tenga en cuenta el significado de la palabra discusin para que redacte la discusin de sus resultados.

Haga nfasis en los aspectos importantes observados en el desarrollo del laboratorio, la concordancia entre los resultados esperados y los encontrados y en las conclusiones que se deriven de ellos. Cuando haya desacuerdo plantee una explicacin argumentada, para ello debe entender la reaccin que se estaba analizando y explicar el por qu los resultados no fueron los que deberan obtenerse y plantear una solucin.

En la discusin de resultados tambin se pueden incluir sugerencias para mejorar la eficiencia de la prctica. Estas sugerencias tambin deben ser argumentadas.

No debe repetir, de forma detallada, los datos u otras informaciones ya incluidas en los resultados. Explique en el apartado de discusin el significado de los resultados, las limitaciones del estudio. Se compararn las observaciones realizadas con sus concepciones anteriores y analice si concuerdan o no; si no concuerdan trate de explicar por qu.

-Figuras.


Cada figura debe estar numerada con nmeros arbigos. La numeracin debe indicarse en el texto y en la parte posterior de la figura. Escribir los nombres de los ejes en forma clara y tan cerca como sea posible e indicar las unidades utilizando el sistema internacional de unidades.

-Tablas. Las tablas deben numerarse con nmeros arbigos e ir encabezadas por un ttulo breve e informativo.

6) Conclusiones. Relacione las conclusiones con los objetivos del estudio, evite afirmaciones poco fundamentadas y conclusiones insuficientemente avaladas por los datos. Podrn incluirse recomendaciones cuando sea oportuno. Recuerde que las conclusiones del trabajo deben derivarse directamente de los resultados del mismo.

7) Referencias bibliogrficas. Las citas a la literatura deben indicarse en nmeros arbigos encerrados entre parntesis y enumerarse consecutivamente segn el orden de aparicin dentro del texto. Las referencias bibliogrficas deben seguir el formato presentado en los siguientes ejemplos y numerado en arbigo sin parntesis: Ejemplo 1: Artculo publicado en una revista: 1. Corma A.; Martnez Triguero J. The Use of MCM-22 as a Cracking Zeolitic Additive for FCC. J.Catal. 1997. 165 (1): 102-105. Ejemplo 2: Libro: 1. Smith, A. B. Textbook of Chemistry. Washington, D.C. American Chemical Society. 1972. pp. 75. Ejemplo 3. Captulo de libro: 1. Ferst A. The Three-Dimensional Structure of Proteins. En: Structure and Mechanism in Protein Science. New York : W.H. Freeman and Company. 1997. pp. 1-50. Ejemplo 4. Tesis: 1. Meyer, B. N. Brine Shrimp Toxicity; Certain Components of Stapelia, Coryphanta, Lupinus and Quinoa . Ph. D. Thesis, Purdue University, West Lafayette, IN, 1983, p. 35. Ejemplo 5. Patente: 1. Davis, R. U.S. Patent 5,708,591, 1998. Esta manera de citar la literatura se tom de las instrucciones que la revista colombiana de qumica exige a los autores: http://www.unal.edu.co/rcolquim/instrucciones/instrucciones5.htm


1. OBJETIVOS

1.1.Conocer y entender cada una de las normas de seguridad del laboratorio de fisicoqumica. 1.2.Reconocer los diferentes componentes del laboratorio de fisicoqumica. 1.3.Presentar la metodologa de trabajo del laboratorio de fisicoqumica.

2. INTRODUCCIN El laboratorio de fisicoqumica es un espacio creado para el desarrollo diferentes actividades experimentales que permitan el desarrollo de la creatividad y la capacidad de anlisis en todos los estudiantes que toman el curso. Este curso hace parte del desarrollo profesional de los estudiantes de ciencias biolgicas y farmacuticas ya que permite el desarrollo de destrezas indispensables en cualquier laboratorio. Para su correcto desarrollo es indispensable el conocimiento de las normas bsicas de operacin del mismo.

El laboratorio de fisicoqumica es un lugar donde se desarrollan prcticas elegidas por el docente para confirmar y reafirmar los conocimientos tericos impartidos en el saln de clase. Al realizar cada prctica deben seguirse las instrucciones y observar y registrar lo que sucede. Es importante sealar la necesidad de seguir todos los pasos indicados en cada prctica para obtener los resultados correctos de cada experimento. En todas las prcticas debern anotarse las observaciones, los resultados y las conclusiones.

En el caso de que el experimento no resultara como est planeado, el alumno deber investigar, consultar y agotar todas las posibilidades para lograr un desarrollo correcto. Si no se lograra el objetivo de la prctica, debe preguntar al docente, l le explicar en donde est la falla y la manera de corregirla. De esta forma se lograr desarrollar una actitud crtica hacia la materia, un mejor aprovechamiento de clase prctica y un apoyo mayor a la clase terica.

3. MEDIDAS DE SEGURIDAD EN EL LABORATORIO

Localiza los dispositivos de seguridad ms prximos. Estos dispositivos son elementos tales como extintores, lava ojos, ducha de seguridad, salida de emergencia.

1. No deben efectuarse experimentos no autorizados, a menos que estn supervisados por el docente. 2. Cualquier accidente debe ser notificado de inmediato al docente o al auxiliar del laboratorio.

3. Uso indispensable de bata como medida de proteccin. 4. Los tubos y varillas de vidrio y objetos calientes deben colocarse sobre tela de asbesto y en un lugar no muy accesible de la mesa de trabajo, para evitar quemaduras as mismo o a un compaero. 5. Los tubos de ensayo calientes, con lquido o no, deben colocarse en una gradilla de alambre o dentro de un vaso de precipitados. 6. Cuando se calientan sustancias contenidas en un tubo de ensayo, no se debe apuntar la boca del tubo al compaero o a s mismo, ya que pueden presentarse proyecciones del lquido caliente.

PRCTICAS DE DOCENCIA PARA EL PROGRAMA DE QUMICA

rea: FISICOQUMICA Asignatura: FISICOQUMICA I Prctica No. 1

Ttulo de la prctica: Induccin al trabajo en el laboratorio de fisicoqumica


7. La dilucin de cidos concentrados debe hacerse de la siguiente manera: Utilizar recipientes de pared delgada.

Aadir lentamente el cido al agua resbalndolo por las paredes del recipiente, al mismo tiempo que se agita suavemente. NUNCA AADIR AGUA AL CIDO, ya que puede formarse vapor con violencia explosiva.

Si el recipiente en el que se hace la dilucin se calentara demasiado, interrumpir de inmediato y continuar la operacin en bao de agua o hielo.

8. No se debe probar ninguna sustancia. Si algn reactivo se ingiere por accidente, se notificar de inmediato al docente.

9. No manejar cristalera u otros objetos con las manos desnudas, si no se tiene la certeza de que estn fros. 10. No se debe oler directamente una sustancia, sino que sus vapores deben abanicarse con la mano hacia la nariz. 11. No tirar o arrojar sustancias qumicas, sobre nadantes del experimento o no, al desage. En cada prctica deber preguntar al profesor sobre los productos que pueden arrojar al desage para evitar la contaminacin de ros y lagunas.

12. Cuando en una reaccin se desprendan gases txicos o se evaporen cido, la operacin deber hacerse bajo una campana de extraccin.

13. Los frascos que contengan los reactivos a emplear en la prctica deben mantenerse tapados mientras no se usen.

14. No trasladar varios objetos de vidrio al mismo tiempo. No se debe usar equipo de vidrio que est agrietado o roto. Este material se debe depositar en un contenedor para vidrio, no en un recipiente destinado para la basura. 15. No utilice nunca un equipo o aparato sin conocer perfectamente su funcionamiento. En caso de duda, pregunte siempre al profesor. 15. No ingerir alimentos ni fumar dentro del laboratorio. 16. Se deber mantener una adecuada disciplina durante la estancia en el laboratorio. El orden es fundamental para evitar accidentes. Se debe mantener el rea de trabajo ordenada, sin libros, abrigos, bolsas, exceso de recipientes de desecho de productos qumicos y elementos innecesarios o intiles.

17. Estar atento a las instrucciones del docente. 18. Es indispensable lavarse las manos despus de realizar un experimento y antes de salir del laboratorio.

19. Lea las etiquetas de seguridad. Las botellas de reactivos contienen pictogramas y frases que informan sobre su peligrosidad, uso correcto y las medidas a tomar en caso de ingestin, inhalacin, etc. Algunos aparatos pueden contener informacin del mismo tipo. Lee siempre detenidamente esta informacin y ten en cuenta las especificaciones que se sealan en ella.

20. Preste atencin a las medidas especficas de seguridad. Las operaciones que se realizan en algunas prcticas requieren informacin especfica de seguridad. Estas instrucciones son dadas por el profesor y/o recogidas en la gua de laboratorio y debes de prestarles una especial atencin. En caso de duda, consulta al profesor. Cualquier duda que tengas, consltala con tu profesor. Recuerda que

no est permitido realizar ninguna experiencia no autorizada por tu profesor. 21. Cuando se presente algn derrame de reactivos, se debe llamar a los auxiliares de laboratorio o a los profesores para verificar el riesgo del producto qumico y proceder posteriormente a realizar la limpieza del mismo.


22. Al finalizar cada prctica de laboratorio, se debe entregar el material de vidrio asignado a cada grupo de trabajo totalmente limpio.

23. Se debe trabajar sin prisas, pensando en cada momento lo que se est haciendo y con los materiales y reactivos ordenados. No se deben realizar bromas, correr, jugar, empujar, etc. En el laboratorio.

24. Durante la prctica de laboratorio no se deben usar celulares, ipod, porttiles o cualquier otro equipo de comunicacin ya que esto interfiere con la concentracin, pone en peligro su seguridad en el laboratorio, adems de interrumpir el desarrollo normal de la prctica.

Un comportamiento irresponsable puede ser motivo de expulsin inmediata del laboratorio y de sancin acadmica.

Otras consideraciones:

Cuida tus ojos. Los ojos son particularmente susceptibles de dao permanente por productos corrosivos as como por salpicaduras de partculas. Es obligatorio usar gafas de seguridad siempre que se est en un laboratorio donde los ojos puedan ser daados. No lleves lentes de contacto en el laboratorio, ya que en caso de accidente, las salpicaduras de productos qumicos o sus vapores pueden pasar detrs de las lentes y provocar lesiones en los ojos.

Cmo ir vestido al laboratorio. El uso de bata es obligatorio en el laboratorio, ya que son inevitables las salpicaduras de productos qumicos. La bata ser preferentemente de algodn, ya que, en caso de accidente, otros tejidos pueden adherirse a la piel, aumentando el dao. Se prohbe el uso de minifalda o pantalones cortos, sandalias, tenis de tela o cualquier otro tipo de calzado que ponga en riesgo la seguridad durante la manipulacin de sustancias qumicas o sustancias con peligro biolgico.

El cabello siempre debe estar recogido durante la prctica de laboratorio.

Usa guantes. Es recomendable usar guantes, sobre todo cuando se utilizan sustancias corrosivas o txicas, igualmente cuando se manipulan cultivos de bacterias, hongos, muestras de sangre y orina. En ocasiones, pueden ser recomendables los guantes de un solo uso.

Sustancias que deben usarse con precaucin Todas las que se utilizan en las operaciones y reacciones en el laboratorio de qumica son potencialmente peligrosas por los que, para evitar accidentes, deber trabajarse con cautela y normar el comportamiento en el laboratorio por las exigencias de la seguridad personal y del grupo que se encuentre realizando una prctica. Numerosas sustancias orgnicas e inorgnicas son corrosivas o se absorben fcilmente por la piel, produciendo intoxicaciones o dermatitis, por lo que se ha de evitar su contacto directo; si este ocurriera, deber lavarse inmediatamente con abundante agua la parte afectada.

Qu hacer en caso de accidente? 1. En caso de accidente en el laboratorio, hay que comunicarlo inmediatamente al docente.

2. Salpicaduras por cidos y lcalis, lavarse inmediatamente y con abundante agua la parte afectada. Si la quemadura fuera en los ojos, despus de lavado, acudir al servicio mdico. Si la salpicadura fuera extensa, llevar al lesionado al chorro de la regadera inmediatamente y acudir despus al servicio mdico.

3. Quemaduras por objetos, lquidos o vapores calientes, aplicar pomada para quemaduras o pasta dental en la parte afectada. Es caso necesario, proteger la piel con gasa y acudir al servicio mdico.


4. BIBLIOGRAFA [1] L. Moran, T. Masciangili. Chemical Laboratory Safety and Security Executive Summary. National Academic Press, Research Council Washington. 2011. [2] Gua Bsica para el manejo seguro de Sustancias Qumicas. Modelo Cero Accidentes. ARP SURATEP. Administradora de Riesgos Profesionales.


1. OBJETIVOS

1.1 Reconocer las propiedades de los gases. 1.2 Determinar de manera cuantitativa la relacin entre presin y volumen para un gas ideal.

2. INTRODUCCIN Los gases constituyen uno de los cuatro estados de la materia, son parte fundamental para el sustento de la vida en el planeta y para el mantenimiento de los ecosistemas existentes. En este laboratorio comprobaremos una de las leyes de los gases ideales, la ley de Boyle. Un gas ideal es un gas terico compuesto por un conjunto de partculas puntuales con desplazamiento aleatorio que no interactan entre s. El concepto de gas ideal es til porque el mismo sigue el comportamiento de en una ecuacin de estado simplificada, denominada ecuacin de los gases ideales (Ec. 1).

PV= nRT (Ec. 1) Donde; P= Presin (atm), V=Volumen (L), T=Temperatura (K), n= cantidad de gas (moles), R= Constante universal de los gases ideales (0,08216atmL/mol-1K-1). Existen procesos que mantienen constante un par de sus cuatro variables (n, P, V, T), de forma que queden dos; una libre y otra dependiente. De este modo la ecuacin 1 expuesta para dos estados 1 y 2, puede ser operada simplificando 2 o ms parmetros constantes; segn cada caso, reciben los nombres de: Ley de Boyle-Mariotte: Tambin llamado proceso isotrmico. Afirma que, a temperatura y cantidad de gas constante, la presin de un gas es inversamente proporcional a su volumen (Ec. 2):

(Ec. 2) Ley de Charles: Se considera as al proceso isobrico. Relaciona el volumen y la temperatura de una cierta cantidad de gas ideal, mantenido a una presin constante, mediante una constante de proporcionalidad directa. En esta ley, Charles dice que para una cierta cantidad de gas a una presin constante, al aumentar la temperatura, el volumen del gas aumenta y al disminuir la temperatura el volumen del gas disminuye.

(Ec. 3)



Ttulo de la prctica: Leyes de los gases ideales

Manual de Laboratorio de Fisicoqumica (Carlos Diaz-William Vallejo) Leyes de Gay-Lussac: Se considera as al proceso isocrico. Si el volumen de una cierta cantidad de gas a presin moderada se mantiene constante, el cociente entre presin y temperatura permanece constante Ec. 4:

(Ec. 4) Ley de Avogadro: La Ley de Avogadro asegura que en un proceso a presin y temperatura constante (isobaro e isotermo), el volumen de cualquier gas es proporcional al nmero de moles presente, Ec. 5:

(Ec. 5) 3. MATERIALES Y REACTIVOS

2 sobres de Alka-seltzer Verde Bromocresol Agua Carbonatada comercial Bao de Hielo Vinagre (comercial) 100mL Sistema de recoleccin de Gases Agua destilada

3.1. Material que deben traer los estudiantes (a) Botella de Agua con gas comercial en botella de plstico, nueva sin destapar. (b) Sistema de recoleccin de gases: Cada grupo debe construir su propio sistema de recoleccin; el sistema estar conformado por frasco o botella con tapa con una capacidad entre 50-100mL y una manguera. Cree un orificio en la tapa de la botella que eligi para realizar la recoleccin de gases de tal manera permita que la manguera atraviese la tapa. Con la manguera dentro del frasco selle el orificio de entrada, para esto utilice un pegamento de alta resistencia (superbonder) o silicona. ES MUY IMPORANTE QUE NO HAYAN FUGAS. (Figura 1)

4. PROCEDIMIENTO 4.1 Determinacin del Contenido de Bicarbonato de Sodio presentes en una pastilla de Alka-seltzer 4.1.1. Mtodo recoleccin de Gases (a) Llene la probeta de agua en introdzcala en el sistema de recoleccin de gases segn las indicaciones del profesor (ver figura 1). (b) introduzca 15,0mL de vinagre en el sistema de recoleccin de gases. (c) Pese entre 0,300g-0,400g de la pastilla de Alka-seltzer (d) Coloque cuidadosamente cantidad de Alka-seltzer pesada en el interior del sistema de recoleccin de gases teniendo precaucin de no mezclarlo con el vinagre. (e) Tape el sistema y permita que las dos sustancias se mezclen y la reaccin se lleve a cabo. (f) Mida la cantidad de gas liberado segn el volumen ledo en la probeta. (g) Mida y tome nota de la altura del agua dentro de la probeta (h; en figura 1) (h) Mida la temperatura del bao de agua.

Manual de Laboratorio de Fisicoqumica (Carlos Diaz-William Vallejo) (i) Determine la cantidad de CO2 liberado y el porcentaje de Bicarbonato presente en la muestra, segn las indicaciones del profesor. (j) Repita el procedimiento con una cantidad similar a la utilizada por en el ensayo anterior. 4.1.2. Mtodo de Prdida de Masa (a) Mida 20mL de vinagre y llvelos a un vaso de precipitados de 50mL. (b) Tape el vaso con un vidrio de reloj y obtenga su masa. (c) Pese 0,500g de la pastilla de Alka-seltzer (d) Adicione rpida y cuidadosamente la pastilla de Alka-seltzer pesada en el interior del vaso de precipitados y tpelo de inmediato. (e) Permita que las dos sustancias se mezclen y la reaccin se lleve a cabo y espere 10 minutos. (f) Despus de transcurrido los 10 minutos determine la masa de todo el sistema. (g) Determine la cantidad de CO2 liberado y el porcentaje de Bicarbonato presente en la muestra, segn las indicaciones del profesor. (h) Repita el procedimiento con una cantidad similar a la utilizada por en el ensayo anterior.

Figura 1. Esquema general del sistema de recoleccin de Gases

(Tomado y modificado de http://docencia.udea.edu.co/cen/tecnicaslabquimico/02practicas/practica12.htm) 4.1.1. Solubilidad de Gases en Agua (a) Quite la etiqueta de la botella de agua e introduzca la botella (sin destapar) en un bao de Hielo y djela sumergida entre 10-20 minutos. (b) Una vez enfriada la botella, destpela y agregue 1/3 de su contenido a un vaso de precipitados de 150mL, determine la temperatura del agua en el vaso de precipitados. (c) Rpidamente agregue 3 gotas de indicador Verde Bromocresol y tape la botella. (d) Permita que el sistema alcance la temperatura ambiente, registre sus observaciones. (e) Agite vigorosamente la botella durante 1 minuto. (f) Abra la botella y libere el Dixido de Carbono (g) Repita es te procedimiento 3 veces, registre sus observaciones. (h) Mida la temperatura del bao de agua. (i) Coloque el sistema en un bao de agua caliente, agite cuidadosamente y registre sus observaciones. 5. BIBLIOGRAFA [1] Laugier, Alexander; Garai, Jozef. "Derivation of the Ideal Gas Law." Journal of Chemical Education. 2007, Vol. 84, Iss. 11, pgs. 1832 -1833.

[2] Petrucci, Ralph H., William S. Harwood, F. G. Herring, and Jeffry D. Madura. General Chemistry: Principles and Modern Applications. 9th ed. Upper Saddle River: Pearson Education, Inc., 2007.


1. OBJETIVOS

1.1 Evidenciar el fenmeno de dilatacin de los fluidos 1.2 Construir un termmetro de alcohol/agua 1.3 Conocer y aplicar la ley cero de la termodinmica 1.4 Establecer una escala emprica de temperatura utilizando un termmetro construido por los

estudiantes. 2. INTRODUCCIN El termmetro es un instrumento empleado para medir la temperatura. El termmetro ms utilizado es el de mercurio, formado por un capilar de vidrio de dimetro uniforme comunicado por un extremo con una ampolla llena de mercurio. El conjunto est sellado para mantener un vaco parcial en el capilar. Cuando la temperatura aumenta, el mercurio se dilata y asciende por el capilar. La temperatura se puede leer en una escala situada sobre al capilar. La ley cero de la termodinmica afirma que si dos sistemas se encuentran en equilibrio trmico con un tercero, necesariamente los dos primeros sistemas tambin deben estar equilibrio termodinmico entre s. Este enunciado permite afirmar la existencia de la temperatura como funcin de estado. Una vez definida la propiedad necesitamos la manera de cuantificarla. 3. MATERIALES Y REACTIVOS Termometro Mechero, tripode, Vasos 250mL

Alcohol

Agua , Hielo

4. PROCEDIMIENTO 4.1 Construccin del Termonetro

(a) En un vial de medicamento introduzca una mezcla de etanol/agua hasta la ocupar de la capacidad del vial. (b) Cree un orificio en la tapa de caucho del vial de tal manera permita que el capilar atraviese la tapa. Con el capilar dentro del frasco selle el orificio de entrada. Utilizando una resina epoxica o silicona. (c) verifique el funcionamiento del dispositivo sumergiendolo en agua fria y agua caliente (la altura del fluido dentro del dispositivo debe ser diferente en las dos temperaturas probadas). En la figura 4 se muestra un esquema general del termometro

Figura 4. Esquema general del termmetro de



Ttulo de la prctica: Establecimiento de una escala emprica de temperatura

Manual de Laboratorio de Fisicoqumica (Carlos Diaz-William Vallejo) cnstruido agua/etanol.

Nota: El Termometro debe ser construido en la casa y el da del laboratorio deben traerlo paraconstruir la escala de temperatura 4.2 Escala Empirica de Temperatura Antes de iniciar la prctica es importante verificar el correcto funcionamiento del termmetro construido en la prctica anterior; traiga su propio termmetro para la ejecucin de este experimento.

Coloque en el calormetro hielo picado. Introducir en el calormetro al mismo tiempo, un termmetro graduado (C) y un termmetro sin graduar. Registre la temperatura que marca el termmetro en C y marcar sobre el termmetro sin graduar la mxima altura que alcanz la columna de Hg. (A esta temperatura se le considera el primer punto de su escala (E). En un vaso de precipitado coloque 200 mL de agua destilada y caliente a su punto de ebullicin. Introduzca los 2 termmetros en el vaso y registre las temperaturas como se seala en el punto anterior. Nota: Marcar su escala emprica en "grados estudiante" (E) sobre su termmetro sin graduar, utilizando una cinta adhesiva, regla y una pluma. Prepare 8 diferentes mezclas de agua fra con agua caliente en su punto de ebullicin dentro del calormetro. Hacer esto con base al % en volumen. Determinar las temperaturas en el equilibrio (E y C) para cada caso. 4.3 Clculos Haga una grfica de temperatura en E contra % en volumen de agua caliente. 2) Explique el significado del comportamiento de esta grfica. Cules son los puntos mnimos y mximos de su escala (E)? Establezca una relacin matemtica entre la escala (E) y la escala (C) utilizando los puntos mnimo y mximo de cada escala, o mediante la grfica de temperatura (0E) contra temperatura (C). Con esta relacin matemtica, calcule las temperaturas en (C) de las 8 mezclas propuestas y compare con las determinadas experimentalmente en (C). 5. BIBLIOGRAFA [1] Mahan, B. Termodinamica Qumica Elemental. Ed. Reverte, Espaa, 1990. [2] Atkins, Peter. Physical Chemistry. Oxford University Press: 6th Ed Oxford 2000. [3] Levine, Ira N. Fisicoqumica. Mc Graw Hill, 4 Ed. Madrid 1996.


1. OBJETIVOS

1.1.Conocer y entender las principales caractersticas de un calormetro. 1.2.Construir un calormetro

2. INTRODUCCIN La calorimetra es la parte de la termodinmica que estudia las transferencias de energa en forma de calor entre varios sistemas. El Calor no es energa que se pueda almacenar es energa en movimiento y que solo puede ser cuantificada cuando es transferida de un sistema a otro cuando estos se encuentran a diferentes temperaturas. Las medidas experimentales de energa transferida son realizadas en dispositivos termodinmicos denominados calormetros. Los calormetros permiten desarrollar estudios termodinmicos de diferentes reacciones qumicas, disipacin electromagntica, mecnica elctrica y diferentes fenmenos fisicoqumicos que impliquen que involucren cambios de temperatura apreciables. 3. CONSTRUCCIN DEL CALORIMETRO Los calormetros son dispositivos esenciales para realizar cualquier estudio que involucre cambios de temperatura. Estos sistemas constan de un dispositivo aislado trmicamente de los alrededores de volumen constante, un sistema de monitoreo de la temperatura y un sistema de agitacin para garantizar uniformidad en la temperatura a lo largo de todo el sistema; en la figura 2 se muestra el esquema bsico de un calormetro.

Figura 2. Esquema general de un calormetro



Ttulo de la prctica: Construccin del calormetro


Sistema de aislamiento: Se requiere que el material utilizado como aislante sea lo suficientemente adecuado como para permitir que las perdidas por calor sean mnimas; el caucho, la madera, algunas espumas y polmeros pueden ser utilizados como aislantes. Su caracterstica principal es que funcione como aislante, y adems debe ser estable qumicamente, resistente mecnicamente, no debe ser txico. Este sistema tiene como funcin principal evitar que se genere un flujo de calor entre el sistema de estudio y los alrededores, este tipo de transferencia debe ser evitada para garantizar la confiabilidad de los resultados de la prctica. Sistema de Agitacin: La conveccin mecnica de los fluidos contenidos en el calormetro debe ser constate con el fin de garantizar un perfil de temperatura constante dentro del calormetro, ya que el proceso difusivo generado por diferencias en temperaturas es muy lento en comparacin con la velocidad de algunas reacciones. Como agitador mecnico se pueden utilizar configuraciones de paleta o disco. Sistema de monitoreo de temperatura: El sistema de monitoreo de la temperatura debe ser confiable y estable ya que todos los resultados dependern de su correcto funcionamiento. En el laboratorio se utilizara un termmetro de mercurio que instrumento de medida de la temperatura. La configuracin que se adopte dentro del calormetro debe evitar que el termmetro y el sistema de agitacin entren en contacto durante el desarrollo del experimento. Sistema de reaccin: El sistema de contencin donde se llevara a cabo la reaccin o estudio fisicoqumico debe garantizar la correcta disposicin del termmetro y el sistema de agitacin, tanto el termmetro como el agitador deben quedar sumergidos en el medio de reaccin durante los diferentes experimentos. 4. BIBLIOGRAFA [1] R. Wigmans. Calorimetry: Energy Measurement in Particle Physics. Oxford University Press. 2000. Uk. [2] Levine, Ira N. Fisicoqumica. Mc Graw Hill, 4 Ed. Madrid 1996.


1. OBJETIVOS

1.1 Entender la importancia del proceso de calibracin de un instrumento de medida 1.2 Realizar la calibracin del calormetro construido. 1.3 Determinar el calor latente de fusin del hielo.

2. INTRODUCCIN La confiabilidad de los resultados experimentales en una medida calorimtrica depende significativamente de las caractersticas fsicas del dispositivo y de la respuesta del mismo frente a un valor real. El proceso de calibracin es un requerimiento indispensable para garantizar la confiabilidad de los resultados obtenidos. Adicionalmente la calibracin del calormetro es necesaria ya que el equivalente en agua del calormetro es un valor requerido en el balance de energa utilizado para cada ensayo experimental. Una vez se haya calibrado el calormetro se determinar el calor latente de fusin del hielo. 3. MATERIALES Y REACTIVOS

Vaso de precipitado Agua destilada Termmetro Hielo Calormetro Mechero

4. PROCEDIMIENTO 4.1. Calibracin Calormetro La calibracin es hecha por la mezcla, en el interior del calormetro, de cantidades conocidas de agua fra y caliente. Es importante observar que parte del calor liberado en la reaccin se absorbe por el sistema calorimtrico. Este absorbe una cantidad de calor equivalente a cierta masa de agua (K) denominada EQUIVALENTE EN AGUA DEL CALORIMETRO. K. Para determinar experimentalmente esta magnitud se toman dos muestras de agua destilada cada una de ellas de igual cantidad. -Se toma 50 mL de agua, se conserva a la temperatura ambiente y se vierte en el calormetro dejndose se equilibre la temperatura (Tf). -Se toma 50 mL de agua a 70 oC (Tc) y se aade al calormetro y se agita. Despus de aproximadamente 3 min se mide la temperatura de equilibrio, Teq.

! Calor cedido por el agua caliente: mCp(TC - Teq)

! Calor absorbido por el sistema calorimtrico: KC(Teq Tf); KC=Ccalormetro



Ttulo de la prctica: Calibracin del calormetro y determinacin del calor latente de fusin

Manual de Laboratorio de Fisicoqumica (Carlos Diaz-William Vallejo) ! Calor absorbido por el agua fra: mCp (Teq - TF)

Como el sistema es adiabtico, los calores cedidos y absorbidos deben ser iguales. Entonces, el equivalente en agua del calormetro, K, se puede obtener a partir de la expresin del balance de energa. 4.2. Calor latente de Fusin Se adicionan al calormetro 100 mL de H2O. Posteriormente se mede se registra la temperatura del H2O (TLiquido). Se pesa un cubo de hielo, se mide y se registra la temperatura del cubo de hielo (THielo). Luego se agrega el cubo de hielo al calormetro. (El hielo se agrega en el momento que empieza a derretirse, ya que en este momento se acerca a 0C su temperatura). Finalmente, se mide y se registra la temperatura cuando el cubo de hielo se derrita (TFinal) y la temperatura sea constante. Realizar el experimento por triplicado. Determinacin del peso del hielo: Registre el peso del calormetro vaco y luego pese el calormetro con los 100 mL de agua. Agregue el cubo de hielo al calormetro con agua, espere a que se derrita el hielo y pesar el calormetro. Registre los datos y determine solo el peso de hielo que es el que interesa. 5. BIBLIOGRAFA [1] R. Wigmans. Calorimetry: Energy Measurement in Particle Physics. Oxford University Press. 2000. Uk. [2] Mortimer, Robert. Physical Chemistry. 3 edition. Elsevier. USA. 2008.


1. OBJETIVOS 1.1 Determinar la energa transferida en diferentes reacciones. 1.2 Determinacin del calor de reaccin a partir de calores de formacin

2. INTRODUCCIN Podemos determinar el cambio estndar terico de cualquier reaccin, (H reaccin), utilizando los calores estndar de formacin y la Ley de Hess. Sumamos los calores de formacin de todos los productos, y restamos los calores de formacin de los reactivos.

H rx =nHf (productos) - mHf (reactivos) En donde: = sumatoria, n y m son los coeficientes estequiomtricos de la reaccin qumica. Experimentalmente el calor de reaccin se determina a partir del cambio de temperatura de una cantidad conocida de una solucin que se encuentra en un calormetro. 3. MATERIALES Y REACTIVOS Vaso de precipitado Agua destilada Termmetro KOH Calormetro HNO3

3. PROCEDIMIENTO Determinacin del Calor de disolucin del KOH(s) a. Pesar 8g de KOH(s) b. A un calormetro adicionar 100 mL de H2O y medir y registrar la temperatura hasta que esta sea constante c. Adicionar al calormetro los 8 g de KOH(s). d. Medir el cambio de temperatura mximo. Guardar la solucin (A). Determinacin del calor de disolucin para el HNO3(l) a. Medir 9 mL de HNO3(l). b. A un calormetro adicionar al calormetro 100 mL de H2O y medir y registrar la temperatura hasta que esta sea constante. c. Adicionar al calormetro los 9ml de HNO3 (l). d. Medir el cambio de temperatura .Guardar la solucin (B) Determinacin del calor de formacin de KNO3 (ac). a. Medir la temperatura a cada una de las soluciones, la temperatura entre cada solucin no debe de variar por ms de 0.2C. En caso de ser necesario ponga en un bao de hielo la solucin con ms alta temperatura, para as poder aproximar la temperatura entre las soluciones. b. Adicionar al calormetro la solucin A y la solucin B. c.. Medir y registrar el cambio de temperatura.



Ttulo de la prctica: Determinacin del calor de reaccin a partir de calores de formacin

Manual de Laboratorio de Fisicoqumica (Carlos Diaz-William Vallejo) Determine el calor de reaccin terico utilizando el calor de formacin de las sustancias implicadas. Determine el valor experimental y comprelos. 4. BIBLIOGRAFA a. Atkins, Peter. Physical Chemistry. Oxford University Press: 6th Ed Oxford 2000. b. Ball, David Fisicoqumica. Thomson: 1a Ed. Mxico, 2004. c. Levine, Ira N. Fisicoqumica. Mc Graw Hill, 4 Ed. Madrid 1996.


1. OBJETIVOS

1.2 Determinar la energa transferida en diferentes procesos. 1.2 Conocer y aplicar la ley de Hess.

2. INTRODUCCIN La ley de Hess establece que si una serie de reactivos reaccionan para dar una serie de productos, el calor de reaccin liberado o absorbido es independiente de si la reaccin se lleva a cabo en una, dos o ms etapas, esto es que los cambios de entalpa son aditivos. Equivalentemente, se puede decir que el calor de reaccin slo depende de los reactivos y los productos, o que el calor de reaccin es una funcin de estado; en este sentido la ley de Hess es la aplicacin a las reacciones qumicas del primer principio de la termodinmica. 3. MATERIALES Y REACTIVOS Vaso de precipitado agua destilada Termmetro NaOH Calormetro HCl Mechero

4. PROCEDIMIENTO DISOLUCIN: Determinacin del calor de disolucin del NaOH(s) en agua: a. Medir con la probeta 96 mL de agua destilada a temperatura ambiente y depositar en el calormetro. Medir la temperatura del agua en el equilibrio. b. Medir 4 g de NaOH en un vaso de precipitados rpidamente debido al efecto higroscpico el NaOH. Transferirlos al calormetro y determinar la temperatura de equilibrio. c. Hacer los clculos para determinar el calor cedido por la reaccin (H1). Considere el calor especfico de la solucin de NaOH 0,94 cal/goC NEUTRALIZACIN: Determinacin del calor de reaccin del NaOH(ac) y HCl(ac). a. Medir la temperatura de la solucin de NaOH que qued del tem anterior. b. En una probeta medir 100 mL de una solucin de HCl 1M, colocarla en vaso de precipitados y medir su temperatura. c. Adicionar la solucin de HCl al calormetro y determinar la temperatura de equilibrio. d. Hacer los clculos para determinar el calor cedido por la reaccin (H2). Considere el calor especfico de la solucin de NaOH 0,94 cal/goC y la del HCl 1 cal/goC. DISOLUCIN Y NEUTRALIZACIN: Determinacin del calor de reaccin entre NaOH(s) y HCl(ac). a. En una probeta medir 100 mL de una solucin de HCl 1 M, enseguida colocarla en un calormetro y medir la temperatura de equilibrio.



Ttulo de la prctica: Verificacin experimental de la ley de Hess

Manual de Laboratorio de Fisicoqumica (Carlos Diaz-William Vallejo) b. Pesar 4 g de NaOH e introducirlos rpidamente dentro del calormetro. Agitar levemente y determinar la temperatura de equilibrio. c. Hacer los clculos para determinar el calor cedido por la reaccin (H3). d. Utilice los valores de los cambios de entalpa determinados anteriormente y compruebe la ley de Hess.

H3= H1 + H2

Figura 3. Esquema general de la ley de Hess aplicada a las reacciones utilizadas en la prctica

5. BIBLIOGRAFA [1] Atkins, Peter. Physical Chemistry. Oxford University Press: 6th Ed Oxford 2000. [2] Ball, David Fisicoqumica. Thomson: 1a Ed. Mxico, 2004. [3] Mortimer, Robert. Physical Chemistry. 3 edition. Elsevier. USA. 2008.


1. OBJETIVOS

1.1 Entender el proceso de combustin. 1.2 Conocer las diferentes prdidas de energa que se presentan en un proceso de combustin. 1.3 Determinar la eficiencia de un mechero bunsen en un proceso de combustin.

2. INTRODUCCIN En las experiencias de laboratorio, la energa necesaria para una reaccin qumica es a menudo suministrada por el calentamiento de los sistemas usando un mechero Bunsen, una plancha de calentamiento o un horno microondas. Una forma comn de calentamiento en el laboratorio es el uso del mechero Bunsen. El gas natural suministrado al laboratorio es quemado para producir una llama.

Calor de reaccin Qr se define como la energa absorbida por un sistema, cuando los productos de una reaccin se llevan a la misma temperatura que los reactantes. El calor de reaccin es igual al cambio de entalpa del sistema.

De acuerdo a la primera ley U=Q+W, la variacin interna de la energa en un sistema est dada por el trabajo realizado ms el calor liberado, condicin importante para determinar la eficiencia en una reaccin. El porcentaje de eficiencia del mechero en el laboratorio es:

. Cantidad de calor absorbido por el agua

% de eficiencia = Energa liberada por la combustin del metano

Combustin del propano: C3H8 + 5O2 3CO2 +4H2O + Energa

3. MATERIALES Y REACTIVOS Vaso de precipitado Termmetro Mechero

4. PROCEDIMIENTO Pesar los vasos de precipitado, luego llenarlos hasta la mitad o de agua, vuelva a pesar los vasos para determinar la masa del agua, el vaso se coloca sobre el montaje para proceder a calentar. Tomar la temperatura inicial del agua. Usando la botella, se determina su volumen real, para esto se llena la botella en su totalidad para determinar el volumen real de gas, luego se invierte la botella llena dentro del recipiente grande que debe estar lleno de agua y el agua desplazada es el valor del volumen de gas contenido. Encontrar en el mechero la posicin adecuada del regulador de aire de manera que la combustin de este sea completa.



Ttulo de la prctica: Eficiencia de un mechero en el proceso de calentamiento del agua

X 100%

Manual de Laboratorio de Fisicoqumica (Carlos Diaz-William Vallejo) Quemar la misma cantidad de metano que fue recolectada es decir en la misma proporcin de la medicin. Para esto se debe desconectar la manguera sin dejar escapar aire del sistema de la botella y se conecta a la del mechero, en la misma proporcin de abertura en la llave que la usada para llenar de gas la botella de forma que se garantice el mismo flujo de gas. Se calienta el agua durante un tiempo de manera que no llegue al punto de ebullicin, un cambio de temperatura de 30C. Medir la temperatura final del agua y el tiempo que duro en calentarse. Calcular la cantidad de calor absorbido por el agua, la cantidad de calor liberado por la combustin, el porcentaje de eficiencia del calentamiento. 5. CLCULOS

1. Balancear la ecuacin de combustin del propano. 2. Encontrar el delta de H de formacin del propano en las tablas de los libros. 3. Si el propano es quemado a 10 m/s Cul es el volumen de propano quemado en 3.5 minutos?

nmero de moles quemadas? Con estos datos determine el nmero de kJ de energa liberada por la combustin del propano en 3.5 minutos.

4. Qu cantidad de energa en kJ se necesita para calentar 200 mL de agua de 10 C 60C?

6. BIBLIOGRAFA [1] Atkins, Peter. Physical Chemistry. Oxford University Press: 6th Ed Oxford 2000. [2] Ball, David Fisicoqumica. Thomson: 1a Ed. Mxico, 2004. [3] Levine, Ira N. Fisicoqumica. Mc Graw Hill, 4 Ed. Madrid 1996.


1. OBJETIVOS

1.1. Apropiar el concepto de entropa 1.2. Determinar el S en un proceso de mezcla 1.3. DEtermianr el S en un cambio de fase

2. INTRODUCCIN La entropa es una propiedad termodinmica de estado extensiva que depende de la temperatura y cuyo cambio puede ser utilizado para determinar la direccionalidad de un proceso. Uno de los enunciados de la segunda ley de la termodinmica establece: la entropa de un sistema aislado aumenta durante un proceso espontneo. Procesos termodinmicamente irreversibles como el enfriamiento de una sustancia caliente hasta alcanza el equilibrio trmico y la expansin libre de un gas son procesos espontneos que vienen acompaados por un aumento en la entropa. El cambio en la entropa para un proceso que involucre un cambio de temperatura esta determinado por:

Donde n representa la cantidad de sustancia, Cp el calor especifico molar, y T la temperatura. El cambio en la entropa para un cambio de fase a presin constante esta determinado por: S = L/T Donde H representa el Calor latente del cambio de Fase y T la temperatura. En este laboratorio se utilizara el calormetro construido por usted para determinar el S para la mezcla de dos cantidades de agua a diferente temperatura y el S para el cambio de fase de agua solida a agua liquida. 3. MATERIALES Y REACTIVOS Vaso de precipitado Agua destilada Termmetro Hielo Calormetro Mechero

4. PROCEDIMIENTO 4.1. Calibracin Calormetro

Para determinar experimentalmente esta la constante del calormetro se toman dos muestras de agua destilada cada una de ellas de igual cantidad. -Se toma 100 mL de agua, se conserva a la temperatura ambiente y se vierte en el calormetro dejndose se equilibre la temperatura (Tf).


rea: FISICOQUMICA Asignatura: FISICOQUMICA I Prctica No.9

Ttulo de la prctica: Entropa de Procesos


Finalmente se mide la temperatura del sistema durante 3 minutos cada 20 segundos.

-Se toma 100 mL de agua a 70 oC (Tc) y se aade al calormetro y se agita. Se mide temperatura cada 5 segundos durante 2 minutos, despus cada 30 segundos durante 3 minutos hasta alcanzar la Teq.

Calor cedido por el agua caliente: mCp(TC - Teq) Calor absorbido por el sistema calorimtrico: KC(Teq Tf); KC=Ccalormetro Calor absorbido por el agua fra: mCp (Teq - TF)

Como el sistema es adiabtico, los calores cedidos y absorbidos deben ser iguales. Entonces, el equivalente en agua del calormetro, K, se puede obtener a partir de la expresin del balance de energa.

4.2. Calor latente de Fusin

Se adicionan al calormetro 100 mL de H2O. Posteriormente se mede se registra la temperatura del H2O (TLiquido). Se pesan 80 g de hielo seco, se mide y se registra la temperatura del cubo de hielo

(THielo). Luego se agrega el cubo de hielo al calormetro. (El hielo se agrega en el momento que empieza a

derretirse, ya que en este momento se acerca a 0C su temperatura). Finalmente, se mide y se registra la temperatura cuando el cubo de hielo se derrita (TFinal) y la temperatura sea constante.

5. Calculos

Determine la KC del calormetro. Determine el S del proceso de mezcla. Comprelo con los datos tericos Determinar el S del cambio de fase. Comprelo con los datos tericos

6. BIBLIOGRAFA [1] R. Wigmans. Calorimetry: Energy Measurement in Particle Physics. Oxford University Press. 2000. Uk.

[2] Mortimer, Robert. Physical Chemistry. 3 edition. Elsevier. USA. 2008.


1. OBJETIVOS

1.1.Evidenciar el efecto de la concentracin sobre el equilibrio qumico 1.2.Conocer y aplicar el principio de Le Chatelier.

2. INTRODUCCIN El equilibrio qumico es el estado en el que las actividades qumicas de los reactivos y los productos no tienen ningn cambio neto en el tiempo. Normalmente, este sera el estado que se produce cuando el proceso qumico evoluciona hacia en sentido directo en la misma proporcin que en sentido inverso. La velocidad de reaccin de las reacciones directa e inversa por lo general no son cero, pero, si ambas son iguales, no hay cambios netos en cualquiera de las concentraciones de los reactivos o productos. Es posible en sistemas que se encuentran en equilibrio qumico determinar una constante de equilibrio. Se define la constante de equilibrio como el producto de las concentraciones en el equilibrio de los productos elevadas a sus respectivos coeficientes estequiomtricos, dividido por el producto de las concentraciones de los reactivos en el equilibrio elevadas a sus respectivos coeficientes estequiomtricos, para una temperatura determinada. El equilibrio qumico estudiado sera: 2!!! + 2! !!!! + ! El in cromato tiene una coloracin amarilla y el in dicromato tiene una coloracin anaranjada 3. MATERIALES Y REACTIVOS

Vaso de precipitado cido clorhdrico concentrado Pipeta de 5 mL Cromato de potasio Tubos de ensayo Dicromato de potasio botella de plstico con tapa pitillo

Hidrxido de sodio 1.0M (50mL) Azul de metileno 5x10-4M (100mL) Glucosa 0,0500M (25mL) Peroxido de Hidrogeno 3% (10mL)

4. PROCEDIMIENTO a. Numere cinco tubos de ensayo, en los tubos del 1 al 3 coloque 2 mL de solucin de cromato de potasio 0,1 M, a los tubos 4 y 5 adicione 2 mL de la solucin de dicromato de potasio 0,1 M. b. Al tubo 2 adicione 0,5 mL de cido clorhdrico 1 M (o hasta cambiar de color) agitando levemente la solucin. Comprela con la coloracin del tubo 1. c. Al tubo 3 adicione 0,5 mL de cido clorhdrico 1 M y observe el resultado, enseguida adicione 1 mL de NaOH 1 M, observe y anote lo ocurrido. d. Al tubo 5 adicione 0,5 mL de NaOH 1 M y observe el resultado, enseguida adicione 1 mL cido clorhdrico 1 M, observe y anote lo ocurrido.


rea: FISICOQUMICA Asignatura: FISICOQUMICA I Prctica No.10

Ttulo de la prctica: Espontaneidad y equilibrio

Manual de Laboratorio de Fisicoqumica (Carlos Diaz-William Vallejo) 4.1. Botella Azul (a) En una botella de plstico adicione 5mL de Glucosa 0.0500M, 5mL de NaOH 1M y 30mL de agua (b) despues de mezclar bien adicione 15mL de Azul de metileno 5x10-4M (c) Una vez tapada, agite bien y observe los cambios. (d) En el estado incoloro, observe la interfase entre el lquido y el gas denrto de la botella. (e) Utilizando el pitillo introduzca CO2 dentro de la botella. Luego agite y observe. (f) Abra la botella permita que el aire ingrese y ahora adiciones 3 gotas de H2O2, tape agite y observe. 5. CLCULOS

1. Con base en las reacciones justifique como se ve afectado el equilibrio qumico en cada ensayo, para esto utilice el principio de Le Chtelier y el efecto de la constante de equilibrio con la temperatura.

2. Con base en los datos termodinmicos para cada uno de los reactivos determine el valor de G y K para cada reaccin estudiada

3. Busque el equilibrio qumico del azul de metileno y elcido ascorbico. 4. Justifique las obervaciones realizados despues: de agitar la botella, en la interfase del sistema, despues

de agregar CO2 y H2O2.

6. BIBLIOGRAFA [1] Denbigh, K. G. The principles of Chemical Equilibrium. 4th Edition, UK. 2002. [2] Levine, Ira N. Fisicoqumica. Mc Graw Hill, 4 Ed. Madrid 1996.


1. OBJETIVOS

1.1.Evidenciar el efecto de la concentracin sobre la constante de equilibrio 1.2.Determinar la constante de equilibrio de una reaccin de esterificacin

2. INTRODUCCIN Para determinar el valor de la constante de equilibrio por anlisis qumico se preparan una serie de mezclas de reaccin que contienen distintas cantidades de los reactivos y productos, algunas con exceso de reactivos, otras con exceso de productos. De este modo, la reaccin se desplazar hacia uno u otro lado para alcanzar el equilibrio. La constante de equilibrio para la reaccin

Viene dada por la expresin:

Si consideramos una reaccin que tenga lugar en disolucin diluida, la expresin de la constante de equilibrio en funcin de actividades se puede simplificar y expresar en funcin de concentraciones como

Es importante aclarar que la reaccin ocurria espontaneamente a temperatura ambiente; adems, la adicin del cido no afecta las concentraciones de las epecies en el equilibrio qumico; sino la velocidad con la que se alcanza el equilibrio qumico. 3. MATERIALES Y REACTIVOS Vasos de precipitados cido actico Buretas Acetato de etilo Frasco anbar con tapa cido clorhdrico 1M

4. PROCEDIMIENTO En la tabla siguiente se sugiere un conjunto de mezclas para este estudio.


rea: FISICOQUMICA Asignatura: FISICOQUMICA II Prctica No. 11

Ttulo de la prctica: Equilibrio qumico: Determinacin de la constante de equilibrio_Parte A

Manual de Laboratorio de Fisicoqumica (Carlos Diaz-William Vallejo) Frasco mL HCl 1 M mL (cido actico) mL etanol mL ster mL agua

0 5 0 0 0 5 1 5 0 0 5 0 2 5 0 0 3 2 3 5 0 0 2 3 4 5 1 4 0 0 5 5 2 3 0 0 6 5 3 2 0 0 7 5 4 1 0 0

4.1. Para preparar estas mezclas se debe seguir el siguiente procedimiento: 4.2. Pipetear las cantidades indicadas en la tabla e introducirlas en frascos provistos de tapn. Tapar los frascos inmediatamente, asegurndose de que cierran bien. 4.3. Marcar adecuadamente todos lo tarros y almacenar en lugar seguro y oscuro. Determinar el nmero de moles de cada sustancia que se introduce inicialmente en cada frasco. Para ello debe tenerse en cuenta que: Los nmeros de moles de cido actico, etanol y ster se calculan empleando las densidades de las sustancias facilitadas en el laboratorio. El nmero de moles de agua se calcula suponiendo que la densidad del agua es 1 gmL-1. El nmero de moles de cido clorhdrico se calcula a partir de la concentracin de la disolucin. El nmero de moles de agua aadidos con la disolucin de cido clorhdrico se calcula a partir de la concentracin del cido, suponiendo que la densidad de la disolucin es 1 gmL-1. 4.4. Dejar los frascos a temperatura ambiente, agitando de vez en cuando, durante una semana. 5. BIBLIOGRAFA

[1] Atkins, Peter. Physical Chemistry. Oxford University Press: 6th Ed Oxford 2000. [2] Ball, David Fisicoqumica. Thomson: 1a Ed. Mxico, 2004.


1. OBJETIVOS

1.1.Evidenciar el efecto de la concentracin sobre la constante de equilibrio 1.2.Determinar la constante de equilibrio de una reaccin de esterificacin

2. INTRODUCCIN La mayora de las reacciones son reversibles al menos en cierto grado. Al inicio del proceso reversible, la reaccin procede hacia la formacin de productos. Tan pronto como se forman algunas molculas de producto, el proceso inverso se comienza a establecer y las molculas de reactivo se forman a partir de las molculas de producto. El equilibrio qumico se alcanza cuando las velocidades de las reacciones directa e inversa se igualan y las concentraciones netas delos reactivos y productos permanecen constantes.

3. MATERIALES Y REACTIVOS Vasos de precipitados cido actico Buretas Acetato de etilo cido clorhdrico y etanol Ftalto cido de potasio (KHP)

4. PROCEDIMIENTO

4.1. Preparar una 250mL de NaOH 0.500M 4.2. Estandarizar la solucin de NaOH utlizando el KHP (realizar los calculos) 4.3. Valorar 5 mL de cada solucin en equilibrio; utilizando la disolucin de NaOH preparada. 4.4. Complete la siguiente para cada solucin:

Frasco moles HCl 1

M Moles de cido

actico Moles etanol

Moles ster

Moles de agua agua

Inicial Cambio

Equilibrio

4.5. Determine la constante de equilibrio para cada una de las mezclas preparadas. 4.6. Analice los resultados obtenidos

5. BIBLIOGRAFA

[1] Atkins, Peter. Physical Chemistry. Oxford University Press: 6th Ed Oxford 2000. [2] Ball, David Fisicoqumica. Thomson: 1a Ed. Mxico, 2004.



Ttulo de la prctica: Equilibrio qumico: Determinacin de la constante de equilibrio_Parte B


1. OBJETIVOS

1.1 Estudiar el diagrama de fases del sistema Cloroformo/acetona. 1.2 Obtener de manera experimental la primera parte del diagrama de fases del sistema

Cloroformo/acetona 2. INTRODUCCIN La presin de vapor es la presin de la fase gaseosa o vapor de un slido o un lquido sobre la fase lquida, para una temperatura determinada, en la que la fase lquida y el vapor se encuentra en equilibrio dinmico; su valor es independiente de las cantidades de lquido y vapor presentes mientras existan ambas. La destilacin aprovecha las volatilidades y puntos de ebullicin de los componentes lquidos a separar y depende del equilibrio liquido-vapor. La destilacin, como proceso, consta de dos fases: en la primera, el lquido pasa a vapor y en la segunda el vapor se condensa, pasando de nuevo a lquido en un matraz distinto al de destilacin.

El equilibrio lquido-vapor obedece la ley de Raoult. Mediante la Ley de Raoult se puede establecer que la relacin entre la presin de vapor de cada componente en una solucin ideal es dependiente de la presin de vapor de cada componente individual y de la fraccin molar de cada componente en la solucin. 3. MATERIALES Y REACTIVOS Equipo de destilacin Acetona 200 mL Picnmetro 10.00 mL Cloroformo 200 mL Termmetro

4. PROCEDIMIENTO



Ttulo de la prctica: Equilibrio de fases: Equilibrio lquido-vapor

Manual de Laboratorio de Fisicoqumica (Carlos Diaz-William Vallejo) 4.1. Medir la densidad de las siguientes soluciones utilizando un picnmetro a temperatura ambiente. Recuerde anotar la tara, el volumen y la incertidumbre del instrumento.

Mezcla 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A: Acetona (mL) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 B: Cloroformo (mL) 9 8 7 6 5 4 3 2 1 4.2. Armar el equipo de destilacin. 4.3. Colocar una mezcla de 10 mL del compuesto A y 40 mL del compuesto B en el baln de destilacin. 4.4. Iniciar calentamiento y permitir que la mezcla ebulla; anotar la temperatura de ebullicin; permita que se detilen mas de 10mL de solucin. 4.5. Enfre lentamente los recipientes del destilado y remanente hasta la temperatura ambiente. 4.6. Determine las densidades del destilado y remanente del lquido del baln de destilacin, 4.7. Regrese la muestra de remanente lquido al baln y agregue la muestra de destilado al contenedor de residuos. 4.8. Repita el procedimiento hasta obtener 5-6 datos para la primera parte del diagrama de fases del sistema (hasta que la densidad del destilado sea igual a la del lquido remanente). 4.9. Limpiar el equipo y repetir el procedimiento, con una mezcla inicial de 10 mL del compuesto B y 40 mL del compuesto A. 4.10. Grfica de la curva de calibracin de densidad Vs fraccin molar del compuesto ms voltil. 4.11. Grfica experimental del diagrama de fases con fraccin molar del compuesto ms voltil. 4.12. Analice los resultados obtenidos 5. BIBLIOGRAFA [1] Levine, Ira N. Fisicoqumica. Mc Graw Hill, 4 Ed. Madrid 1996. [2] M. Goral, P. Oracz. Vapor Liquid Equilibria. Termodynamics data center, Poland. 1998 [3] De Heer. Phenomenological Thermodynamics with Applications. Chemistry, Prentice-Hall, 1986.


1. OBJETIVOS

1.1 Estudiar el diagrama de fases del sistema -Naftol/Naftaleno 1.2 Obtener de manera experimental parte del diagrama de fases del sistema -Naftol/Naftaleno

2. INTRODUCCIN Considrese un sistema de dos componentes, a una determinada presin, cuando el intervalo de temperaturas utilizado corresponde a la formacin de una o ms fases slidas. El comportamiento ms sencillo lo presentan aquellos sistemas para los que los lquidos son totalmente miscibles entre s, y para los que las nicas fases slidas que se pueden presentar, son las formas cristalinas puras de los componentes. Este comportamiento se presenta en la figura.

Los puntos sobre las curvas representan estados lquidos del sistema y los puntos situados debajo de las curvas representan coexistencia en equilibrio de un slido puro con la solucin. 3. MATERIALES Y REACTIVOS Tubos de ensayo -Naftol Vasos de precipitados Naftaleno Termmetro

4. PROCEDIMIENTO a) Preparar en tubos de ensayo gruesos las siguientes mezclas:

Mezcla 1 2 3 4 5 6 7 -Naftol (g) 0,63 1,00 1,25 1,50 1,68 1,88 2,20 Naftaleno (g) 1,87 1,50 1,25 1,00 0,82 0,62 0,30



Ttulo de la prctica: Equilibrio de fases: Equilibrio slido-lquido

Manual de Laboratorio de Fisicoqumica (Carlos Diaz-William Vallejo) b) Sellar bien cada tubo con un tapn y un termmetro. c) Calentar cada tubo en bao de Mara (con un beacker de 400 mL) hasta la fusin completa del slido, registrar la temperatura de fusin. d) Colocar cada tubo de ensayo en un beacker conteniendo agua con hielo. e) Tomar la temperatura cada 30 segundos, si es posible llegar a temperaturas menores de 30C. f) Limpiar cuidadosamente cada tubo de ensayo con el siguiente procedimiento: Agregar una pequea cantidad de acetona, seguida por agua a 80 celcius; finalmente retire los solidos adheridos con un churrusco. Reportar las curvas de enfriamiento temperatura de la mezcla a cada intervalo de tiempo para cada fraccin molar de naftaleno. El diagrama de fases del sistema indicando sus partes, temperatura eutctica y la fraccin molar eutctica. 5. BIBLIOGRAFA [1] Levine, Ira N. Fisicoqumica. Mc Graw Hill, 4 Ed. Madrid 1996. [2] Mortimer, Robert. Physical Chemistry. 3 edition. Elsevier. USA. 2008. [3] De Heer. Phenomenological Thermodynamics with Applications. Chemistry, Prentice-Hall, 1986.


1. OBJETIVOS

1. Estudiar el diagrama de fases del sistema multicomponente lquido-lquido 2. Obtener de manera experimental parte del diagrama de fases ternario del sistema estudiado

2. INTRODUCCIN Fase es toda porcin de un sistema con la misma estructura o arreglo atmico, con aproximadamente la misma composicin y propiedades en todo el material que la constituye y con una interfase definida. Puede tener uno o varios componentes. Los equilibrios entre fases pueden corresponder a los ms variados tipos de sistemas heterogneos: un lquido en equilibrio con su vapor, una solucin saturada en equilibrio con el soluto en exceso, dos lquidos parcialmente solubles el uno en el otro, dos slidos totalmente solubles en equilibrio con su fase fundida, dos slidos parcialmente solubles en equilibrio con un compuesto formado entre ellos, etc. El comportamiento de estos sistemas en equilibrio se estudia por medio de grficos que se conocen como diagramas de fase. Se obtienen graficando en funcin de variables como presin, temperatura y composicin y el sistema en equilibrio queda definido para cada punto. El objetivo de esta prctica es construir un diagrama de fases ternario agua-cloroformo-cido actico junto con la lnea de solubilidad de la mezcla. 3. MATERIALES Y REACTIVOS Bureta Agua Erlenmeyer Cloroformo Pipeta cido actico glacial

4. PROCEDIMIENTO Prepara varios sistemas agua/cloroformo, en erlenmeyer, siguiendo las medidas de volumen indicadas en la tabla.

Usando una bureta adicione cido actico gota a gota al erlenmeyer hasta que se homogenice el sistema y anote el volumen de cido adicionado en la tabla. A partir de los volmenes de los lquidos contenidos en cada erlenmeyer, la densidad y la masa molar correspondiente a cada lquido, complete la tabla para cada sistema de mezcla ternaria.



Ttulo de la prctica: Equilibrio de fases: Equilibrio lquido-lquido


Utilice la misma tabla para cada una de los sistemas estudiados y construya un grfico ternario (especifique la temperatura). Describa en el grfico las curvas de solubilidad y las regiones de equilibrio. Nota: Consulte los datos de la densidad de las tres sustancias a la temperatura ambiente antes de comenzar la prctica. 5. BIBLIOGRAFA [1] L. Cisternas, Diagrama de fases y sus aplicaciones. Editorial Reverte. Espaa. 2009 [2] F. Rajadell. Termodinamica-Qumica. Universitat JAume I publicaciones. Espaa. 2005 [3] De Heer. Phenomenological Thermodynamics with Applications. Chemistry, Prentice-Hall, 1986.


1. OBJETIVOS 1.1 Analizar el comportamiento de la fuerza electromotriz para diversas reacciones electroqumicas. 1.2 Analizar el comportamiento de la fuerza electromotriz en funcin de la temperatura. 2. INTRODUCCIN La Electroqumica trata de la interrelacin de los fenmenos qumicos y elctricos, as como del estudio de las propiedades elctricas de las soluciones de los electrolitos, estableciendo una relacin entre la accin qumica y elctrica de tales sistemas. Una celda electroqumica simple contiene un par de electrodos de material inerte, por ejemplo platino, conectados a una fuente de corriente y sumergidos en una solucin acuosa de un conductor de segunda especie. El electrodo conectado al lado negativo de la fuente se denomina ctodo y es aquel por el cual entran los electrones a la solucin procedentes de la fuente, por ejemplo, una batera. Al mismo tiempo, el electrodo conectado al lado positivo de la batera se denomina nodo, por el cual salen los electrones de la solucin y regresan a la batera. 3. MATERIALES Y REACTIVOS Vaso de precipitado KNO3 Termmetro SnCl2 Tubos de ensayo CuCl2 Tubos en forma de U Electrodo de Sn y Cu Voltmetro Agar-agar

4. PROCEDIMIENTO Construccin del puente salino: a) Calentar a ebullicin 100 mL de KNO3 0.1M. b) Adicionar 1 gramo de agar-agar agitando constantemente hasta que se disuelva el agar. c) Dejar enfriar la solucin anterior hasta una temperatura inferior a 60C para luego verterla en los tubos en U, dejando un espacio de aire en cada extremo y dejar enfriar. d) Colocar tapones de algodn. Construccin de la celda: a) Preparar una solucin de 50 mL de SnCl2 0.5 M y colocarla en un tubo de ensayo. b) Preparar una solucin de 50 mL de CuCl2 0.5 M y colocarla en un tubo de ensayo. c) Conectar en cada lagarto los electrodos de estao y cobre. d) Limpiar los electrodos con una lija de agua. e) Introducir los electrodos en las soluciones. La pieza de estao en la solucin de estao y la de cobre en la solucin de cobre. f) Conectar los electrodos al voltmetro.



Ttulo de la prctica: Electroqumica

Manual de Laboratorio de Fisicoqumica (Carlos Diaz-William Vallejo) g) Colocar el puente salino y leer el voltaje en el voltmetro. Si la lectura inicial fue negativa, invierta las conexiones en el voltmetro. h) Repetir las lecturas de voltaje a 40C, 35C, 30C, 25C, 20C, 15C y 10C, colocando los tubos (celdas) en un beacker conteniendo agua para calentar suavemente o en hielo para enfriar. Graficar del valor de la fuerza electromotriz de la celda a cada temperatura de trabajo. Graficar del valor de G de la celda a cada temperatura de trabajo. Calcular S de reaccin a 298K, H de reaccin a 298K y la constante de equilibrio a 298K. 5. BIBLIOGRAFA [1] Bockris, John J.O'M. Bockris, Amulya K. Electroqumica moderna. Revert, 1998. [2] Atkins, Peter. Physical Chemistry. Oxford University Press: 6th Ed Oxford 2000.


1. OBJETIVOS 1.1 Estudiar las principales caractersticas de la cintica qumica 1.2 Determinar la concentracin de una sustancia problema.

2. INTRODUCCIN La cintica proporciona el marco para describir la velocidad a la que ocurre una reaccin qumica y nos permite relacionar la velocidad con el mecanismo de reaccin brinda una herramienta de como las molculas reaccionan a travs de la generacin de diferentes intermediarios para generar productos. Tambin nos permite relacionar la velocidad con los parmetros de los procesos macroscpicos como: concentracin, presin y temperatura. Por lo tanto, la cintica nos proporciona las herramientas necesarias para vincular el mundo microscpico de las molculas reaccionantes al mundo macroscpico de reacciones industriales. La glucosa es el monosacrido de ms amplia distribucin en el planeta y dentro del cuerpo es transportado en la sangre y oxidado en las clulas para producir energa. Su determinacin en sangre es til para identificar los desrdenes relacionados con su metabolismo como por ejemplo Diabetes mellitus. Entre las tcnicas ms utilizadas para cuantificar glucosa se encuentran el mtodo de la antrona, el de Somogyi-Nelson y el mtodo espectrofotomtrico usando la enzima glucosa oxidasa. Otra alternativa simple es la reduccin del permanganato de potasio. La glucosa (C6H12O6) es un azcar monosacrido reductor. En esta reaccin la glucosa dona electrones al permanganato, lo que ocasiona que cambie de color. La solucin de color violeta intenso de permanganato de potasio (MnO4-) es reducida a una solucin decolorada de iones (Mn2+). Como resultado de esta reaccin la glucosa es oxidada. El tiempo empleado para la prdida de color de una solucin de permanganato de potasio est directamente relacionado con la concentracin de glucosa presente. 3. MATERIALES Y REACTIVOS Tubos de ensayos Glucosa Pipetas cido sulfrico 1.00 M Vaso de precipitado Permanganato de potasio 2.15x10-3 M

4. PROCEDIMIENTO a. Prepare soluciones de glucosa al 2%, 4%, 6%, 8% y 10%. Prepare la cantidad suficiente de cada solucin para hacer el experimento por triplicado. b. Adicione en un tubo de ensayo 1 mL de una solucin de glucosa al 2%, 1.00 mL de solucin de cido sulfrico y 1.00 mL de solucin de permanganato de potasio y comience a contabilizar el tiempo. c. Agite la solucin y detenga el reloj tan pronto como el color rosado desaparezca. Registre en una tabla el tiempo y la concentracin de la solucin de glucosa usada. d. Repita el mismo procedimiento con las dems soluciones de glucosa y con las muestras problema. e. Con los datos obtenidos haga una curva de calibracin de 1/tiempo de decoloracin vs concentracin de glucosa y utilcela para determinar la concentracin de las muestras problema 5. BIBLIOGRAFA [1] Denbigh, K. G. The principles of Chemical Equilibrium. 4th Edition, UK. 2002. [2] Atkins, Peter. Physical Chemistry. Oxford University Press: 6th Ed Oxford 2000.



Ttulo de la prctica: Cintica de reaccin I: reaccin glucosa-permanganato


1. OBJETIVOS

1.1 Estudiar el efecto de la concentracin de reactivos sobre la velocidad de una reaccin qumica. 1.2 Estudiar el efecto del solvente utilizado sobre la velocidad de una reaccin qumica. 1.3 Determinar la ley de velocidad de una reaccin qumica

2. INTRODUCCIN El mecanismo de una reaccin qumica puede ser identificado al medir un cambio en la velocidad de reaccin global causado por cambios en la concentracin de los reactivos individuales. En la reaccin qumica simple:

La velocidad de la reaccin es proporcional a la concentracin de los reactantes:

En esta expresin de velocidad, k es la constante de velocidad, es el orden de la reaccin con respecto a A y es el orden de la reaccin con respecto a B. El orden de la reaccin global es:

El azul de metileno es una molcula coloreada soluble en agua. Bajo condiciones cidas, es fcilmente reducida a una molcula hidrogenada descolorada. La estequiometria de la reaccin global es 1:1, en la figura 5 se muestra la reaccin qumica.

Figura 5. Reaccin del azul del metileno con el cido ascrbico



Ttulo de la prctica: Cintica de reaccin II: azul de metileno- cido ascrbico


3. MATERIALES Y REACTIVOS Vaso de precipitado Azul de metileno Termmetro cido ascrbico Tubos de ensayo Metanol Balones aforados

4. PROCEDIMIENTO a) Prepare una solucin de 1000 mL de H2SO4 0.6 M. b) Prepare una solucin de 500 mL de azul de metileno 0.05M. 4.1 Constante cintica y orden de reaccin a) Prepare las soluciones segn las indicaciones de la tabla1. Tabla 1. Soluciones requeridas para estudio del efecto de la concentracin de cido Ascrbico

Solucin No Compuesto Concentracin (M) Aforada con Volumen (mL) 1.1.1. Azul de metileno 2.0x10-5 H2SO4 0,60M 500 1.2.1. cido ascrbico 1.0x10-2 Agua 25 1.2.2. cido ascrbico 2.0x10-2 Agua 25 1.2.3. cido ascrbico 3.0x10-2 Agua 25 1.2.4. cido ascrbico 4.0x10-2 Agua 25 1.2.5. cido ascrbico 5.0x10-2 Agua 25

b) Agregue 10 mL de Azul de Metileno en un tubo de ensayo que contenga 10 mL de cada solucin de cido ascrbico y observe el descoloramiento de dicha solucin. c) Al mismo tiempo anote el tiempo que tarda en realizarse dicha decoloracin. Tome como referencia un color azul plido constante. d) Prepare las siguientes soluciones, segn lo indicado en la tabla 2. Tabla 2. Soluciones requeridas para estudio del efecto de la concentracin de azul de metileno

Solucin No Compuesto Concentracin (M) Aforada con Volumen (mL) 2.1.1. cido Ascrbico 3.0x10-2 H2SO4 0,60M 500 2.2.1. Azul de metileno 4.0x10-6 Agua 25 2.2.2. Azul de metileno 8.0x10-6 Agua 25 2.2.3. Azul de metileno 1.2x10-5 Agua 25 2.2.4. Azul de metileno 1.6x10-5 Agua 25 2.2.5. Azul de metileno 2.0x10-5 Agua 25

e). Agregue 10 mL de cido Ascrbico en un tubo de ensayo que contenga 10 mL de cada solucin de Azul de Metileno y observe el descoloramiento de dicha solucin. Al mismo tiempo anote el tiempo que tarda en realizarse dicha decoloracin. Tome como referencia un color azul plido constante. Determine el orden de reaccin respecto del Azul de Metileno, cido Ascrbico y global. La constante cintica de reaccin.

Manual de Laboratorio de Fisicoqumica (Carlos Diaz-William Vallejo) 4.2 Efecto del solvente a) Prepare las soluciones segn lo indicado en la tabla 3: Tabla 3. Soluciones requeridas para estudio del efecto del solvente

Solucin No Compuesto Concentracin (M) Aforada con Volumen (mL) 1.1.1. Azul de metileno 2.0x10-5 H2SO4 0,60M 500 1.2.1. cido ascrbico 1.0x10-2 Metanol 15% 25 1.2.2. cido ascrbico 2.0x10-2 Metanol 15% 25 1.2.3. cido ascrbico 3.0x10-2 Metanol 15% 25 1.2.4. cido ascrbico 4.0x10-2 Metanol 15% 25 1.2.5. cido ascrbico 5.0x10-2 Metanol 15% 25

b) Agregue 10 mL de Azul de Metileno en un tubo de ensayo que contenga 10 mL de cada solucin de cido ascrbico y observe el descoloramiento de dicha solucin. c) Al mismo tiempo anote el tiempo que tarda en realizarse dicha decoloracin. Tome como referencia un color azul plido constante. d) Prepare las soluciones segn lo indicado en la tabla 4: Tabla 4. Soluciones requeridas para estudio del efecto del solvente

Solucin No Compuesto Concentracin (M) Aforada con Volumen (mL) 2.1.1. cido ascrbico 3.0x10-2 H2SO4 0,60M 500 2.2.1. Azul de metileno 4.0x10-6 Metanol 15% 25 2.2.2. Azul de metileno 8.0x10-6 Metanol 15% 25 2.2.3. Azul de metileno 1.2x10-5 Metanol 15% 25 2.2.4. Azul de metileno 1.6x10-5 Metanol 15% 25 2.2.5. Azul de metileno 2.0x10-5 Metanol 15% 25

e) Agregue 10 ml de cido Ascrbico en un tubo de ensayo que contenga 10 ml de cada solucin de Azul de Metileno y observe el descoloramiento de dicha solucin. f) Al mismo tiempo anote el tiempo que tarda en realizarse dicha decoloracin. Tome como referencia un color azul plido constante.

Evalu y discuta el efecto del solvente sobre la velocidad de reaccin

5. BIBLIOGRAFA [1] Denbigh, K. G. The principles of Chemical Equilibrium. 4th Edition, UK. 2002. [2] Atkins, Peter. Physical Chemistry. Oxford University Press: 6th Ed Oxford 2000. [3] Mortimer, Robert. Physical Chemistry. 3 edition. Elsevier. USA. 2008. [4] Laidler, Keith; Meiser, John. Fisicoqumica. CECSA: 1 Ed Mxico 1 997


1. OBJETIVOS

1.1 Estudiar la adsorcin sobre carbn vegetal del cido actico en disolucin acuosa 1.2 Determinar la isoterma de adsorcin del cido actico sobre carbn activado

2. INTRODUCCIN La adsorcin es uno de los fenmenos de transporte y de transferencia de masa que se da cuando existe una superficie de contacto entre un slido y un gas o un lquido y la concentracin de determinado componente de ste gas o lquido es mayor en esta superficie que en el interior del gas o lquido. De esta forma, la adsorcin est ntimamente ligada a la tensin superficial de las soluciones y la intensidad de este fenmeno depende de la temperatura, de la naturaleza y la concentracin de la sustancia adsorbida (adsorbato), de la naturaleza y el estado de agregacin del adsorbente y el fluido en contacto con el adsorbente. 3. MATERIALES Y REACTIVOS Erlenmeyer Carbn activado Bureta cido Actico Soporte, pinzas Hidrxido de sodio Embudo y papel filtro Fenolftalena

4. PROCEDIMIENTO a. Preparar 250 mL de una solucin de cido actico 2 M. Estandarizar la solucin con NaOH. b. Rotular y guardar la solucin de NaOH para utilizarla en la parte 2 del experimento. c. Preparar 100 mL de soluciones de cido actico de concentraciones: 2,0; 0,7; 0,25; 0,10; 0,05 y 0,02 N. d. Pesar 6 muestras de 2 g de carbn activado y transferirlos a los erlenmeyer y taparlos con papel aluminio. e. Transferir las soluciones de cido actico preparadas anteriormente a cada uno de los erlenmeyer f. Agitar levemente las soluciones y dejar en reposo por una semana. 5. BIBLIOGRAFA [1] Lpez, V. Tcnicas de laboratorio. Ed Edunsa; 2 edicin, Octubre 1994 [2] Becerra J., Requena G. Modelaje de la cintica de adsorcin. Ed. Acadmica Espaola, Junio 2006. [3] Laidler, Keith; Meiser, John. Fisicoqumica. CECSA: 1 Ed Mxico 1 997



Ttulo de la prctica: Adsorcin sobre carbn activado_Parte A


1. OBJETIVOS 1.1 Estudiar la adsorcin sobre carbn vegetal del cido actico en disolucin acuosa 1.2 Determinar la isoterma de adsorcin del cido actico sobre carbn activado

2. INTRODUCCIN El carbn activado es uno de los primeros adsorbentes conocidos y uno de los ms utilizados actualmente. Puede ser producido de varias maneras y sus caractersticas van a depender de la materia prima utilizada y de la forma de activacin. Para la remocin de un determinado adsorbato es importante describir los datos de equilibrio a travs de un modelo matemtico. Los datos de equilibrio son, en general, presentados en forma de isotermas de adsorcin, es decir, informacin de cantidades de adsorbato absorbido en el equilibrio en funcin de la concentracin del adsorbato en el equilibrio. Las formas de las isotermas tambin es la primera herramienta experimental para conocer el tipo de interaccin entre el adsorbato y el adsorbente. Los estudios de adsorcin en condiciones estticas se complementan con estudios de cintica de adsorcin para determinar la resistencia a la transferencia de masa y el coeficiente efectivo de difusin, as como estudios de adsorcin en columna. ISOTERMAS DE LANGMUIR:

Ceq/(x/m)= l + lKCeq x= masa de soluto (g), adsorbido por m gramos de absorbente

Ceq= concentracin de la solucin en g/L en el equilibrio de adsorcin K y l son constantes que se pueden evaluar de la grfica de Ceq/(x/m) vs Ceq

ISOTERMAS DE FREUNDLICH: (x/m)=K(Ceq)n

log (x/m)= log(K) + nlog(Ceq) n y K son constantes que se pueden evaluar de la grfica de log (x/m) vs log Ceq.

3. MATERIALES Y REACTIVOS Erlenmeyer Carbn activado Bureta cido actico Soporte, pinzas Hidrxido de sodio Embudo y papel filtro Fenolftalena

4. PROCEDIMIENTO a. Filtrar las soluciones de la prctica anterior para separar el carbn activado b. Tomar 2 alicuotas de las soluciones y valorar con NaOH preparado en la prctica anterior. c. Encuentre la isoterma que mejor se adapte al proceso de adsorcin: Langmuir y Freundlich. 5. BIBLIOGRAFA [1] Lpez, V. Tcnicas de laboratorio. Ed Edunsa; 2 edicin, Octubre 1994 [2] Becerra J., Requena G. Modelaje de la cintica de adsorcin. Ed. Acadmica Espaola, Junio 2006. [3] Laidler, Keith; Meiser, John. Fisicoqumica. CECSA: 1 Ed Mxico 1 997



Ttulo de la prctica: Adsorcin sobre carbn activado_Parte B


1. OBJETIVOS 1.1 Estudiar la adsorcin sobre carbn vegetal del Azul de Metileno en disolucin acuosa 1.2 Determinar la isoterma de adsorcin del Azul de Metileno sobre carbn activado

2. INTRODUCCIN El carbn activado es uno de los primeros adsorbentes conocidos y uno de los ms utilizados actualmente. Puede ser producido de varias maneras y sus caractersticas van a depender de la materia prima utilizada y de la forma de activacin. Para la remocin de un determinado adsorbato es importante describir los datos de equilibrio a travs de un modelo matemtico. Los datos de equilibrio son, en general, presentados en forma de isotermas de adsorcin, es decir, informacin de cantidades de adsorbato absorbido en el equilibrio en funcin de la concentracin del adsorbato en el equilibrio. Las formas de las isotermas tambin es la primera herramienta experimental para conocer el tipo de interaccin entre el adsorbato y el adsorbente. Los estudios de adsorcin en condiciones estticas se complementan con estudios de cintica de adsorcin para determinar la resistencia a la transferencia de masa y el coeficiente efectivo de difusin, as como estudios de adsorcin en columna. ISOTERMAS DE LANGMUIR:

Ceq/(x/m)= l + lKCeq x= masa de soluto (g), adsorbido por m gramos de absorbente

Ceq= concentracin de la solucin en g/L en el equilibrio de adsorcin K y l son constantes que se pueden evaluar de la grfica de Ceq/(x/m) vs Ceq

ISOTERMAS DE FREUNDLICH: (x/m)=K(Ceq)n

log (x/m)= log(K) + nlog(Ceq) n y K son constantes que se pueden evaluar de la grfica de log (x/m) vs log Ceq.

3. MATERIALES Y REACTIVOS Erlenmeyer Carbn activado Bureta Azul de MEtileno Stock (5x10-4 M) 160 ppm Soporte, pinzas Embudo y papel filtro

4. PROCEDIMIENTO a. A partir de la solucin de Azul de Metileno stock preparar las siguientes soluciones (1 por cada grupo) Tabla 1. Soluciones requeridas para estudio de adsorcin

Solucin No Compuesto Concentracin (ppm)

Volumen (mL)

1. Azul de metileno 80 50 2. Azul de metileno 50 50 3. Azul de metileno 40 50



Ttulo de la prctica: Adsorcin sobre carbn activado A-B

Manual de Laboratorio de Fisicoqumica (Carlos Diaz-William Vallejo) 4. Azul de metileno 30 50 5. Azul de metileno 5 50

b. En un erlenmeyer agregar 0,025 gramos de Carbon activado. c. Determinar la absorbancia de la solucin preparada a una longitud de 665nm. c. Agregar los 50mL de la solucin preparada al erlenmeyer que contiene el carbon activado d. Agitar el erlenmeyer suavemente. e. Determinar la absorcin de la muestra cada (dos) 2 minutos f. Medir hasta absorbancia constante. g. Encuentre la isoterma que mejor se adapte al proceso de adsorcin: Langmuir y Freundlich. 5. BIBLIOGRAFA [1] Lpez, V. Tcnicas de laboratorio. Ed Edunsa; 2 edicin, Octubre 1994 [2] Becerra J., Requena G. Modelaje de la cintica de adsorcin. Ed. Acadmica Espaola, Junio 2006. [3] Laidler, Keith; Meiser, John. Fisicoqumica. CECSA: 1 Ed Mxico 1 997

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