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Fenómenos de oxidación. Practica de laboratorio de Química ambiental.TRANSCRIPT
UNIVERSIDAD SAN FRANCISCO XAVIER – FACULTAD DE LA TECNOLOGIALABORATORIO DE QUIMICA AMBIENTAL INA 101
FENOMENOS DE OXIDACION
1. OBJETIVOS:
Caracterización al triangulo del fuego.
Caracterización al proceso de respiración.
Caracterización del proceso de fermentación.
Generalización de los procesos de combustión
2. FUNDAMENTO
2.1. ¿Qué es el fuego? Combustible, comburente (oxigeno de aire),
temperatura de ignición. Clases de fuego.
Fuego.- Del latín focus, el fuego es el calor y la luz producidos por la combustión.
El fuego nace a partir de una reacción química de oxidación y supone la
generación de llamas y la emanación de vapor de agua y dióxido de carbono.
Podría decirse que el fuego es la manifestación visual del mencionado proceso de
combustión.
Químicamente el fuego es un Proceso de reacción química rápida, fuertemente
exotérmica de oxidación-reducción, en las que participa una sustancia combustible
y una combu-rente, que se produce en condiciones energéticas favorables y en la
que se desprendecalor, radiación luminosa, humo y gases de combustión.
Combustible: Es cualquier sustancia capaz de arder en determinadas
Condiciones. Cualquier materia que pueda arder o sufrir una rápida
oxidación.Combustible es cualquier material capaz de liberar energía cuando se
oxida de forma violenta con desprendimiento de calor
Comburente: Es el elemento en cuya presencia el combustible puede arder
(normalmente oxígeno). Sustancia que oxida al combustible en las reacciones de
combustión.El comburente es cualquier sustancia que en ciertas condiciones de
temperatura y presión puede combinarse con un combustible, provocando la
combustión
El oxígeno es el agente oxidante más común. Por ello, el aire, que contiene
aproximadamente un 21 % en volumen de oxígeno, es elcomburente más habitual
en todos los fuegos e incendios.
Temperatura de ignición.- Temperatura mínima para que una sustancia arda y
se mantenga así sin necesidad de añadir calor exterior. La mínima temperatura a
la cual un combustible en aire debe ser calentado a fin de iniciar una combustión
auto sostenida independiente de la fuente de calentamiento.
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Clases de fuego.- los fuegos en cuatro clases, y le asigna a cada clase un
símbolo especial. Estos símbolos aparecen en los extintores, y permiten
determinar si el extintor es apropiado para el tipo de fuego al que se desea
aplicarlo. Estas clases son:
- Fuego clase "A"
Los fuegos clase A son aquellos que se producen en
materias combustibles comunes sólidas, como
madera, papeles, cartones, textiles, plásticos, etc.
Cuando estos materiales se queman, dejan residuos
en forma de brasas o cenizas. El símbolo que se usa
es la letra A, en color blanco, sobre un triángulo con
fondo verde
- Fuego clase "B"
Los fuegos clase B son los que se producen en
líquidos combustibles inflamables, como petróleo,
gasolina, pinturas, etc. También se incluyen en este
grupo el gas licuado de petróleo y algunas grasas
utilizadas en la lubricación de máquinas. Estos
fuegos, a diferencia de los anteriores, no dejan
residuos al quemarse. Su símbolo es una letra B, en
color blanco, sobre un cuadrado con fondo rojo.
- Fuego clase "C"
Los fuegos clase C son los que comúnmente
identificamos como "fuegos eléctricos". En forma
más precisa, son aquellos que se producen en
"equipos o instalaciones bajo carga eléctrica", es
decir, que se encuentran energizados. Su símbolo
es la letra C, en color blanco, sobre un círculo con
fondo azul.
- Fuego clase "D"
Los fuegos clase D son los que se producen en polvos o
virutas de aleaciones de metales livianos como aluminio,
magnesio, etc. Su símbolo es la letra D, de color blanco,
en una estrella con fondo amarillo.
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2.1.2 Control del fuego indeseable. extintores o extinguidores, agentes
químicos que controlan el fuego.
Control del fuego indeseable.- El control del fuego fue el primer gran paso en la
independencia del hombre respecto a la dependencia de su medio ambiente. Al
controlar el fuego el hombre domino una fuerza física poderosa y un destacado
agente químico; ya que por primera vez en la historia, una criatura de la naturaleza
pudo dirigir una de las grandes fuerzas naturales.
El control del fuego por los primeros seres humanos fue un punto de inflexión en la
evolución cultural humana que permitió que los seres humanos proliferaran debido
a la incorporación de la absorción de las proteínas y los hidratos de carbono
mediante la cocción, la actividad humana en horas nocturnas, y la protección ante
los depredadores.
Extintores o extinguidores, agentes químicos que controlan el fuego.-
Agentes extintores son aquellas sustancias
que, gracias a sus propiedades físicas o
químicas, se emplean para apagar el fuego
(generalmente en los incendios).
Modo de actuación.- A partir del triángulo o
tetraedro del fuego se puede explicar el modo
en que actúan los agentes extintores, que es
de cuatro modos, cada una de las caras del
tetraedro, o como combinación de ellos:
- Por enfriamiento (contra el calor).
- Por sofocación (aislando el combustible del comburente -del oxígeno del
aire-).
- Eliminando el combustible.
- Actuando directamente sobre la reacción química, como inhibidor.
Agentes.- Los agentes más comunes son: Agua, a chorro o pulverizada. Actúa
por enfriamiento, dado el calor específico del agua y el elevado calor latente de
vaporización que tiene. El agua pulverizada también puede actuar por sofocación
al impedir el contacto del combustible con el oxígeno.
En extintores (pulverizada), con rociadores o con bocas de incendio (a chorro en
ambos). Espuma, química o física. Actúan por enfriamiento y por sofocación,
aislando el combustible del oxígeno del aire.
Nieve carbónica (CO2 enfriado por descompresión brusca). Como los anteriores,
actúa por enfriamiento y sofocación, ya que el CO2 es más denso que el aire y no
es comburente.
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Polvo químico, o polvo BC (que es una sustancia tan conocida como el
bicarbonato). Actúa como catalizador, inhibiendo la reacción de combustión
(ejercen su poder de extinción por efecto de supresión. En extintores y con
rociadores. Polvo universal o polvo ABC. En extinto res y con rociadores.
Halogenados: eran muy efectivos, pero está prohibido su uso y fabricación porque
afecta a la capa ozono. La utilización de cada uno de ellos depende de la clase de
fuego de las materias susceptibles de incendiarse y, en muchos casos, de que el
agente no estropee los objetos no alcanzados por el fuego (como ocurriría con los
libros de una biblioteca si se utilizase agua).
2.1.3 La respiración.
La respiración es un proceso vital el cual consiste en la entrada de oxígeno al
cuerpo de un ser vivo y la salida de dióxido de carbono del mismo, así como al
proceso metabólico de respiración celular, indispensable para la vida de los
organismos aeróbicos. Según los distintos hábitats, los distintos seres vivos
aeróbicos han desarrollado diferentes sistemas de hematosis: cutáneo, traqueal,
branquial, pulmonar. Consiste en un intercambio gaseoso osmótico (o por difusión)
con su medio ambiente en el que se capta oxígeno, necesario para la respiración
celular, y se desecha dióxido de carbono y vapor de agua, como producto del
proceso de combustión del metabolismo energético.
Plantas y animales, lo mismo que otros organismos de metabolismo equivalente,
se relacionan a nivel macro ecológico por la dinámica que existe entre respiración
y fotosíntesis. En la respiración se emplean el oxígeno del aire, que a su vez es un
producto de la fotosíntesis oxigénica, y se desecha dióxido de carbono; en la
fotosíntesis se utiliza el dióxido de carbono y se produce el oxígeno, necesario
luego para la respiración aeróbica.
La reacción química global de la respiración es la siguiente:
C6 H12 O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energía (ATP)
La respiración no es solamente una actividad de los pulmones. Todo el organismo
respira a través del pulmón. Quien captura el oxígeno y quien expulsa el dióxido
de carbono es todo el organismo. Sus miles de millones de células consumen
oxígeno incansablemente para liberar de los glúcidos (azúcares) la energía
necesaria e indispensable para realizar sus actividades.La respiración humana
consta básicamente de los siguientes procesos:
- Inhalación y exhalación: la entrada y salida de aire a nuestros pulmones.
- Hematosis: intercambio gaseoso en los alvéolos pulmonares.
- Transporte de oxígeno a las células del cuerpo.
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Respiración celular.- En el proceso de inhalación, llevamos oxígeno a la sangre y
expulsamos el aire con el dióxido de carbono de desecho.
En la inhalación también llevamos consigo una gran cantidad de elementos
contaminantes y polvo, pero la nariz cuenta con una serie de filamentos (pelos)
que sirven de filtro para retener aquellos de mayor tamaño. De ahí, que se
recomienda realizar el proceso de respiración por la nariz. La boca no cuenta con
estos filtros y desde luego no está preparada para retener ese tipo de partículas
nocivas para nuestra salud.
2.1.4 Los procesos de FERMENTACION. Levaduras encimas. Sustancias
que sufren fermentación.
El proceso de fermentación :
La fermentación es un proceso catabólico (rompimiento de compuestos
complejos a compuesto sencillos) oxidativo (intercambio de electrones) de cuyo
resultado obtenemos un compuesto orgánico. El producto final varía según el
sustrato.
En los seres vivos, la fermentación es un proceso anaeróbico donde no
interviene el proceso de respiración celular. Son propias de los microorganismos,
como las bacterias y las levaduras. Aunque bajo ciertas condiciones este proceso
puede darse en el tejido muscular de los animales, esto ocurre cuando hay
insuficiencia de oxígeno a las células musculares. Bajo estas circunstancias se
produce ácido láctico, el cual se acumula en nuestros músculos y es el causante
de dolor.
La fermentación puede ser en presencia de cantidades limitadas de oxígeno, esto
se conoce como una oxidación aeróbica incompleta. Un ejemplo del producto
obtenido por este tipo de fermentación es el ácido acético a partir de etanol. Las
fermentaciones pueden ser: naturales, cuando las condiciones ambientales
permiten la interacción de los microorganismos y los sustratos orgánicos
necesarios o pueden ser artificiales, cuando el hombre favorece estas las
condiciones.
El proceso de fermentación es importante en la industria para convertir granos a
bebidas alcohólicas (el mosto en vino y la cebada en cerveza). Además, convierte
carbohidratos en CO2, esto es para hacer pan.
Tipos de fermentaciones:
1. Fermentación discontinua: Una fermentación discontinua (“batch”) puede ser
considerada como un "sistema cerrado". Al inicio de la operación se añade la
solución esterilizada de nutrientes y se inocula con el microorganismo.
A lo largo de toda la fermentación no se añade nada, excepto:
• oxígeno (en forma de aire)
• un agente antiespumante
• un ácidos o una base para controlar el pH.
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La composición del medio de cultivo, la concentración de la biomasa y la
concentración de los metabolitos cambia generalmente como resultado del
metabolismo de las células, observándose las cuatro fases típicas de crecimiento:
fase de latencia
fase logarítmica
fase estacionaria
fase de muerte
En los procesos comerciales la fermentación frecuentemente se interrumpe al final
de la fase
Logarítmica o antes de que comience la fase de muerte.
2. Fermentación alimentada: (fed-batch) Aquí los sustratos se añaden
escalonadamente a medida que progresa la fermentación.
La formación de muchos metabolitos secundarios disminuye debido a la cantidad
de glucosa que está en el medio (efecto glucosa), por esta razón en este tipo de
fermentación los elementos críticos de la solución de nutrientes se añaden en
pequeñas concentraciones al principio del proceso y continúan añadiéndose en
pequeñas dosis durante la fase de producción.
Este tipo de fermentación se utiliza en la producción de sustancias como la
penicilina.
3. Fermentación contínua: En la fermentación continua se establece un sistema
abierto. La solución nutritiva estéril se añade continuamente al tanque de
fermentación (biorreactor) y una cantidad equivalente de la solución utilizada de
los nutrientes con los microorganismos, se saca simultáneamente del sistema. El
costo de producción de biomasa mediante cultivo continuo es menor si se
compara al del cultivo discontinuo. Un ejemplo de metabolito obtenido mediante
este tipo de fermentación los esuna proteína de origen unicelular que se obtiene a
partir de n-alcanos y almidones.
Aunque muchas fermentaciones para la producción de metabolitos funcionan bien
como procesos continuos, sólo unos pocos procesos han resultado útiles para la
aplicación práctica por varias razones:
- Muchos métodos de laboratorio operan continuamente durante sólo 20 a 200
horas; para que sea de utilidad industrial el sistema debe ser estable durante al
menos 500 a 1,000 horas.
- Es difícil mantener las condiciones estériles a escala industrial a lo largo de un
largo período de tiempo.
- La composición de los sustratos debe ser constante a fin de obtener una
producción máxima. Sin embargo, la composición de las soluciones de nutrientes
industriales son variables (líquido de maceración del maíz, peptona...) lo que
puede originar cambios en la fisiología de la célula y disminuir la productividad.
- Cuando se utilizan cepas de alto rendimiento se producen mutantes
degenerados, los cuales pueden crecer en cultivo continuo más de prisa que las
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cepas de producción, dando lugar a que el rendimiento disminuya con el tiempo ya
que cada vez son menos células las que sintetizan el producto de interés.
4. Reactores de enzimas o células inmovilizadas: Consiste en pasar el medio
fresco a través de un fermentador en el cual se han inmovilizado las células o
enzimas. En el fermentador se producen las transformaciones bioquímicas que
deseamos y recuperamos el producto transformado tras su paso por la columna.
Con este sistema se eliminan los problemas de desequilibrio (estabilidad) del
sistema continuo clásico y además el producto resultante está libre de células. Sin
embargo, este tipo de fermentación presenta el inconveniente de que no todos
los microorganismos pueden inmovilizarse.
Levaduras: Las levaduras se han definido como hongos microscópicos,
unicelulares, la mayoría se multiplican por gemación y algunas por escisión. Este
grupo de microorganismos comprende alrededor de 60 géneros y unas 500
especies. Históricamente, los estudios sobre microbiología enológica se han
centrado en las levaduras pertenecientes al género Saccharomyces, que son las
responsables de la fermentación alcohólica.Las levaduras son los agentes de la
fermentación y se encuentran naturalmente en la superficie de las plantas, el suelo
es su principal hábitat encontrándose en invierno en la capa superficial de la
tierra.Las levaduras contienen una enzima que actúa en la degradación del Etanal
en Etanol llamada Alcohólico deshidrogenasa, este catalizador solo presente en la
Respiración celular anaerobia o Fermentación actúa sin la presencia del O2
atmosférico degradando al Etanal en Etanol o Alcohol etílico con participación de
la coenzima NADH.
Encimas: Las enzimas son
importantes proteínas cuya función
es acelerar la velocidad de las
reacciones químicas que se
producen en el organismo y que
son necesarias para mantener su
actividad biológica, lo cual realizan
al disminuir la energía de
activación.
Las reacciones catalizadas por enzimas ocurren a velocidades 1010 a 1014 veces
más rápidas que las no catalizadas. Por ejemplo, la ureasa acelera la hidrólisis de
la urea en la orina por un factor de 1014. Este factor significa que una reacción
catalizada que toma I segundo en producirse podría tomar un tiempo de 3 millones
de años sin estar catalizada.
Sustancias que sufren fermentación:
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Tipo de
fermentación
Productos Organismos
Alcohólica Etanol + CO2 Levadura
(Saccharomyces)
Acidoláctico Ácidoláctico Bacterias del ácido
láctico
(Streptococcus,
lactobacillus, etc)
Acidomixto Ácido láctico, ácido
acético, etanol, CO2,
H2
Bacteriasentéricas
(Escherichia,
Salmonella)
Butanediol Butanediol, ácido
láctico, ácido acético,
etanol, CO2, H2
Bacteriasentéricas
(Aerobacter, Serratia)
Ácidoburitico Ácido burítico, ácido
acético, CO2, H2
Algunosclostridios
(Clostridium
butyricum)
Acetona – butanol Acetona, butanol,
etanol
Algunosclostridios
(Clostridium
acetobutylicum)
Ácidopropiónico Ácidopropiónico Propionibacterium
Las bebidas fermentadas son aquellas que se fabrican empleando solamente el
proceso de fermentación, en el cual se logra que un microorganismo (levadura)
transforme el azúcar en alcohol.
BEBIDAS FRMENTADAS
Producto Origen
Vino Uva
Sidra Manzana
Vino de fruta Frutas diversas
Sake Arroz
Hidromiel Miel
Cerveza Cereales
Pulque Maguey
2.1.5 La combustión: Una combustión es toda reacción creada entre el material
combustible y el comburente, activados por una cierta
cantidad de energía, creando desprendiendo calor, llamado
reacción exotérmica.Los materiales sólidos, sufren una
destrucción de su estructura molecular cuando se eleva la
temperatura, formando vapores que se oxidan durante el
proceso de combustión. Los materiales líquidos, en contacto
con la cantidad de energía necesaria se vaporizan mezclándose con el
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comburente (oxígeno) para dar paso a la llama creándose así el inicio del
incendio.
Elementos necesarios para la combustión: Las combustiones dependiendo de
la velocidad de propagación, se pueden clasificar en varios tipos:
Combustiones lentas:
Las combustiones lentas no producen emisiones de
luz generando poca emisión de calor. Se suelen
producir en lugares poco ventilados con escasez de
comburente o sobre combustibles muy densos. Se
trata de fuegos muy peligrosos ya que al darse en
condiciones de poca aireación cuando entra aire
nuevo en la habitación se produce un aumento del comburente activando el
incendio rápidamente.
Rápidas:
En las combustiones rápidas se produce una gran
emisión de calor y luz con un fuego intenso. Si una
combustión es muy rápida se puede producir una
explosión. Las explosiones se consideran combustiones
instantáneas.
Podemos distinguir entre dos tipos de explosiones:
- Deflagración: La velocidad de propagación del frente de llamas no supera la
velocidad del sonido.
- Detonación: Una detonación se da cuando la velocidad de propagación del
frente de llamas es superior a la velocidad del sonido (340 m/s).
La combustión es una reacción química de oxidación, en la cual generalmente se
desprende una gran cantidad de puntos en forma de calor y luz, manifestándose
visualmente gracias al fuego, u otros.
En toda combustión existe un elemento que arde (combustible) y otro que produce
la combustión (comburente), generalmente el oxígeno en forma de O2 gaseoso.
Combustión incompleta:
La combustión se considera incompleta cuando parte del combustible no
reacciona completamente porque el oxígeno no es suficiente. Cuando una
sustancia orgánica reacciona con el oxígeno de manera incompleta formando
además de dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O) otros subproductos de la
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combustión los cuales incluyen también carbón, hidrocarburos no quemados,
como Carbono (C), Hidrógeno (H) y monóxido de carbono (CO). La combustión es
incompleta cuando hace falta oxígeno y no es suficiente a eso se le llama
combustión incompleta. En altas concentraciones los resultados de la combustión
pueden ser letales.Por otro lado, los resultados de la combustión incompleta en
algunos de los átomos de carbono se combinan con un solo átomo de oxígeno
para formar monóxido de carbono y otros subproductos potencialmente dañinos.
2.1.6 Conceptos de precipitación, clases de precipitados, sedimentación,
decantación.
CONCEPTOS DE PRECIPITACIÓN:
La palabra precipitación puede referirse a:
- precipitación (meteorología), caída de agua sólida o líquida por la condensación
del vapor sobre la superficie terrestre.
- precipitación (química), reacción química en la cual se produce un sólido a partir
de líquidos.
Mientras tanto, a instancias de la Química, una precipitación es la reacción
química que permite obtener un sólido a partir de un líquido. El resultado se
conoce como precipitado y al proceso como precipitación. Tal situación
normalmente ocurre cuando una sustancia insoluble se conforma en la disolución
como consecuencia de una reacción química o porque la disolución en cuestión ha
sido sobresaturada por la acción de algún compuesto, que no acepta más soluto
(sustancia minoritaria en una solución) y al no poder disolverlo, entonces, forma el
precipitado. Generalmente, el precipitado que se forma caerá al fondo de la
disolución, aunque también esto dependerá de la densidad que ostente el
precipitado. Técnica analítica clásica que se basa en la precipitación de un
compuesto de composición química conocida tal que su peso permita calcular
mediante relaciones, generalmente estequiométrica, la cantidad original de analíto
en una muestra.
Clases de precipitados:
Por el tamaño, el precipitado puede ser:
1. Coloidal: Estas partículas tienen un tamaño aproximado del orden de los
micrómetros, no se sedimentan, no se pueden filtrar usando medios comunes de
filtración.
2. Cristalinos: Estas partículas tienen un tamaño aproximado del orden de
milímetros, por lo tanto sedimentan con facilidad y pueden ser filtrados usando una
gran variedad de medios.
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Precipitados granulares: partículas pequeñas de forma irregular y superficie
lisa; se filtran y se lavan fácilmente pero sus partículas tienden aser porosas, se
asemejan a los sedimentos de café.
Precipitados finamente divididos: partículas muy pequeñas, son casi invisibles
a simple vista, tienen la apariencia de harina, no son deseables porque se pasan a
filtrar.
Precipitados gelatinosos: forman una masa pegajosa de apariencia similar a la
mermelada o a la gelatina, forman masas amorfas. No son deseables por lo difícil
de filtrar y atrapa impurezas de difícil eliminación al lavarlos.
SEDIMENTACIÓN.-
La sedimentación es una operación unitaria consistente en la separación por la
acción de la gravedad de las fases sólida y líquida de una suspensión diluida para
obtener una suspensión concentrada y un líquido claro.
Se pueden distinguir dos tipos de sedimentación, atendiendo al movimiento de las
partículas que sedimentan:
- Sedimentación libre: se produce en suspensiones de baja concentración de
sólidos. La interacción entre partículas puede considerarse despreciable, por lo
que sedimentan a su velocidad de caída libre en el fluido.
- Sedimentación por zonas: se observa en la sedimentación de suspensiones
concentradas. Las interacciones entre las partículas son importantes,
alcanzándose velocidades de sedimentación menores que en la sedimentación
libre. La sedimentación se encuentra retardada o impedida. Dentro del
sedimentador se desarrollan varias zonas, caracterizadas por diferente
concentración de sólidos y, por lo tanto, diferente velocidad de sedimentación.
Dependiendo de cómo se realice la operación, la sedimentación puede
clasificarse en los siguientes tipos:
- Sedimentación intermitente: el flujo volumétrico total de materia fuera del
sistema es nulo, transcurre en régimen no estacionario. Este tipo de
sedimentación es la que tiene lugar en una probeta de laboratorio, donde la
suspensión se deja reposar.
- Sedimentación continua: la suspensión diluida se alimenta continuamente y se
separa en un líquido claro y una segunda suspensión de mayor concentración.
Transcurre en régimen estacionario.
El proceso de sedimentación puede ser benéfico, cuando se piensa en el
tratamiento del agua, o perjudicial, cuando se piensa en la reducción del volumen
útil de los embalses, o en la reducción de la capacidad de un canal de riego o
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drenaje. La sedimentación es un proceso que forma parte de la potabilización del
agua y de la depuración de aguas residuales.
- Potabilización del agua
En la potabilización del agua, el proceso de sedimentación está gobernado por la
ley de Stokes, que indica que las partículas sedimentan más fácilmente cuanto
mayor es su diámetro, su peso específico comparado con el del líquido, y cuanto
menor es la viscosidad del mismo. Por ello, cuando se quiere favorecer la
sedimentación se trata de aumentar el diámetro de las partículas, haciendo que se
agreguen unas a otras, proceso denominado coagulación y floculación.
- Tratamiento de las aguas residuales
En el tratamiento de las aguas residuales, este proceso se realiza para retirar la
materia sólida fina, orgánica o no, de las aguas residuales, aquí el agua pasa por
un dispositivo de sedimentación donde se depositan los materiales para su
posterior eliminación, el proceso de sedimentación puede reducir de un 20 a un 40
% la DBO51 y de un 40 a un 60 % los sólidos en suspensión.
- Dispositivos sedimentadores
Los dispositivos construidos para que se produzca la sedimentación en ellos son:
Desarenador: Diseñado para que se sedimenten y retengan sólo partículas
mayores de un cierto diámetro nominal y en general de alto peso específico
(arena);
Sedimentadores o decantadores, normalmente utilizados en plantas de
tratamiento de agua potable, y aguas residuales o servidas;
Presas filtrantes: destinadas a retener los materiales sólidos en las partes altas de
las cuencas hidrográficas.
DECANTACIÓN: La decantación, es uno de los métodos de separación de
mezclas que sirve para separar solidos de líquidos y líquidos no miscibles. En el
primer caso el sólido se sedimenta (por su mayor peso), luego se inclina el
recipiente y dejando escurrir el líquido en otro recipiente queda sólo el sólido
sedimentado.
También se puede emplear el método del sifón, que consiste en un tubo doblado
de tal modo que la rama más corta se introduce en el líquido de la mezcla ya
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sedimentada y se aspira por la rama más larga para hacer el vacío parcial en el
interior del tubo, con lo cual la presión atmosférica empuja al líquido separándolo
del sedimento.
Usos:
La decantación es un proceso importante en el tratamiento de las aguas
residuales. La sedimentación es la solución natural de los sólidos suspendidos en
el agua: (arena y materia orgánica)La decantación es un proceso físico de
separación de mezclas, especial para separar mezclas heterogéneas, estas
pueden ser exclusivamente líquido - líquido o sólido - líquido.
Esta técnica se basa en la diferencia de densidades entre los dos componentes,
que hace que dejándolos en reposo se separen quedando el más denso arriba y el
más fluido abajo.
Para realizar esta técnica se utiliza como instrumento principal un embudo de
decantación, que es de cristal y está provisto de una llave en la parte inferior.
3. PRACTICA DEL EXPERIMENTO
3.1 Obtención de agua de cal
Disponiendo de un trozo de cal viva, clocando en un
recipiente desechable que contenga agua potable a
tres cuartos de su volumen, remover el sistema con
una espátula y dejar reposar por unas 8 horas,
separar la parte liquida de la fracción sedimentada
(decantación). El líquido transparente e incoloro
almacenarlo en una botella desechable pequeña,
haciendo que el aire sobrante en él, sea el mínimo cuando se o tape. El contenido
es el agua de cal una solución diluida de hidróxido de calcio.
Pasado cierto tiempo de la preparación de agua de cal se llegó a separar o se
sedimento la cal dejando en la parte superior un área cristalina la cual es llamada
agua de cal.
3.2Fermentación alcohólica
Disponer de uso 30ml de chicha; bebida alcohólica obtenida del maíz ,colocarlo en
una botella desechable de dos litros de capacidad, colocar al mismo unas cuatro
cucharadas de azúcar, tapar la botella con una tapa que contenga el dispositivo
regulador de flujo de gas, dejar fermentar 7 días, en los cuales el azúcar se
convierte e alcohol. En el sistema se genera dióxido de carbono; gas carbónico.
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3.3Combustión de una vela
Con la ayuda de un palito de fosforo encender una vela (principal componente la
esterlina). Tapar en forma parcial con un vaso de vidrio la vela encendida para
controlar el vértice del comburente y verificar que uno de los productos es vapor
de agua.
Del sistema de fermentación
alcohólica (generador de gas
carbónico) llenar en vaso de
precipitado con gas carbónico que
desplaza el aire por ser más
pesado; gas insípido, incoloro,
inodoro, no identificable, vaciar
sobre la llama de la vela, esta
debe apagarse.
Acercar dos palitos de fósforos: uno húmedo y otro seco, a la llama de la vela, por
unos segundos ¿Cuál arde?
Pudimos observar que el palito de fosforo húmedo no logra encenderse, pero el
que estaba seco se enciende sin ningún problema.
.3.4 Identificación del gas carbónico
Colocar en tres tubos de ensayo hasta la cuarta parte de su volumen agua de cal;
solución diluida e hidróxido de calcio.
Al primer tubo hacer burbujear el gas contenido en el sistema de fermentación
alcohólica, observar la aparición de un precipitado.
El segundo tubo con ayuda de una tripa, manguera delgada, soplar aire expirando,
observar la aparición de un preciptado.
Al tercer tubo proceder de forma similar al primer tubo a partir de un sistema de
generador de gas que contenga cualquier cola; refresco carbonatado, la aparición
de un sólido blanquecino indica la presencia de carbonato de calcio.
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3.5Combustión espontánea de la glicerina
Sobre polvo de permanganato de potasio dejar caer una a dos gotas de glicerina.
Anotar sus observaciones.
Al entrar en contacto el permanganato de potesio con la glicerina esta debio haber
producido una llama mas no fue asi porque el reactivo usado ( glicerina) no
eastaba en buenas condiciones.
3.6Combustión espontánea del etanol
Disponer de cotonetes o bien sujeto a un palio de helado empapado de alcohol.
Sobre polvo de permanganato de potasio dejar caer unas gotas de ácido sulfúrico
concentrado; en la reacción se produce sulfato manganoso y ozono.
Rozar el algodón empapado en alcohol sobre el sistema de reacción
permanganato de potasio – ácido sulfúrico.
Al exponer los dos cotonetes empapados con alcohol al sistema de permanganato
de potasio – ácido sulfúrico, inmediatamente se produjo una llama potente; ya que
esta reacción KMnO4 – H2SO4 es una reacción que desprende fuego o calor.
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3.7¿Qué estado de la materia arde?
En un tubo de ensayo colocar un trozo de parafina (vela, principal componente la
estearina) tapar el mismo con u tapón de tubo de desprendimiento, acercar la
llama de mechero bunsen y calentarlo a ebullición.
A los vapores que salen del tubo de desprendimiento acercar la llama de un palito
de fosforo, observar y registrar el fenómeno.
Obsérvanos que al exponer el tubo de ensayo que contenía parafina al fuego,
esta empieza a desprender un gas, identificado como estearinia gaseosa ; al
exponer en este gas un palito de fosforo encendido esta se enciende formando
una llama color naranja mui intensa.
El estado que realmente arde es el estado “gaseoso”.
4 CALCULOS
Reacción del experimento 3.1 (Obtencioon de Agua de Cal)
Agua H 2O
Cal viva: CaCO3 CaO+ CO2
Cal apagada: CaO + H2O Ca (OH)2 + 15540 cal. > (Reacción exotérmica)
El CaO reacciona con el agua desprendiendo mucho calor, esta reacción es
conocida como el agua de cal. El producto de la reacción es el hidróxido cálcico,
Ca(OH)2, y se llama cal apagada.
Reacción del experimento 3.2 (Fermentación alcohólica)
La fermentación alcohólica es el proceso de reacción cuando los carbohidratos
que se encuentran en este caso en la chicha de maíz, se hidrolizan para
convertirse en azúcar y estas azucares a su vez se convierten en alcohol, por lla
fermentación producida por levaduras y enzimas.
Como resultado de la fermentación alcohólica o acética se genera CO2.
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Reacción del experimento 3.3 (combustión de una vela)
Estearina: C57H110O6; la estearina está compuesta por carbono e hidrogeno.
Debido a que la combustión de una vela es incompleta, este tipo de combustión
desprende gran cantidad de carbono al medio ambiente, también desprende
Vapor de agua H2O, Gas carbónico CO2 y CO.
Reacción del experimento 3.4 (identificación de gas carbónico)
Agua de cal CaO + H2O Ca (OH)2 + 15540 cal
Resultados de búsqueda CaCO3
Hidróxido de calcio Ca (OH)2: En las dos pruebas realizadas al hacer burbujear las
dos muestras se observó la formación de un precipitado el cual es identificado
como CaCO3
Reacción del experimento 3.5 (combustión espontánea de la glicerina)
Permanganato de potasio KMnO4
Glicerina C3H8O3
KMnO4 + C3H8O3 >se produce un burbujeo, la reacción es violenta.
Reacción del experimento 3.6 (combustión espontánea del etanol)
Alcohol C2H5OH
Permanganato de potasio KMnO4
Ácido sulfúrico H2SO4
Se produce:
Sulfato manganoso MnSO4
KMnO4 + H2SO4 + C2H5OH > reacción exotérmica
Reacción del experimento 3.7 (que estado de la materia arde)
Parafina Cn H2n+2
Esterina C57H110O6
Arden si están en estado gaseoso.
5 CONCLUIONES
UNIV. Luz Clarita Nuñez.-
Al llevar a cabo la realización de la práctica se obtuvo resultados favorables ya
que se cumplió con todos los objetivos propuestos; no obstante su tubo algunas
limitaciones en cuanto al material de laboratorio y las sustancias utilizadas; tal es
el caso da la glicerina la cual no estaba en buen estado por tanto no se obtuvo un
resultado satisfactorio en este caso.
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Para poder lograr resultados favorables y demostrar la veracidad de los procesos
realizados se tuvo sumo cuidado en el manejo de materiales y reactivos; tomando
y llevando a la práctica las reglas de seguridad que se debe tener al realizar
cualquier experimento en un laboratorio de química.
Esta práctica fue satisfactoria ya que también se pudo demostrar el proceso y los
tres vértices del triángulo del fuego, los procesos de combustión, respiración y
fermentación, logrando diferenciar las características de cada uno de estos;
también se identificó los procesos de oxidación que cada experimento sufrió
cuando fueron realizados.
UNIV. Pamela Alina Conde Morales.-
En general se tuvo un trabajo de laboratorio satisfactorio puesto que pudimos
realizar los objetivos de la práctica, pero haciendo referencia a cada una de los
objetivos, se indica lo siguiente:
Caracterización al triangulo del fuego.
Se identificó correctamente los componentes del triangulo del fuego, pero se
pudo identificar que el mechero, ya no cumplía correctamente su función ya
que la entrada de oxigeno y de gas no se encontraba en balance lo que
ocasionaba una combustión incompleta y daba como resultado un fuego que
no era óptimo para un correcto trabajo de laboratorio.
Caracterización del proceso de fermentación.
En el proceso de fermentación trabajamos con la chicha, que fue preparada
con tiempo de anticipación para que el día de la práctica ya hay desprendido
sufieciente gas CO2 que nos fue útil para los diversos experimentos sin
embargo, se pudo comprobar que el gas acumulado en la botella no fue
suficiente.
Generalización de los procesos de combustión
Pudimos como es necesario que se cumpla el triángulo del fuego para un
proceso de combustión, pero como conclusión cabe resaltar que al ser el CO2
mas pesado que el aire, este por ejemplo en el experimento de la combustión
de la vela, se desplazaba hacia al fondo y actuaba como lo que es, un gas
sofocante.
Finalmente, se puede decir que es preciso tener buenas condiciones de
laboratorio y preparar el material con anticipación, ya que por ejemplo en el caso
de la chicha y el agua de cal estas debían ser preparadas con anticipación, para
poder realizar bien el experimento y no tropozar con el problema de tener las
cantidades sufientes de gas o de agua de cal. Sin embargo con un poco de
ingenio se pudieron resolver todos estos problemas y se explico perfectamente
todos los puntos de interés.
BIBLIOGRAFIA
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QUÍMICA ANALÍTICA GENERAL. TEMA 3. EQUILIBRIOS DE PRECIPITACIÓN (2). Métodos gravimétricos de análisis. Universidad Central de Venezuela. Facultad de Ciencias.
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