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El laboratorio de química

 

Como toda actividad, el trabajo en el laboratorio necesita de ciertos materiales y técnicas que permitan llevar a cabo los experimentos planeados.

Materiales de laboratorio:

En el laborotario, el químico utiliza una serie de materiales que ha ido perfeccionado en el tiempo para facilitar su trabajo y lograr una mayor precisión en sus mediciones.
Tenemos materiales de vidrio, como los vasos de precipitado, probetas, tubos de ensayo, pipetas y matraces de Erlenmeyer. Otros corresponden a materiales de medida, como la balanxza, densímetro y termómetro. Los materiales de uso general comprenden el mechero Bunsen, y los equipos para filtrar y destilar.
Técnicas de laboratorio en el laboratorio de química son de uso común las técnicas para el calentamiento, sepración y purificación de sustancias. También, es importante que conozcas algunas precauciones para manipular los reactivos.
a) Técnica para el calentamiento de sustancias: Una de las herramientas más poderosas que ha usado el hombre es el fuego. Por ello, en un laboratorio de química, el instrumento más usado para el calentamiento y combustión de sustancias es el mechero Bunsen que funciona con gas licuado

b) Técnicas para la separación y purificación de sustancias: Los químicos disponen de una serie de técnicas para separar e identificar los componenetes de mezclas como estas, sin alterar su composición. Saben así la importancia de cada uno de ellos y con esta información crean productos de mejores características.

A continuación te describiremos las tácnicas más usadas por los químicos:

Filtración: A través de materiales porosos como el papel filtro, algodón o arena se puede separar un sólido que se encuentra suspendido en un líquido. Estos materiales permiten solamente el paso del líquido reteniendo el sólido. Esta operación se llama filtración.

Filtración simple

Filtración al vacío

Extracción: Esta técnica de separación se basa en las diferentes afinidades de los componentes de las mezclas en dos solventes distintos y no solubles entre sí. Es una técnica muy útil para aislar cada sustancia de sus fuentes naturales o de una mezcla de reacción. La técnica de extracción simple es la más común y utiliza un embudo especial llamado embudo de decantación y se siguen las siguientes etapas:

  • Asegúrate que la tapa y la llave del embudo esten bien ajusrados y lubricados.
  • Con ayuda de una bagueta, disuelve la mezcla que vas a separar en un solvente orgánico insoluble en agua. Puede utilizar éter, bencina o diluyente de pinturas.
  • Transfiere la mezcla disuelta al embudo, lava el vaso que contenía la mezcla con el mismo solvente utilizado y viértela en el embudo.
  • Echa al vaso un volumen de agua similar a de la mezcla disuelta y pásala al embudo. Según sea el caso podrías añadir los solventes (orgánico y agua) en el orden inverso al enunciado.
  • Tapa el embudo, inviértelo y abre la llave para eliminar la presión en el interior. Cierra la llave y agita la mezcla enérgicamente durante 1 o 2 minutos. Luego déjalo en reposo hasta que onbesreves claramente las 2 fases; algunos componenetes de la mezcla se distribuiraán en la fase acuosa y otros, en la orgánica.
  • Abre la llave y deja correr la fase líquida inferior hacia el vaso, y cierra la llave para retener la fase superior: Luego retira la fase superior por la boca del embudo, para prevenir posibles contaminaciones, y conérvala en su vaso.
  • Deja ambos vasos en un lugar tranquilo para que el solvente se evapore lentamente a temperatura ambiente.

El residuo obtenido de las dos fases, la del agua y la orgánica, te permiten obtener, por separado, las sustancias que componían la mezcla original.

Destilación: Técnica utilizada para purificar un líquido o separar los líquidos de una mezcla líquida. Comprende dos etapas: transformación del líquido en vapor y condensación del vapor. La destilación simple es la técnica más utilizada para separar los líquidos que tienen distintos puntos de ebullición. Para utilizarla debemos tener en consideración lo siguiente:

  • Ajusta el equipo de destilación, pero no lo cierres en forma hermética.
  • Llena el balón de destilación con el líquido que vas a destilar hasta un volumen máximo de 2/3 de su capacidad.
  • Asegúrate que el agua esté circulando por el refrigerante.
  • Enciende el mechero debajo del balón y comienza a calentarlo a fuego lento hasta que el líquido empiece a hervir.
  • Mide la temperatura de ebullición. En este momento notarás que el vapor asciende, se condensa en las paredes del refrigerante y el líquido escurre hacia el matraz colector. Llamaremos a este líquido, destilado. Los componentes menos volátiles y los sólidos permanecerán como residuo en el líquido.

Cromatografía: Técnica que permite separar los componentes de una mezcla haciéndola pasar a través de un medio adsorbente (adhesión a una superficie). Una de las más sencillas es la cromatografía en papel que emplea como medio adsorbente papel filtro y como solvente un líquido. Los distintos componentes se separan debido a que cada uno de ellos manifiesta diferentes afinidades por el papel filtro o por el disolvente. A continuación se describen las etapas de esta técnica:

  • Corta un trozo de papel de unos 5 cm de ancho y de largo adecuado al recipiente que vas usar.
  • Disuelve la muestra en el mínimo volumen de solvente.
  • Con ayuda de un tubo capilar u otro elemento de punta fina aplica una o más gotas a unos 2 cm de la base del papel. La aplicación de la muestra en el papel debe quedar sobre la superficie del solvente.
  • Sostén el papel por medio de un alambre en un vaso de precipitado que contiene el solvente hasta ka altura de 1 cm y tápalo con un vidrio de reloj.
  • Observa el desarrollo de la cromatografía y verás que, a medida que el solvente sube por el papel, disuelve los componentes de la muestra y la arrastra con él. Alguno de los componentes son más fuertemenete absorbidos y retenidos por el papele que otros, por lo cual se mueven a distintas velocidades, dejando varias manchas.
  • Si separas mezclas incoloras puedes colorearlas por medio de determinados reactivos químicos

En la aplicación de las técnicas descritas no se alteran las propiedades de los componentes de la mezcla.

Tamizado: Este método de separación es uno de los más sencillos y consiste en hacer pasar una mezcla de sólidos, de distinto tamaño, a través de un tamiz. Los granos más pequeños atraviesan el tamiz y los más grandes son retenidos.

c) Manipulación de reactivos: Cuando trabajas con reactivos químicos en el laboratorio debes manipularlos en la forma adecuada:

  • Antes de abrir un frasco con reactivo, lee la etiqueta. Los productos peligrosos vienen señalados con la identificación correspondiente.
  • Tapa los reactivos después de haberlos usado y déjalos en el lugar indicado.
  • Evita el contacto directo con los reactivos. Si alguno toca tu piel, lava la superficie con abundante agua y jabón.
  • No degustes ni huelas productos químicos.
  • No mezcles reactivos al azr sin saber la reacción que podrían provocar.
  • No calientes productos inflamables en recipientes abiertos, ni los trasvasijes cerca de un mechero encendido.
  • No añadas nunca agua sobre un ácido concentrado. Para preparar un ácido diluido, se añade el ácido concentrado con un pipeta, en pequeñas cantidades sobre el agua, agitando constantemente.

Info. de http://iquimica.blogspot.com/ del Prof. J. Diaz

Naturaleza, estructura y composición química del agua

 

Hace fines del siglo XVII, el agua era considerada un elemento, es decir, una sustancia formada por una sola clase de átomos. Sin embargo, en 1781, el químico inglés Henry Cavendish demostró que el agua se formaba durante la combustión del gas hidrógeno. Cavendish afirmaba: si el hidrógeno arde es porque reacciona con el oxígeno del aire formando el agua. Ahora bien, como las propiedades del agua son distintas a las de los gases hidrógeno y oxígeno (ambos elementos), el agua no es una mezcla: es un compuesto (sustancias formadas por distintas clases de átomos). En la actualidad, a través de un proceso llamado hidrólisis es posible demostrar que los elementos constitutivos de agua son el H y O. El procedimiento consiste en descomponer el agua, aplicando corriente eléctrica para obtener hidrógeno y oxígeno gaseoso.
La estructura de la molécula del agua está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno los cuales se unen a través de un enlace covalente polar, dando como resultado una molécula de geometría angular, es decir, los átomos de hidrógeno están separados por un ángulo de 105º.
Por otra parte, como sabemos, su fórmula química es H2O, que nos indica que la proporción de hidrógeno y oxígeno en la molécula de agua es 2: 1.
Si comparamos los átomos de H y O, veremos que este último es un átomo de mayor tamaño, y por lo mismo, tiene más electrones o densidad electrónica que el átomo de hidrógeno. Esta característica determina que la molécula de agua sea polar, es decir, sobre el átomo de oxígeno hay una densidad electrónica mayor que genera una carga parcial negativa.
Del mismo modo que existen las uniones interatómicas, hay otras: las uniones intermoleculares, que permiten mantener unidas las moléculas de un compuesto. Dadas las características de polaridad de la molécula de agua, la unión se establece por medio de una fuerza de atracción intermolecular llamada enlace por puente de hidrógeno.

Historia del Mol

Por: Anthony Carpi, Ph.D.

Comúnmente nos referimos al número de objetos en un mol, o sea, el número 6.02 x 1023, como el número de Avogrado. Amadeo Avogrado fue un profesor de física italiano que propuso en 1811 que los mismos volúmenes de gases diferentes a la misma temperatura, contienen un número igual de moléculas. Alrededor de 50 años después, un científico italiano llamado Stanislao Cannizzaro usó la hipótesis de Avogradro para desarrollar un grupo de pesos átomicos para los elementos conocidos, comparando las masas de igual volumen de gas. Sobre la base de este trabajo, un profesor de secundaria austríaco llamado Josef Loschmidt, calculó el tamaño de una molécula en cierto volumen de aire, en 1865, y eso desarrolló un estimado para el número de moléculas en un volumen dado de aire. A pesar de que estas antiguas estimaciones habían sido definidas desde entonces, ellas indujeron al concepto del mol - a saber, la teoría de que en una masa definida de un elemento (su peso atómico), hay un número preciso de átomos - el número de Avogrado.

El Mol

Puesto de manera simple, el mol representa un número. Tal como el término ’docena’ se refiere al número 12, el mol representa el número 6.02 x 1023 (Si está confundido por la forma de este número consulte la lección sobre la notación científica.)

¡Este si que es un número alto! Mientras que una docena de huevos puede convertirse en una rica tortilla de huevos, un mol de huevos puede llenar todos los océanos de la tierra más de 30 millones de veces. Reflexione sobre esto, le tomaría a 10 billones de gallinas poniendo 10 huevos por día más de 10 billones de años poner un mol de huevos. Por consiguiente, ¿por qué usaríamos para empezar un número tan alto? Ciertamente, la tienda local de donuts no va a ’super-aumentar’ la docena de donuts al darle un mole de estas golosinas.

El mol se usa cuando se habla sobre números de átomos y moléculas. Los átomos y las moléculas son cosas muy pequeñas. Una gota de agua del tamaño del punto al final de esta oración contendría 10 trillones de moléculas de agua. En vez de hablar de trillones y cuatrillones de moléculas (y más), es mucho más simple usar el mol.

 

Guía Temática - marzo a junio 2005-06

Guía Temática - marzo a junio 2005-06

FECHA
TEMAS
RECURSOS
martes,  21 de marzo
Bienvenida
Introducción al curso
Repaso Quím. 2010
Guía Temática
Libro de Texto
Ejercicios de grupo
jueves, 23 de marzo
Continuación Repaso Quím. 2010

martes, 28 de marzo
Escritura y balanceo de ecuaciones químicas
Libro de Texto
Capítulo 3 secciones 2.9 y 2.10
jueves, 30 de marzo
Peso Molecular y Peso Fórmula
Concepto de Mol

Libro de Texto Capítulo 3 secciones 3.1-3.2

Prueba Corta #1
martes, 4 de abril  y jueves , 6 de abril
Determinación de formulas químicas
Estequiometría

Libro de Texto

Capítulo 4 secciones
3.3,3.4,3.5,3.6,3.7,3.8
Ejercicios de grupo
martes, 11 de abril
REPASO EXAMEN #1
martes , 18 de abril
Examen #1
jueves, 20 de abril
Teoría iónicas de soluciones
Libro de Texto
Capítulo 4
Sección 4.1
martes 25, de abril
Ecuaciones moleculares e iónicas
Libro de Texto
Capítulo 3
Sección 4.2
jueves, 27 de abril
Reacciones de precipitación
Reacciones acido-base
Libro de Texto
Capítulo 3 Sección 4.3
martes, 2 de mayo
Reacciones de oxidación –reducción
Libro de Texto
Capítulo 3 Sección  4.5
martes 9  y jueves , 11 de mayo
Trabajando con soluciones

Libro de Texto
Capítulo 4 Sección  4.7,4.8,4.9,4.10
martes, 16 de mayo
REPASO EXAMEN #2
jueves, 18 de mayo
Examen #2
martes, 23  y jueves, 25 de mayo
Electroquímica
Celdas Galvánicas
Celdas Electrolíticas
Semireacciones
martes, 30 de mayo
Radioactividad, reacciones nucleares
Fisión y fusión
Internal Combustion Engines
jueves 1de junio
Hidrocarburos y sus derivados
martes 6, jueves  8 y martes,13 de junio
Metalurgia
Grupos I, II, III, IVA
Libro de Texto
Capitulo 22 – 23
Presentaciones Orales
Prueba Corta #3
Química de los no metales
Grupos V, VI, VII,VIIIA
Propiedades Elementos de transición
jueves 15 de junio
Repaso Examen final
martes 20 de junio
Aclaración de preguntas y dudas examen final 
Entrega Trabajo de Investigación
jueves 22  de junio
Examen Final