actualizacion del manual de practicas de laboratorio
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UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERIA QUMICA
ACTUALIZACIN DEL MANUAL DE PRCTICAS DEL LABORATORIO DE FISICOQUMICA PARA EL PROGRAMA
EDUCATIVO DE INGENIERA QUMICA
TRABAJO PRCTICO- EDUCATIVO
PARA ACREDITAR LA EXPERIENCIA
EDUCATIVA:
EXPERIENCIA RECEPCIONAL
PRESENTA:
ALEJANDRO LPEZ ARAUJO
ASESOR:
M. C. B. Ma. ROCO HERNNDEZ SUREZ
XALAPA, EQUEZ. VER; MARZO DEL 2011
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NDICE
INTRODUCCIN .......................................................................................................................... 3
OBJETIVOS ................................................................................................................................. 5
MEDIDAS DE SEGURIDAD ...................................................................................................... 6
INSTRUCTIVO PARA ELABORAR REPORTES ................................................................. 14
PRCTICA NO. 1 PRESIN .................................................................................................... 17
PRCTICA NO. 2 TEMPERATURA ....................................................................................... 25
PRCTICA NO.3 VOLUMEN ................................................................................................... 32
PRCTICA NO.4 DENSIDAD .................................................................................................. 39
PRCTICA NO.5 TENSIN SUPERFICIAL .......................................................................... 50
PRCTICA NO.6 VISCOSIDAD .............................................................................................. 59
PRCTICA NO.7 CAPACIDAD TRMICA ............................................................................ 71
PRCTICA NO.8 CALOR ESPECIFICO DE SLIDOS ...................................................... 77
PRCTICA NO.9 EQUIVALENCIA CALOR-TRABAJO ..................................................... 82
PRCTICA NO.10 CALOR DE COMBUSTIN .................................................................... 89
PRCTICA NO.11 CALOR LATENTE ................................................................................... 94
PRCTICA NO.12 CONSTANTE DE EQUILIBRIO ........................................................... 101
PRCTICA NO.13 EQUILIBRIO QUMICO Y EL PRINCIPIO DE LE CHATALIER ..... 107
PRCTICA NO.14 EQUILIBRIO LQUIDO-VAPOR .......................................................... 114
PRCTICA NO.15 EQUILIBRIO LQUIDO-LQUIDO ........................................................ 121
PRCTICA NO.16 EQUILIBRIO SLIDO-LQUIDO ......................................................... 125
PRCTICA NO.17 CINTICA QUMICA .............................................................................. 131
PRCTICA NO.18 ELECTROQUMICA .............................................................................. 139
PRCTICA NO.19 DETERMINACIN DE LA CONSTANTE UNIVERSAL R ............. 147
PRCTICA NO.20 CONDUCTIVIDAD ELCTRICA .......................................................... 155
PRCTICA NO.21 ENTROPA ............................................................................................. 159
CONCLUSIONES ..................................................................................................................... 165
ANEXOS .................................................................................................................................... 166
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INTRODUCCIN
La ciencia es una actividad eminentemente prctica, adems de terica, lo cual
hace que en su enseanza el laboratorio sea un elemento indispensable. El
objetivo fundamental de los trabajos prcticos es fomentar una enseanza ms
activa, participativa e individualizada, donde se impulse el mtodo cientfico y el
espritu crtico. De este modo se favorece que el alumno desarrolle habilidades
al aplicar las tcnicas elementales y se familiarice con el manejo de los equipos
y sustancias requeridas en cada una de ellas. El enfoque que se dar a los
trabajos prcticos va a depender de los objetivos que queramos conseguir tras
su realizacin, la realizacin de estos trabajos prcticos permite poner en crisis
el pensamiento espontneo del alumno al aumentar la motivacin y la
comprensin respecto a los conceptos y procedimientos cientficos. Esta
organizacin permite la posibilidad de relacionarse continuamente entre ellos y
con el profesor, para que esto funcione adecuadamente es aconsejable conocer
bien el planteamiento, y mediante el uso de la imaginacin y de este
conocimiento intentar sacar partido de la deficiente dotacin de material de
laboratorio con la que se cuenta.
A lo largo de la historia los trabajos prcticos han ido evolucionando en su
concepcin. Las primeras prcticas de laboratorio en educacin se realizaron en
1865 y tenan la finalidad de facilitar el aprendizaje de la qumica en el Royal
College of Chemistry. En este caso los trabajos prcticos se utilizaban para
adquirir habilidades prcticas para uso y manipulacin de aparatos, para el
aprendizaje de tcnicas experimentales y como una forma de ilustrar o
comprobar experimentalmente hechos y leyes cientficas. En los aos setenta se
propone que los trabajos prcticos consistan en actividades de descubrimientos
de hechos, conceptos y leyes mediante el uso de los procesos de la ciencia en
situaciones guiadas por el profesor. Esta es una concepcin ms autnoma, ya
que no se pone nfasis en las conclusiones de tipo conceptual a las que hay que
llegar, sino en el proceso de investigacin. Los trabajos prcticos deben
reservarse solo para la adquisicin de habilidades prcticas y para poner a los
estudiantes en situacin de resolver problemas. En la Universidad Veracruzana,
el programa educativo de Ingeniera Qumica incluye la experiencia educativa
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Laboratorio de Fisicoqumica, esta tiene un valor curricular de tres crditos
producto de tres horas de prctica en el laboratorio. La experiencia educativa de
Laboratorio de Fisicoqumica se ubica en el rea de formacin disciplinar, esta
comprende aspectos prcticos, con la finalidad de comprobar los fundamentos
tericos-metodolgicos de las experiencias educativas de Termodinmica,
Equilibrio Fsico y Qumico, Electroqumica y Fenmenos de Superficie y en
procesos tales como, destilacin, combustin, crioscopa, disolucin, adsorcin,
conductividad, cintica de reacciones y macromolculas, proponiendo las
habilidades que los estudiantes deben desarrollar, las actitudes que deben
asumir y fomentando sobre todo su inters por la investigacin. En los libros de
textos de Fisicoqumica, es muy poco lo que tratan acerca del trabajo en el
laboratorio. Los manuales de laboratorio, que se enfocan precisamente en lo
prctico de la qumica, en ocasiones resultan demasiados extensos o se
incluyen prcticas en las que se requieren materiales y equipos difciles de
conseguir.
El Laboratorio de Fisicoqumica promueve el desarrollo del saber hacer del
estudiante, en ste se maneja y hace uso del diferente material y equipo para
caracterizar los materiales y desarrollar procesos qumicos. Un aspecto
relevante del trabajo de laboratorio es comprobar si el resultado a que se llega,
despus de seguir un procedimiento, es el correcto, relacionando el
conocimiento terico con la prctica; adems el trabajo de laboratorio se realiza
en equipo, fomentndose la colaboracin, responsabilidad, respeto y tolerancia
con los dems alumnos que cursan la experiencia educativa.
Este trabajo corresponde a la actualizacin del Manual de Laboratorio de la
experiencia educativa Fisicoqumica del programa educativo Ingenieria Qumica
de la Universidad Veracruzana que a partir del ao 2007 peridicamente se est
revisando y proponiendo prcticas acordes a los temas tratados en las
experiencias educativas relacionadas al Laboratorio de Fisicoqumica. La
importancia de esta actualizacin consiste en promover cada vez ms el
desarrollo de habilidades de los estudiantes.
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PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Las prcticas realizadas en el Laboratorio de Fisicoqumica ha puesto de
manifiesto la siguiente problemtica:
No existe una secuencia de acuerdo a los temas en el actual manual de
Laboratorio de Fisicoqumica, los cuales sirven como base para la
formacin del estudiante del programa educativo de Ingeniera Qumica.
En algunas de las prcticas no se obtiene el resultado esperado al
desarrollar el procedimiento propuesto.
El Laboratorio de Fisicoqumica apoya a varias Experiencias Educativas
que resulta difcil abarcar todos los contenidos en el manual.
OBJETIVO GENERAL
Actualizar el manual de prcticas de laboratorio para la experiencia
educativa Laboratorio de Fisicoqumica del programa educativo Ingeniera
Qumica.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Establecer un plan para la reestructuracin y ordenamiento de las
prcticas de acuerdo a los contenidos de las experiencias educativas que
apoya.
Ejecutar cada una de las prcticas en el laboratorio para hacer las
observaciones correspondientes y documentar los resultados obtenidos.
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MEDIDAS DE SEGURIDAD EN EL LABORATORIO
El laboratorio de Fisicoqumica es un lugar muy importante donde se verifican,
en forma experimental, los principios bsicos de la Fsica, Qumica y de la
Termodinmica. Por lo tanto es indispensable contar con el equipo de proteccin
y seguridad adecuados, y cumplir con el reglamento de la institucin educativa.
Sabemos que el equipo de seguridad y sus conocimientos, as como la atencin
a cada detalle, son indispensables para su rendimiento. La atencin a la
seguridad es un aspecto muy importante cuando se trabaja en el laboratorio. El
trabajo en el laboratorio lo expone a una amplia variedad de productos qumicos,
muchos de ellos peligrosos. Adems de estos riesgos, tambin se enfrenta a
otros peligros entre los que se incluyen: incendios, explosiones, reacciones,
equipo peligroso y quemaduras. Es importante aplicar el sentido comn al
momento de seguir las recomendaciones de seguridad que se proporcionan,
para un mejor desempeo en el laboratorio. Como estudiante tienes derecho de
saber acerca de los peligros con los que se trabaja, y la manera en la que se
puede reducir el riesgo. Tambin es tu derecho y responsabilidad usar esta
informacin cada vez que trabajes en el laboratorio. Trabajar con reactivos
qumicos es especialmente complicado en un laboratorio, ya que frecuentemente
se utilizan diferentes sustancias en pequeas cantidades.
A continuacin se indican algunos pasos para realizar en forma segura el trabajo
experimental.
Se deben conocer los riesgos en el laboratorio, incluyendo el tiempo de
exposicin a los reactivos.
El equipo de seguridad debe de estar en un lugar accesible.
Debe saber qu hacer en caso de una emergencia.
Debe de estar informado acerca de dnde encontrar referencias sobre el
uso de materiales qumicos, as como las hojas y medidas de seguridad
sobre ellos.
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El conocimiento, precaucin y sentido comn se suman a la seguridad en el
laboratorio.
Asuma que cualquier reactivo qumico desconocido es peligroso.
Considere que una mezcla qumica puede ser tan peligrosa como el ms
peligroso de sus componentes.
Nunca mezcle una sustancia a menos que conozca las instrucciones
precisas de cmo hacerlo.
Siga todas las instrucciones de seguridad qumica y los procedimientos
indicados en la prctica.
Use el sentido comn. Sea precavido con respecto al equipo de
laboratorio.
Etiquetas y material de seguridad. Las herramientas de la informacin.
Leer el contenido de las etiquetas y los datos sobre el material de seguridad
antes de usar un reactivo qumico. Las etiquetas, proporcionan la siguiente
informacin:
Caractersticas fsicas y qumicas, como punto de fusin, presin de
vapor, peso molecular etc.
Peligros fsicos (fuego, explosin, reactividad con otras sustancias).
Peligros a la salud (txico, cancergeno, irritante a la piel etc.)
Medidas de proteccin, incluyendo ropa y equipo.
Cmo se debe almacenar y los procedimientos de manipulacin de la
sustancia.
Peligrosidad de los reactivos.
Cmo manejar las fugas, limpieza de derrames y disposicin de
desechos.
Procedimientos de primeros auxilios.
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Medidas de higiene y seguridad en los laboratorios de qumica. Sustancias
peligrosas.
Asegurar que siempre se tenga a la mano el equipo de proteccin
(personal) y el propio del laboratorio (campana, extintores, regadera,
botiqun, etc.)
Indicar los procedimientos a seguir en caso de algn accidente con las
sustancias qumicas que se estn trabajando.
Proporcionar datos sobre dosis y tiempos de exposicin a la sustancia
qumica (lmites permisibles) y si es posible indicar cmo podran ser
monitoreados.
Especificar que todas las tareas con sustancias qumicas deben ser
aprobadas por el profesor.
Tratar los reactivos con respecto, lo que siempre se debe hacer.
Practicar la higiene personal en el laboratorio.
Indagar lo que se debe hacer en caso de emergencia.
Llevar a cabo la prctica en el laboratorio, no realizarla en otros lugares.
Tomar nicamente la cantidad de reactivos que se requiera para el
experimento.
Preguntar cmo y dnde depositar los desechos.
Colocar avisos de precaucin donde se encuentre el material txico o
material radiactivo en el laboratorio.
Guardar las sustancias txicas en recipientes que no puedan romperse.
Almacenarlas etiquetadas y en reas ventiladas.
Limpiar inmediatamente el rea de trabajo cuando haya salpicaduras o
rotura de material.
Mantener limpio el laboratorio.
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Lo que nunca se debe hacer.
Utilizar material de vidrio roto.
Verter las sustancias a la tarja.
Almacenar reactivos cerca de fuentes calorficas o de la luz solar.
Dejar material, mochilas, libros en el piso u otros lugares en os que
interfiera el paso.
Dejar de vigilar el experimento mientras lo est realizando.
Jugar en el interior del laboratorio.
La higiene es parte de la seguridad en el laboratorio.
Por lo tanto
No coma, beba, fume, mastique chicle, ni se aplique maquillaje en el
laboratorio.
No beba en recipientes de laboratorio.
No guarde comida o bebidas en lugares con productos qumicos.
No huela o pruebe productos qumicos.
No succione con la boca.
Permanezca alejado de los contaminantes
Haga lo siguiente:
Lvese las manos antes de salir del laboratorio.
Qutese la ropa si le cae una sustancia peligrosa.
Lvese las manos antes de comer, beber, fumar o maquillaje.
Tenga especial cuidado con las sustancias cancergenas. Las sustancias
que pueden causar cncer deben manipularse con precauciones
especiales. Pida informacin sobre ellas cuando no est seguro.
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Lineamientos generales de primeros auxilios apropiados con muchas sustancias.
Ojos
Lavar con agua durante 15 minutos.
Ingestin
Seguir las instrucciones de las
etiquetas y proporcionar los primeros
auxilios.
Contacto con la piel
Colocar la zona afectada bajo el
chorro de la regadera e
inmediatamente quitar la ropa
contaminada.
Inhalacin
Recibir aire fresco y pronta atencin
mdica.
Equipo de seguridad personal Siempre use el equipo de proteccin que se recomienda. Antes de ponrselos,
revisar que estn en buenas condiciones. Se debe usar:
Goggles o lentes de seguridad para protegerse de salpicaduras.
Guantes para protegerse de sustancias qumicas o de objetos calientes o
cortantes
Bata de algodn
Zapatos que cubran completamente los pies
Mascarilla para gases o vapores txicos.
No utilizar lentes de contacto en el laboratorio ya que pueden atrapar
lquidos o vapores peligrosos en sus ojos.
Los laboratorios cuentan con una cantidad sorprendente de equipo, que puede
resultar peligroso para quien lo maneja. El material de vidrio puede romperse y
causar heridas a la persona que lo est manipulando. Use el material adecuado
para cada experimento y no utilice aquel que este roto o sea peligroso al
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manipular. Los equipos que requieren calentamiento representan un peligro
debido a que pueden causar quemaduras, usar las tenazas para su manejo.
As tambin, los circuitos elctricos pueden provocar corto circuito o incendios.
No se deben tocar con las manos mojadas o si se encuentra sobre el piso
hmedo. Cabe mencionar la importancia de los cilindros de gas comprimido, ya
que pueden explotar o provocar un incendio. Mantenerlos limpios, libres de
aceite o grasa y encadenados a un lugar previamente asignado.
Cumpla con los procedimientos de seguridad con todos los equipos.
No operar ningn equipo sin estar equipado y capacitado
adecuadamente.
Siga siempre las instrucciones.
Informar al personal de laboratorio de cualquier descompostura o equipo
sospechoso.
Los accidentes pueden ocurrir en cualquier momento, as que:
Sea precavido y siga los procedimientos referentes a flamas encendidas,
reactivos y solventes inflamables.
Mantenga el agua y manos mojadas fuera del equipo elctrico.
Use lentes protectores cuando maneje vidrio caliente.
No operar el equipo elctrico cerca del agua o con las manos mojadas.
Revisar los cordones elctricos y clavijas antes de usarlas.
Evitar trabajar solo en el laboratorio.
Es necesario saber adnde acudir y qu hacer en caso de una
emergencia.
Saber la localizacin de regaderas as como tambin los extinguidores
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INCENDIO
INSTRUCCIONES DE SEGURIDAD
1. Conserve la calma
2. Informe de inmediato al personal sin
causar alarma
3. Identifique qu origina el incendio
4. Si conoce su manejo, tome el
extintor ms cercano y trate de
combatir el incendio
5. Obedezca indicaciones del
personal capacitado
6. Si puede ayude, si no retrese
7. Humedezca un trapo y cubra nariz
y boca
8. Si el humo es denso arrstrese por
el suelo
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SISMO
INSTRUCCIONES DE SEGURIDAD
1. Conserve la calma.
2. Apague inmediatamente cigarros y
cualquier fuente de calor.
3. Retrese de las ventanas y objetos
que puedan caer
4. Ubquese en zonas de seguridad
5. Localice la ruta de evacuacin
6. No fume
7. Al terminar el sismo, si es
necesario, dirjase a la salida ms
cercana en forma serena y
ordenada.
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INSTRUCTIVO PARA LA ELABORACIN DE REPORTES
Cuando durante el trabajo de laboratorio nos percatamos que existe una
semejanza entre el comportamiento observado y nuestras teoras, se adquiere
una mayor destreza para manipular los materiales y para utilizar nuestras
predicciones como una herramienta de trabajo, basadas en los conocimientos
adquiridos en la carrera. As mismo, somos capaces de determinar los factores
que influyen en las diferencias entre nuestras teoras, nuestras operaciones de
laboratorio y nuestras observaciones. Una prctica fallida puede ser una buena
prctica, si el grupo de personas que est realizando la prctica, es capaz de
identificar y evaluar la fuente de estas diferencias. Si es factible, una prctica
fallida deber ser repetida con las mejoras pertinentes.
El reporte final de una prctica tiene el objetivo de mostrar que los integrantes
del equipo han desarrollado un conjunto de actividades a partir de sus
conocimientos tericos del tema de la prctica, que les ha permitido realizar el
experimento; que luego han llevado a cabo el tratamiento y el anlisis de sus
datos para obtener resultados cuya validez son capaces de delimitar. Con esto,
los integrantes del equipo son capaces de elaborar conclusiones a travs de la
discusin grupal y elaborar sugerencias para la mejora de la prctica y podrn
alternativamente elaborar una crtica fundamentada para demostrar la invalidez
de las teoras o de los procedimientos seguidos para la realizacin de la prctica.
El reporte final de cada prctica deber contener las secciones que se citarn a
continuacin, todas escritas en letra tipo Arial nmero 12 y espacio de
interlineado 1.5, que indiquen un trabajo integrado de equipo entre los alumnos
que lo presentan como producto de su trabajo en el laboratorio. Cabe
mencionar que el reporte es un producto final de trabajo realizado en la prctica.
Las pginas del reporte deben estar numeradas y seguirn el siguiente orden:
1. Portada
Es la primera pgina del reporte. Deber contener informacin completa de: la
Universidad, la Carrera, el nombre de la experiencia educativa, el nombre de la
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prctica que se reporta, los nombres de los integrantes del equipo, el nombre del
profesor, fecha de realizacin de la prctica y fecha de entrega de la misma.
2. Sustento terico
Es la segunda pgina del reporte. En forma concisa se resumir la informacin
terica del tema de la prctica que se haya realizado, siendo diferente del
sustento terico en el formato de la prctica dado por el profesor.
3. Objetivos
Se enunciarn en forma breve, completa y numerada los objetivos de la
realizacin de la prctica, desde la perspectiva de los integrantes del equipo.
4.- Descripcin de la prctica
Se describir la metodologa a seguir para alcanzar los objetivos propuestos.
5. Realizacin de la prctica
Se describir en forma secuencial y numerada las actividades desarrolladas en
el laboratorio, anotando los aspectos que se consideren importantes para la
correcta realizacin de las actividades.
6. Resultados y discusin
En esta seccin se compararn los resultados obtenidos con otros ya
conocidos, ya se de la literatura o de experimentos realizados previamente por
alumnos de grupos anteriores. Los integrantes del equipo podrn proponer lo
que consideren que pueda mejorar la realizacin de la prctica.
7. Conclusin
Con los resultados obtenidos, los integrantes del equipo elaborarn sus
conclusiones con una actitud crtica y autocrtica
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8. Cuestionario
Se contestar todo el cuestionario, cuidando de que cada respuesta sea clara y
concisa. Se compararn las respuestas con los dems equipos.
9. Bibliografa
Se citara la bibliografa correspondiente al sustento terico investigado y a los
anexos consultados en internet o en la literatura.
10. Artculos relacionados con la prctica
En este apartado se incluirn tres artculos de divulgacin cientfica
relacionados con el tema de la prctica realizada. Realizando un resumen,
sntesis o mapa conceptual del mismo y entregarlo junto con el artculo en
cuestin.
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UNIVERSIDAD VERACRUZANA
EXPERIENCIA EDUCATIVA LABORATORIO DE FISICOQUMICA
FACULTAD DE INGENIERA QUMICA
PRCTICA No. 1
PRESIN
SUSTENTO TERICO
Una de las formas ms sencillas de definir la presin es imaginndose un gas
encerrado en un recipiente. Las molculas del gas chocan continuamente con
las paredes, generando fuerzas. Si se toma una pared del recipiente, se
cuantifica la fuerza que acta en forma perpendicular sobre la misma en un
instante dado y se divide por el rea superficial de la pared, se obtiene lo que se
conoce como presin. Entonces la presin puede definirse como la fuerza
normal que ejerce una sustancia sobre una superficie por unidad de rea de la
misma. La presin suele expresarse en el SI en pascales (Pa), siendo un pascal
equivalente a un newton por metro cuadrado (N/m2). En el sistema ingls, la
presin se expresa en lb/plg2 o lb/pie2, que por lo regular se abrevian psi y psf,
respectivamente. (Silberberg, 1945).
A la presin real en un punto determinado de un sistema se le llama presin
absoluta, debido a que se mide respecto al cero absoluto de presin. Es
necesario utilizar el adjetivo absoluta, debido a que la mayora de los
dispositivos usados para medir experimentalmente la presin indican lo que se
conoce como presin manomtrica. Una presin manomtrica es la diferencia
entre la presin absoluta del fluido y la presin atmosfrica. El control de la
presin en los procesos industriales da condiciones de operacin seguras.
Cualquier recipiente o tubera posee cierta presin mxima de operacin y de
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seguridad variando este, de acuerdo con el material y la construccin. Las
presiones excesivas no solo pueden provocar la destruccin del equipo, si no
tambin pueden provocar la destruccin del equipo adyacente y ponen al
personal en situaciones peligrosas, particularmente cuando se utilizan fluidos
inflamables o corrosivos. (Laidler, 1997)
OBJETIVOS
Realizar la medida de la presin de la conduccin de gas de laboratorio
con un manmetro.
Determinar la presin absoluta y manomtrica del aire encerrado en una
jeringa.
Observar el fenomeno de la presin de vapor dentro de un matraz balon.
DESCRIPCIN DE LA PRCTICA
En el desarrollo de la prctica se podr comprender el concepto cientfico de
presin realizando la medida de esta variable por medio de un manmetro
construido en el laboratorio. Se observar el comportamiento del lquido
manomtrico y se calcular la presin manomtrica y absoluta del aire
encerrado en una jeringa. Se aplicar y comprender el concepto de presin de
vapor.
MATERIAL
Tubo en U
Embudo pequeo
Manguera de goma de 20 a 30 cm
Membrana de goma (guante o globo)
Hilo para atar la membrana
Vaso de precipitados de 500 ml
1 Regla
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Pinza o alicates
Jeringa de 20 ml
Termmetro
Soporte universal
Matraz aforado de 250 ml
REACTIVOS
Agua destilada
Colorante (azul de metileno o algn colorante orgnico)
PROCEDIMIENTO
Medida de la Presin
1. Antes de realizar la practica llevar a cabo una discusin grupal con el
profesor acerca del concepto de presin.
2. Se procede a armar el manmetro, para esto se sostiene el tubo en U en el
soporte universal mediante la pinza.
3. Llenar con agua destilada el tubo en U, dejando 6.5 cm. de vaco en cada
ramal.
4. Extender sobre la boca del embudo pequeo la membrana de goma
sostenida con hilo o liga.
5. Unir el embudo al tubo en U por medio de la manguera de goma de
aproximadamente 30 cm. Tapar el orificio superior del manmetro
correspondiente a la entrada de la manguera.
6. Se llena un vaso de precipitados de 500 ml con agua destilada.
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7. A continuacin hacemos el calibrado del manmetro, se introduce el
embudo en el vaso de precipitados que contiene el agua destilada. Se anota
la profundidad del embudo en el vaso (L) y el valor correspondiente de la
diferencia de altura del agua en las ramas del manmetro (h).
8. Reptase lo anterior 8 o 10 veces variando la profundidad del embudo en
el agua destilada contenida en el vaso de precipitados.
9. Una vez tabulados los pares (h) y (L), calclese (p) para cada (L)
tomando el valor de la densidad del agua destilada como 1000 Kg/m3 y g=
9.8 m/s2.
L H1 H2 H P
10. Ahora conctese el manmetro a la salida del gas. Abra la llave del gas
muy lentamente para evitar sobrepresin que inutilizara el manmetro. Anote
la diferencia de alturas en las ramas y observe el comportamiento del lquido
dentro del manmetro.
11. Represntese la recta p=f (h), que es la recta de calibrado del
manmetro.
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12. Con el valor de la diferencia de altura del lquido en las ramas del
manmetro se va a la recta de calibrado y se lee la presin correspondiente.
13. Se expresa la presin en unidades del SI, en atmosferas y en cm de
agua.
Presin en un gas
1. Vierta aproximadamente 100 ml de agua destilada en el vaso de
precipitados y agregue un poco de colorante.
2. Vace el agua coloreada al manmetro hasta que alcance la mitad del
manmetro.
3. Coloque a la jeringa el pedazo de manguera.
4. Hunda el embolo de la jeringa hasta la marca de 6 ml.
5. Enseguida, conecte el pedazo de manguera a uno de los tubos del
manmetro, tapando el orificio superior del manmetro correspondiente a la
entrada de la manguera.
6. Bajo esas condiciones, saque lentamente el embolo de la jeringa hasta la
marca de 7 ml aproximadamente y observe que paso con el liquido
manomtrico.
7. Mida la diferencia de alturas entre los niveles del agua en cada rama del
manmetro.
8. A continuacin coloque el embolo en la marca de los 8 ml y mida la
diferencia de alturas.
9. Repita la operacin anterior para cuando el embolo marca 9 ml y luego
para 10 ml, midiendo en cada caso la diferencia de altura que se produce.
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10. Ahora coloque el embolo en la marca de 4 ml y observe que paso con el
liquido manomtrico cmo es la presin del aire encerrado en la jeringa
respecto a la presin atmosfrica? Mida la diferencia de altura entre los
niveles del lquido en ambos brazos.
11. Posicione sucesivamente el embolo en la marca de los 3ml, 2ml, 1ml y 0
ml y en cada caso mida la diferencia de altura. Si el lquido manomtrico
asciende demasiado, realice las mediciones hasta donde sea posible.
12. Con la diferencia de altura calcule la presin manomtrica y absoluta del
aire encerrado en la jeringa. Para los clculos que realice tome la presin
atmosfrica igual a 100000 Pa y la densidad del agua como 1 Kg/m3.
MEDICIN H P (manomtrica) P (absoluta)
1
2
3
4
5
6
13. Determinar grficamente el comportamiento de la presin con la altura.
Grafique la presin como funcin de las diferencias de altura Cul es el
comportamiento observado?
Presin de vapor
1. Colocar el matraz baln en el soporte universal mediante las pinzas.
Llenar el matraz baln con un poco de agua destilada. Describir la cantidad
de fases del sistema y el nmero de componentes.
2. Encender el mechero y colocarlo debajo del matraz baln para empezar a
calentar el agua. Cmo ser la presin dentro del matraz baln?
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3. La cantidad de componentes dentro del matraz baln se va modificando
conforme se va calentando, Por qu sucede esto?
4. Cuando el agua dentro del matraz baln empiece a ebullir, tomar la
temperatura y explicar porque el sistema empieza a hervir. Retirar el
mechero y dejar enfriar.
5. Cerrar el matraz baln y retirarlo del soporte universal. Invertirlo y llevarlo
a la llave de agua, dejar caer el agua fra sobre el matraz baln. Observar
que sucede.
6. El agua entra en ebullicin al enfriarlo con el agua Por qu? Qu
sucede con la presin de vapor del agua?
7. Tratar de sacar el tapn del matraz baln, Por qu no se puede sacar
fcilmente? Una vez que el tapn este afuera, colocarlo de nuevo en el
matraz y tratar de sacarlo otra vez. Explicar el fenmeno.
RESULTADOS Y DISCUSIN
CONCLUSIN
CUESTIONARIO
1. Cmo se define presin?
2. Definir presin de vapor.
3. Definicin Fisicoqumica de punto de ebullicin.
4. Cules son las diferencias entre el fenmeno de la presin de vapor y el
punto de ebullicin?
5. Explicar la diferencia entre fuerza y presin.
6. Cules son las unidades para la presin en el Sistema Internacional de
Unidades (SI)? Qu otras unidades hay para expresar la presin?
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7. Mencionar tres ejemplos en los que est involucrado el concepto de
presin en la vida cotidiana.
8. Qu es presin atmosfrica? De qu depende? Cmo se puede
determinar?
9. Qu es un manmetro en U y qu informacin proporciona?
10. Qu es presin manomtrica?
11. Definir presin absoluta y presin de vaco.
12. Por qu no puede existir un valor de presin absoluta menor que cero?
13. Qu significa que un alimento est "empacado al vaco"?
BIBLIOGRAFA
Ball, David W. (1962). Fisicoqumica. Thomson. Mxico, D.F.
Castellan, G.W. (1978). Fisicoqumica. Ed. Fondo Educativo
Interamericano. Mxico.
Silberberg, Martin S. (1945). Qumica: la naturaleza del cambio y la
materia. McGraw-Hill. Mxico.
Laidler, Keith J. (1997) Fisicoqumica. CECSA. Mxico, D.F.
ARTCULOS RELACIONADOS CON LA PRCTICA
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25
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
EXPERIENCIA EDUCATIVA LABORATORIO DE FISICOQUMICA
FACULTAD DE INGENIERA QUMICA
PRCTICA No. 2
TEMPERATURA
SUSTENTO TERICO
La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de calor o fro.
Para entender el concepto de temperatura es til definir en primer trmino dos
frases de uso frecuente: el contacto trmico y el equilibrio trmico. A fin de
comprender el significado del contacto trmico, imaginemos dos objetos
colocados en un recipiente aislado, de modo que interacten uno con otro pero
no con el resto del mundo. Si los objetos estn a diferente temperatura, se
intercambia energa entre ellos. La energa intercambiada entre los objetos en
virtud de una diferencia de temperatura entre los mismos se llama calor.
Supondremos que los dos objetos estn en contacto trmico uno con otro de
modo que se puede intercambiar energa entre ellos.
El equilibrio trmico es la situacin en la que dos objetos que estn en contacto
trmico dejan de tener algn intercambio de energa. La temperatura se mide
con termmetros, los cuales pueden ser calibrados de acuerdo a una multitud de
escalas que dan lugar a unidades de medicin de la temperatura. En el Sistema
Internacional de Unidades, la unidad de temperatura es el kelvin. Sin embargo,
fuera del mbito cientfico el uso de otras escalas de temperatura es comn el
uso de la escala Celsius (antes llamada centgrada) y en los pases
anglosajones, la escala Fahrenheit. (Serway, 2005).
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OBJETIVOS
Comprender el concepto de temperatura mediante el establecimiento del
equilibrio trmico entre dos o ms sistemas.
Proponer una nueva escala emprica de temperatura y relacionarla con
otras escalas conocidas, como la escala Celsius o Fahrenheit.
DESCRIPCIN DE LA PRCTICA
A travs de la prctica se establecer una escala emprica de temperatura con la
cual se deducir una relacin matemtica por medio de las temperaturas del
sistema tomadas durante el experimento. Tambin se comprender el concepto
de temperatura de solucin por medio de las soluciones fenol-agua y se
obtendr una grfica de miscibilidad contra composicin.
MATERIAL
1 Probeta de 100 ml
2 Termmetros de mercurio [-10 a 150C]
1 Vaso de precipitados de 250 ml
1 Frasco Dewar de 300 ml
1 Regla de 30 cm
Cinta adhesiva
7 Tubos de ensaye
1 Vaso de precipitados de 500 ml
1 Termmetro
1 Gradilla
1 Agitador
Pinzas para tubo de ensaye
EQUIPO
Parilla
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REACTIVOS
Agua destilada
Hielo
Soluciones de fenol-agua al 25%, 35%, 45%, 55%, 65%, 75% y 85%.
PROCEDIMIENTO
Escala de Temperatura
1. Antes de realizar la prctica llevar a cabo una discusin grupal con el
profesor acerca del concepto de temperatura.
2. Tomar 2 termmetros, cubrir con cinta adhesiva la escala de uno de los
termmetros pero permitiendo que se vea la columna de mercurio. Este
termmetro se graduar en E.
3. Introducir en el hielo los dos termmetros y esperar a que se alcance el
equilibrio trmico.
4. Registrar la temperatura que marca el termmetro en C. Marcar sobre la
cinta adhesiva del otro termmetro el nivel que alcance la columna de
mercurio y asignarle un valor arbitrario en E. Estas temperaturas en C y
E sern las del punto fijo inferior.
5. En un vaso de precipitados colocar aproximadamente 500 ml de agua y
calentarla hasta que alcance su punto de ebullicin. Introducir los dos
termmetros en el vaso y registrar la temperatura en C. Al igual que en el
punto anterior, marcar el nivel de mercurio sobre la cinta del otro
termmetro y asignarle un valor arbitrario. Estas temperaturas sern las
del punto fijo superior.
6. Preparar mezclas de agua fra y agua caliente dentro de un frasco Dewar
de acuerdo a las indicaciones del profesor. Todas deben tener diferente
temperatura.
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7. Introducir ambos termmetros en cada una de las mezclas. Registrar la
temperatura en C y marcar el nivel del mercurio en el otro termmetro.
8. Una vez concluidas las determinaciones, retirar con cuidado la cinta del
termmetro y determinar la temperatura en E correspondiente a cada
una de las marcas.
9. Completar la informacin experimental en las siguientes tablas
PUNTOS FIJOS Termmetro de Hg (C) Termmetro de Hg (E)
Punto de fusin del hielo
Punto de ebullicin del agua
10. Establecer la relacin matemtica entre la escala en (E) y la escala (C):
a) Utilizando los puntos mnimo y mximo de escala y el intervalo entre ellos,
para obtener la ecuacin que relacione ambas escalas.
b) Trazando una grfica de E (ordenada) vs. C (abscisa). Qu tipo de
tendencia se obtiene? Qu informacin proporciona el grfico?
11. Con los datos experimentales realizar clculos adecuados y completar la
informacin solicitada en la siguiente tabla.
T (C) calculada con ec. Algebraica T (C) calculada con la ec. de la recta
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Temperatura de Solucin
1. Realizar los clculos para obtener la cantidad necesaria de fenol a
agregar a 5 ml de agua correspondiente a cada concentracin.
Concentracin Cantidad de fenol
(ml)
Cantidad de agua
(ml)
25% 5 ml
35% 5 ml
45% 5 ml
55% 5 ml
65% 5 ml
75% 5 ml
85% 5 ml
2. Posteriormente de la cantidad resultante de dichos clculos, se procede a
pesarla, para despus agregarla a cada tubo de ensaye y verter la
cantidad de 5 ml en agua.
3. Se calienta lentamente el tubo de ensaye en un bao Mara, hasta el
instante en que la solucin quede transparente, para esto no debe de
mostrar huellas de separacin de los componentes en la solucin.
4. Se registra la temperatura de miscibilidad correspondiente, esto es la
temperatura a la cual la solucin se vuelve transparente.
5. Se suspende el calentamiento una vez que la solucin queda
transparente, retirando el tubo de ensaye del bao mara.
6. Se deja enfriar el tubo de ensaye, observando el instante en que la
solucin se vuelva turbia, las diferencias de las temperaturas al calentar y
al enfriar no tenan que ser mayor o menor a 1 C.
7. Se repite el experimento desde el paso 2 para cada concentracin.
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8. Se registran las temperaturas a las cuales cada una de las
concentraciones se vuelve transparente y turbia.
Concentracin Temperatura de
miscibilidad C
Temperatura C
25%
35%
45%
55%
65%
75%
85%
RESULTADOS Y DISCUSIN
CONCLUSIN
CUESTIONARIO
1. El mercurio es txico, acumulativo y produce hidrargirismo. Su uso debe
ser limitado, por lo que sera conveniente sustituirlo por otro lquido. Por
qu no se usa agua?
2. Los termmetros clnicos son diferentes de los termmetros que se
utilizan en el laboratorio. En los primeros, a diferencia de los segundos,
antes de medir la temperatura el mercurio tiene que estar en el bulbo.
Por qu?
3. Explicar si son correctas las siguientes definiciones de temperatura
encontradas en la literatura.
a) La temperatura es una medida de la intensidad del calor o de qu
tan caliente est un sistema independientemente de su tamao.
b) La temperatura de un sistema es una medida del movimiento
aleatorio de las molculas del sistema.
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4. En qu valor las temperaturas en grados Fahrenheit y Celsius son
exactamente iguales, pero de signo contrario?
5. Una aleacin de cobre se retira de un horno a 200 C y se enfra a una
temperatura de 20 C,
a) Expresar el cambio de temperatura en grados Fahrenheit.
b) Cul es el cambio en grados Kelvin?
6. Un termmetro est graduado en una escala arbitraria en la que la
temperatura de fusin del agua es -10 y la de ebullicin del agua 140.
Qu valor tendr en esa escala la temperatura de 50 C?
BIBLIOGRAFA
Adkins, C. (1977) Termodinmica del Equilibrio. Ed. Revert. Mxico.
Serway, Raymond A. (2005). Fsica. Thomson. Mxico.
Ball, David W. (2004) Fisicoqumica. Ed. Thomson. Mxico.
Black, W. & Hartley, J. (1991) Termodinmica. Ed. CECSA. Mxico.
ARTCULOS RELACIONADOS CON LA PRCTICA
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UNIVERSIDAD VERACRUZANA
EXPERIENCIA EDUCATIVA LABORATORIO DE FISICOQUMICA
FACULTAD DE INGENIERA QUMICA
PRCTICA No. 3
VOLUMEN
SUSTENTO TERICO
Algunos de los sustratos y productos del metabolismo son gases, por ejemplo:
oxgeno, dixido de carbono, nitrgeno e hidrgeno. Por tanto, es importante
entender algunas de sus propiedades caractersticas. El estado gaseoso es el
ms simple de los tres estados fundamentales de la materia (gaseoso, lquido y
slido). Un gas difiere de la materia en estado lquido o slido en que no posee
un volumen intrnseco, es decir, que ocupa todo el volumen de cualquier espacio
cerrado donde se encuentra. Esta y otras propiedades de los gases se
interpretan en trminos de la teora cintica de los gases. En principio, se debe
puntualizar que cuando se habla de un "gas" generalmente estamos
considerando un "gas perfecto o ideal", cuyo comportamiento est dictado por
las diversas leyes de los gases. (Chang, 1986)
De aqu se deduce que la condicin de un gas perfecto est afectada por tres
variables independientes: Volumen, Presin y Temperatura. El anlisis del efecto
de los cambios de presin y/o temperatura sobre el volumen de una masa dada
de gas ideal ha determinado el establecimiento de ciertas relaciones entre estos
factores, las cuales se conocen como leyes de gas ideal. La mayora de estas
leyes llevan el nombre de sus descubridores.
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OBJETIVOS
Entender la importancia del concepto de calibracin en los recipientes
volumtricos de vidrio en el laboratorio.
Calcular la incertidumbre de la medida de volumen por medio de las
formulas de promedio y desviacin estndar.
Entender la relacin que existe entre el volumen y las variables presin,
temperatura y nmero de moles a travs de las leyes de los gases
ideales.
DESCRIPCIN DE LA PRCTICA
En esta prctica se ejecutar el calibrado de varios recipientes volumtricos que
existen en el laboratorio mediante la balanza analtica y se calcular tanto la
incertidumbre como la desviacin estndar de los datos obtenidos. Con
experimentos sencillos se podrn comprobar cada una de las leyes de los gases
ideales y se observar la variacin de la variable volumen conforme las dems
variables son modificadas.
MATERIAL
Vaso de precipitados de 10 ml
Vaso de precipitados de 25 ml
Matraz aforado de 10 ml
Probeta graduada de 50 ml
Guantes de latex.
Botella de refresco de 2 L
Gotero
Jeringa de 20 ml
1 Globo pequeo y 2 grandes.
Botella de vidrio pequea.
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Moneda
Pipeta 10 ml
Matraz baln
Picnmetro
EQUIPO
Balanza analtica.
REACTIVOS
Agua destilada
Azul de metileno ( algn colorante orgnico).
cido Clorhdrico concentrado (HCI)
Granallas de Zinc
Hielo
PROCEDIMIENTO
Primera Parte
1. Antes de realizar la prctica llevar a cabo una discusin grupal acerca del
concepto de volumen.
2. Todo el material volumtrico debe de estar perfectamente limpio y seco
ANTES DE INICIAR LAS MEDICIONES.
3. Pesar el material volumtrico seco y despus con el contenido de agua que
corresponda a cada uno de los elementos de medicin.
4. Para el caso de los elementos de medicin que entregan lquido en lugar de
contenerlo, primero se pesan con lquido y despus se pesan sin el lquido.
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35
5. Todo el material volumtrico se debe manipular utilizando los guantes de
ltex o de algodn.
6. Se repiten las mediciones por lo menos diez veces para cada elemento de
medicin y se descargan los datos en las tablas correspondientes.
Matraz aforado Probeta Graduada Vaso de
Precipitados
Lectura Peso Vaco
Peso Lleno
Peso Vaco
Peso Lleno
Peso Vaco
Peso Lleno
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Promedio
Desviacin estndar
UA
Segunda Parte
Propiedades de loa Gases
Ley de Boyle
1. Tomar la botella de plstico y llenarla con agua del grifo. Tomar el gotero
y llenarlo con un poco de colorante.
2. Sumergir el gotero dentro de la botella y observar. Una vez que el gotero
se estabiliza en el agua cerrar la botella con su respectiva tapa.
3. Presionar con las manos la parte inferior de la botella para incrementar la
presin del agua. Disminuir e incrementar la presin varias veces. Explicar el
fenmeno.
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36
4. Tomar la jeringa de 20 ml e inflar con poco aire el globo pequeo.
Introducir el globo lleno de aire dentro de la jeringa y tapar el orificio del la
jeringa.
5. Una vez que el globo se encuentra dentro de la jeringa, llevar el mbolo
de la jeringa hasta el tope y despus jalar mbolo hacia afuera. Observar y
explicar el fenmeno.
Ley de Charles
1. Tomar la botella de vidrio y ponerla en un recipiente con hielo. Dejar
enfriar.
2. Sacar la botella del recipiente con hielo y dejarla calentar a temperatura
ambiente. Colocar una moneda sobre la tapa de la botella. Observar y
explicar el fenmeno.
3. Una vez terminado el experimento con la moneda tomar la misma botella
de vidrio y colocar un globo en su parte superior. Colocar la botella con el
globo en un recipiente con agua y calentar.
4. Mientras el agua se calienta observar que pasa con el globo y explicar el
fenmeno.
5. Tomar la botella con el globo y ponerlo ahora en un recipiente con hielo.
Observar y explicar el fenmeno.
Ley de Avogadro
1. Agregar 5 ml de acido clorhdrico concentrado al matraz baln. Colocar
las granallas de zinc dentro de un globo con una pinza.
2. Introducir en la tapa del matraz el globo cuidando de no dejar salir las
granallas de zinc.
3. Dejar caer la granalla de zinc en el acido clorhdrico poco a poco. Observa
la reaccin que se lleva a cabo y lo que sucede con el globo.
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37
4. Explicar el fenmeno observado.
RESULTADOS Y DISCUSIN
CONCLUSIN
CUESTIONARIO
1. Enunciar las caractersticas asignadas al modelo del gas ideal e indicar en
qu condiciones de presin y temperatura es aplicable.
2. Cules son las leyes empricas de los gases? y Qu ley emprica de los
fluidos no condensados que cumplen con el modelo ideal estudia la relacin
presin volumen?
4. Quines fueron y qu hicieron Robert Boyle (1627-1691) y Edme
Mariotte (1620-1685)?
5. Cules son los parmetros o variables que cambian durante el
experimento en la segunda parte?
6. Cules son los parmetros o variables que no cambian durante el
experimento en la segunda parte?
7. Cules son las variables experimentales que se determinan?
8. Cmo se determina el volumen del gas?
9. Cmo se determina la presin del sistema?
10. 0btener la ecuacin que relaciona la presin y el volumen del gas.
11. Cmo es la relacin entre el volumen y la presin del gas?
12. Cmo es el producto PV en cada determinacin?
13. Cul es el valor promedio del producto PV y cules son sus unidades?
14. Qu tipo de curva se obtendra en una grfica de P vs. V a temperatura
constante?
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38
15. De qu depende la constante de proporcionalidad entre las variables P
y 1/V?
16. Para que se cumpla la ley de Boyle Mariotte son requisitos:
Termodinmicamente hablando, que el sistema sea
_______________________
Que el gas cumpla con el modelo
_____________________________________
La permanencia constante de los parmetros
____________________________
BIBLIOGRAFA
Chang, R. (1986). Fisicoqumica con Aplicaciones a Sistemas Biolgicos.
CECSA, Mxico.
Serway, Raymond A. (2005). Fsica. Thomson. Mxico.
Ball, David W. (2004). Fisicoqumica. Ed. Thomson. Mxico.
Atkins P.W. (1991). Fisicoqumica. Addison Wesley Iberoamericana.
Mxico.
ARTCULOS RELACIONADOS CON LA PRCTICA
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39
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
EXPERIENCIA EDUCATIVA LABORATORIO DE FISICOQUMICA
FACULTAD DE INGENIERA QUMICA
PRCTICA No. 4
DENSIDAD
SUSTENTO TERICO
Las propiedades fsicas de las sustancias se clasifican en extensivas e
intensivas. Las propiedades extensivas dependen de la cantidad de muestra
examinada. El volumen y la masa de una muestra son propiedades extensivas
debido a que son directamente proporcionales a la cantidad de sustancia. Las
propiedades intensivas no dependen de la cantidad de material examinado. El
color y el punto de fusin de una sustancia, por ejemplo, son los mismos para
una muestra pequea o una grande. Puesto que dos sustancias no tienen
propiedades fsicas y qumicas idnticas en las mismas condiciones, es posible
utilizar las propiedades para identificar y distinguir entre sustancias diferentes.
(Benson, 1992).
La densidad (d) de una sustancia es una propiedad intensiva, es caracterstica
de cada sustancia y se define como la relacin de la masa (m) entre el volumen
(V):
d =
Se acostumbra a e expresar la densidad de los lquidos y slidos en g/ ml o
g/ cm3 y la densidad de los gases en g/l.
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40
OBJETIVOS
Calcular la densidad de algunos slidos utilizando tres mtodos diferentes,
el mtodo geomtrico, mtodo de la probeta y el principio de Arqumedes.
Determinar la densidad de un gas a partir del conocimiento de su masa.
Determinar la densidad de un liquido haciendo uso del picnometro.
DESCRIPCIN DE LA PRCTICA
Al desarrollar esta prctica se determinar la densidad de diversos metales
como el cobre y el aluminio mediante tres mtodos diferentes, analizando el
volumen y medidas de los mismos. Se calcular la densidad de un gas utilizando
una pastilla efervescente comn a travs del volumen de agua desplazado en
una probeta. Por ltimo se har uso del picnmetro para calcular la densidad de
una solucin salina.
MATERIAL
Metales: aluminio, hierro, acero, cobre y bronce
Probeta
Regla graduada
Matraz Erlenmeyer
Una bandeja o traste
Tubo de goma que desemboca un tubo de vidrio con un tapn de corcho
Vaso de precipitados
Picnmetro
Termmetro
EQUIPO
Balanza analtica o granataria. Calibrador o vernier.
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REACTIVOS
Aspirina efervescente Agua destilada
PROCEDIMIENTO
Primera Parte
Determinacin de la densidad por el mtodo geomtrico.
1. Discusin grupal con el profesor acerca del concepto de densidad.
2. La densidad de los slidos utilizados es afectada por la temperatura.
Anotar la temperatura a la cual se realizan las medidas.
3. Pesar el slido (ws) y medir sus dimensiones (si tiene una forma
geomtrica regular).
4. Utilizar el calibrador para tomar los datos de las dimensiones de cada
slido. Con los datos obtenidos se puede calcular la densidad. Registrar los
datos obtenidos en la tabla correspondiente.
5. Si se trata de un paraleleppedo, el volumen corresponde al producto:
V = a x b x c donde a, b y c corresponden a las dimensiones.
Si el objeto es cilndrico V= r2 h donde r es el radio y h la altura
Si el objeto es esfrico V= 4/3 r3
6. Calculamos la densidad =
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Determinacin de la densidad por el mtodo de la probeta
1. Pesar el slido (Ws) e introducirlo en una probeta limpia y seca,
previamente pesada (Wp).
2. Aadir agua hasta completar un volumen exacto de 25 ml y pesar el
conjunto (WT).
3. Teniendo en cuenta que la densidad del agua es de 1.0 g/ml el volumen
de agua adicionado es:
Vagua = Wagua = WT-WP-Ws y Vs= 25 - Vagua
4. Con los datos obtenidos se puede determinar la densidad como:
= Ws / Vs
Dimensiones
Slido Cilindro
Paraleleppedo
Ws
(g)
r (cm) h (cm) a
(cm)
b(cm) c (cm) V(cm3)
Aluminio
Hierro
Acero
Cobre
Bronce
-
43
5. Registrar los datos obtenidos en la siguiente tabla.
Slido Ws (g) WT (g) Vs (cm3)
Acero
Aluminio
Bronce
Cobre
Hierro
Determinacin de la densidad por el principio de Arqumedes
1. Pesar un vaso de precipitados parcialmente lleno de agua (Wa).
2. Atar el slido con un hilo delgado y suspenderlo en el vaso de precipitados
con agua como se muestra en la siguiente figura.
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3. Procurar que el slido no toque las paredes del vaso. Obtener el peso del
sistema y anotar su peso como Wb. La cuerda sostiene el peso del slido
pero no anula el empuje, de tal manera que Wb es igual al peso del
recipiente con agua ms el empuje (peso del agua desalojada por el slido,
(Wdes).
4.Teniendo en cuenta la ecuacin que se muestra a continuacin, la
densidad se puede calcular a partir de la segunda expresin.
E = Wdes = WT Wb = VL
s = Ws / Vs = Ws / (Wb Wa) *L
Donde, si el lquido es agua, L corresponde a 1,00 g/ml.
5. Con base en los datos obtenidos, llenar las siguientes tablas.
Slido WT (g) Wb (g) E = Wb Wa (g)
Aluminio
Bronce
Cobre
Hierro
Bronce
Slido reportada
(g/cm3)
geomtrico
(g/cm3)
probeta
(g/cm3)
Arqumedes
(g/cm3)
Aluminio
Bronce
Cobre
Hierro
Bronce
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6. Comparar los resultados obtenidos en cada mtodo con el valor de la
densidad reportada. Calcular el porcentaje de error de acuerdo a la siguiente
expresin.
Error (%) =
x 100
7. Calcular el porcentaje de error promedio para cada mtodo. Cul de los
mtodos utilizados da resultados ms exactos? Establece las posibles
causas de los errores y cmo stos influyen para que un mtodo sea ms
recomendable que otro.
Segunda Parte
Densidad de un gas
1. En un matraz Erlenmeyer colocamos 20 ml de agua que fueron pesados
junto con la mitad de una pastilla efervescente. Anotamos la masa total
obtenida.
2. Tras haber llenado la probeta mediana con agua, la invertimos sobre el
cristalizador (con agua, aproximadamente hasta la mitad), sujetando bien la
probeta.
3. Anotamos la seal de agua en la probeta e introducimos con mucho
cuidado el tubo de goma que desemboca en un tubo de vidrio con un tapn
de corcho.
4. Al mismo tiempo que echamos la aspirina en el Erlenmeyer, lo tapamos
con el tapn de corcho. El gas de la pastilla efervescente comienza a pasar
a la probeta y el nivel de agua empieza a bajar.
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5. Cuando cesaron las burbujas del gas, anotamos la seal de la probeta y,
por la diferencia, obtenemos el volumen del gas liberado en el proceso.
6. Pesamos el nuevo conjunto de Erlenmeyer, agua y restos de pastilla,
obteniendo por diferencia la masa del gas liberado. Dividiendo esta masa
entre el volumen calculado anteriormente hallamos la densidad del gas:
Masa del Erlenmeyer + agua + partilla:
Volumen del gas liberado:
Masa Erlenmeyer + agua + restos de la pastilla:
Masa del gas liberado:
Densidad del gas:
Tercera Parte
Uso del Picnmetro
1. Pese el picnmetro completamente seco y anote el peso. Mida la
temperatura ambiente y antela tambin.
2. Llene el picnmetro con agua destilada hasta rebosar y posteriormente
coloque el tapn.
3. Seque la superficie y extraiga con una jeringuilla la cantidad necesaria
para que el nivel del agua se site en la marca del tapn.
4. Vuelva a pesar y calcule por diferencia la masa de agua contenida en el
picnmetro.
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47
5. Calcule la densidad del agua a la temperatura de trabajo mediante la
siguiente expresin:
dAgua = (30.0658 7.4810-3 T) / 30;
donde:
dAgua, es la densidad del agua expresada en g / cm3
T, es la temperatura en grados centgrados.
6. Con los datos de masa y densidad, calcule el volumen del picnmetro y
antelo.
7. Una vez conocido el volumen del picnmetro ya se puede proceder a la
8. medida de densidades.
9. Llene el picnmetro a rebosar con el lquido cuya densidad desea conocer
y coloque el tapn.
10. Seque la superficie y extraiga con una jeringuilla la cantidad necesaria
para que el nivel se site en la marca del tapn.
11. Pese y calcule por diferencia la masa de lquido contenido en el
picnmetro.
12. Finalmente calcule la densidad dividiendo la masa de lquido entre el
volumen del picnmetro.
Densidad de una solucin de agua salada como funcin de la concentracin de
sal.
1. Limpie el picnmetro y squelo.
2. Obtenga diferentes concentraciones de sal en agua para obtener
soluciones aproximadas de 5 g/lt., 10 g/lt., 20 g/lt., 30 g/lt. y 50 g/lt.
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48
Sugerencia: Ser suficiente preparar soluciones de 100ml de cada
concentracin, disolviendo la cantidad de sal correspondiente para obtener
la concentracin deseada. Puede empezar con la concentracin ms baja
para optimizar la cantidad de sal y reutilizar la solucin sobrante para
obtener una solucin ms concentrada.
3. Determine la densidad de cada concentracin utilizando el picnmetro,
siguiendo el procedimiento de la seccin anterior.
RESULTADOS Y DISCUSIN
CONCLUSIN
CUESTIONARIO
1. Qu es la densidad relativa?
2. Cul es su importancia a nivel industrial?
3. Qu factores influyen en la densidad de los fluidos?
4. Compare los resultados para la densidad del agua con los diferentes
miembros del equipo.
5. En qu intervalo de densidad se encuentra la densidad del agua de los
miembros del equipo? (Trabajar slo con los valores promedios
individuales).
6. En el caso de haber determinado la densidad para las diferentes
concentraciones de sal, Cul es el comportamiento observado de la
densidad respecto a la concentracin?. Exprese la relacin matemtica con
los resultados obtenidos, infiera la concentracin equivalente de sal del agua
de mar.
7. Con el conjunto de valores de densidades de el agua u otro lquido
utilizado por los miembros del equipo, obtener: su densidad promedio.
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49
Nota: Los datos sern las densidades promedios obtenidas por cada
miembro del equipo.
8. Cul es la ventaja bsica del picnmetro en la determinacin de
densidades en comparacin con la densidad obtenida con el mtodo de la
prctica anterior?.
BIBLIOGRAFA
Osorio Giraldo Ruben D. (2009). Manual de Tcnicas de Laboratorio
Qumico. Edit. Universidad de Antioquia.Colombia.
Benson, Sydney. (1992). Clculos Qumicos. (1 ed.). Limusa. Mxico.
Chang, R. (2000). Physical Chemistry for the Chemical and Biological
Sciences. Ed. University Science Books.
Adkins, C. J. (1977) Termodinmica del Equilibrio. Revert. Espaa.
ARTCULOS RELACIONADOS CON LA PRCTICA
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50
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
EXPERIENCIA EDUCATIVA LABORATORIO DE FISICOQUMICA
FACULTAD DE INGENIERA QUMICA
PRCTICA No. 5
TENSIN SUPERFICIAL
SUSTENTO TERICO
Quin no ha invertido algunos minutos de su vida en observar cmo el agua se
acumula en el extremo de un grifo, formando gotas que caen sucesivamente?
Inicialmente, puede observarse una pequea superficie ovalada. Despus, a
medida que el agua se acumula, esta superficie va tomando forma esfrica y
finalmente cae. La explicacin que justifica el hecho de que lquidos diferentes
generen gotas de distinto tamao, reside en la misma explicacin que justifica
que algunos insectos puedan caminar sobre la superficie del agua. La misma
que argumenta el uso de servilletas de papel como absorbente, y la que
igualmente explica porqu la sabia accede desde las races hasta las hojas y
porqu el detergente sirve para lavar. La explicacin de todos estos fenmenos
reside en una propiedad que tienen todas las sustancias que presentan un lmite
en su extensin, una frontera que la separe de otra fase diferente. Esta
propiedad se denomina tensin superficial. Las molculas que se encuentran en
la superficie de un lquido son atradas hacia el seno del mismo por las
molculas interiores. La fuerza resultante que acta en un plano tangente a la
superficie, por unidad de longitud, se denomina tensin superficial. Este
fenmeno tiene importantes aplicaciones prcticas, como ser el estudio de la
qumica macromolecular, en la concentracin de metales por flotacin y en
bacteriologa. (Findlay, 1955).
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51
OBJETIVOS
Reflexionar acerca del concepto cientfico de tensin superficial.
Determinar la tensin superficial del etanol y del agua con un detergente
comercial por medio del mtodo del peso de la gota.
DESCRIPCIN DE LA PRCTICA
En esta prctica se determinarn las tensiones superficiales del etanol y agua
con una elevada concentracin de un electrolito fuerte (NaCl), por medio del
mtodo del peso de la gota. Tambin se calcular la medida de la disminucin
en la tensin superficial del agua cuando se le aade como soluto un detergente.
Se recordar el uso del picnmetro para calcular la densidad de las soluciones
a ocupar para la medida de la tensin superficial.
MATERIAL
2 Vasos de precipitados de 100 ml
2 Vasos de precipitados de 250 ml
3 Matraces Erlenmeyer de 100 ml
1 Matraz aforado de 100 ml
1 Picnmetro
2 Buretas de 25 ml
1 Probeta de 100 ml
1 Varilla de vidrio
1 Soporte Universal
EQUIPO
Balanza granataria
-
52
REACTIVOS
Detergente comercial.
Etanol (CH3-CH2-OH)
Cloruro de sodio (NaCl)
Agua destilada
PROCEDIMIENTO
Calibracin de las buretas con agua destilada. Clculo del radio estimado de
cada bureta
1. Discusin grupal con el profesor acerca del concepto de Tensin
Superficial.
Nota: Una simple bureta, con una punta lo ms fina posible, es un
instrumento adecuado para una primera aproximacin a la determinacin de
tensiones superficiales. La punta debe estar completamente limpia. La
primera gota debe formarse lentamente y despreciarse sta y las siguientes,
hasta obtener un rgimen estacionario de cada.
2. Tomar una bureta y llenarla con agua destilada hasta su nivel. Abrir la
llave y dejar caer su contenido gota a gota en un vaso de precipitados a
razn de unas cuatro por minuto y desechar las 10 primeras. Utilizar un
matraz erlenmeyer, previamente pesado, para contener las siguientes 50
gotas.
3. Vuelva a pesar y calcule el peso de las 50 gotas de agua por diferencia
con el peso del matraz vaco. Antelo en la fila correspondiente a la muestra
1 de la tabla mostrada a continuacin.
-
53
Calibracin de la bureta 1
Nmero
de gotas
Masa
de las
gotas
Masa de
una gota
Masa
media de
la gota
Densidad
del agua
Volumen
medio de
la gota
Muestra 1
Muestra 2
rBureta(1) =
4. Seque perfectamente el matraz y repita la experiencia. Anote la masa de
las gotas en la fila correspondiente a la muestra 2 de la tabla anterior.
5. Calcule la densidad del agua con la siguiente expresin:
dAgua = (30.0658 7.4810-3 T) / 30;
donde:
dAgua, es la densidad del agua expresada en g / cm3
T, es la temperatura en grados centgrados.
6. Repetir los pasos anteriores para la bureta no.2. Calcule el volumen
medio de la gota en cada bureta y antelo en las tablas (Estos
volmenes no tienen porqu coincidir).
Calibracin de la bureta 2
Nmero
de gotas
Masa
de las
gotas
Masa de
una gota
Masa
media de
la gota
Densidad
del agua
Volumen
medio de
la gota
Muestra 1
Muestra 2
rBureta(2) =
-
54
7. Con la siguiente expresin y el valor de tensin superficial que se
proporciona en la siguiente tabla, calcule el valor del radio de la
circunferencia de contacto lquido-vidrio (r) que se emplear en las prximas
medidas. Tome =1 como factor corrector. Anote los resultados de rBureta (1)
y rBureta (2) en la tabla correspondiente.
=
=
=
=
donde:
m: masa de la gota ideal
m: masa de la gota desprendida.
V: volumen de la gota desprendida.
: densidad del liquido.
r: radio exterior del capilar
: funcin correctora
Determinacin de la tensin superficial del etanol
1. Calcule la densidad del etanol utilizando el picnmetro. Anotar el resultado
en la siguiente tabla.
-
55
Tensin Superficial del etanol
Nmero
de gotas
Masa
de las
gotas
Masa de
una gota
Masa
media de
la gota
Densidad
del etanol
Volumen
medio de
la gota
Muestra 1
Muestra 2
rBureta() / (V)1/3 = Etanol =
Etanol=
2. Opere del mismo modo que en el proceso de calibracin pero, en este
caso, con la bureta enrasada con etanol. Anote las masas de las 50 gotas en
la tabla.
3. Realice la determinacin dos veces (muestra 1 y muestra 2) con la misma
bureta y lleve a cabo los clculos necesarios para rellenar la tabla 5.3,
excepto los valores que se encuentran en la parte inferior de la tabla.
4. Anote en esta tabla la bureta empleada, incluyendo el nmero
correspondiente en el parntesis de la variable, rBureta( ).
Determinacin de la tensin superficial de una disolucin de 100 ml de NaCl 1M
1. Calcule la densidad de la disolucin utilizando el picnmetro y anote el
resultado en la tabla.
Tensin Superficial de una disolucin de NaCl
Nmero
de gotas
Masa
de las
gotas
Masa de
una gota
Masa
media de
la gota
Densidad
del etanol
Volumen
medio de
la gota
Muestra 1
Muestra 2
rBureta() / (V)1/3 = Disolucin =
Disolucin=
-
56
2. Prepare 100 ml de una disolucin 1M de NaCl y opere de la misma
manera que en el caso anterior. Anote las masas de las 50 gotas en su tabla
correspondiente.
3. Realice la determinacin dos veces (muestra 1 y muestra 2) con la misma
bureta y lleve a cabo los clculos necesarios para rellenar la tabla anterior
excepto los valores inferiores de la misma.
4. Anote en esta tabla la bureta empleada, incluyendo el nmero
correspondiente en el parntesis de la variable, rBureta( ).
Determinacin de la tensin superficial del agua con detergente comercial.
1. Calcule la densidad de la disolucin utilizando el picnmetro.
2. Pese 1 g de detergente en un vaso de 250 ml. Aada 100 ml de agua
medidos en la probeta y homogenice por agitacin con una varilla de vidrio.
3. Opere de la misma manera que en el caso anterior y anote las masas de
las 50 gotas en la siguiente tabla.
Tensin Superficial de una disolucin con detergente comercial
Nmero
de gotas
Masa
de las
gotas
Masa de
una gota
Masa
media de
la gota
Densidad
del
etanol
Volumen
medio de
la gota
Muestra 1
Muestra 2
rBureta() / (V)1/3 = Detergente =
Detergente=
4. Realice la determinacin dos veces (muestra 1 y muestra 2) con la misma
bureta y lleve a cabo los clculos necesarios para rellenar la tabla.
-
57
5.Anote en esta tabla la bureta empleada, incluyendo el nmero
correspondiente en el parntesis de la variable, rBureta( ).
6. Realice las operaciones necesarias para calcular rBureta() / (V)1/3 , y
para cada una de las determinaciones y antelas en las tablas
correspondientes, expresando los datos de tensin superficial en
.
RESULTADOS Y DISCUSIN
CONCLUSIN
CUESTIONARIO
1. Describa el mtodo del ascenso capilar diferencial. Cul es su principal
ventaja?
2. Qu aproximacin se hace cuando se calcula el factor de correccin
para la determinacin de la tensin superficial por el mtodo del
desprendimiento del anillo a travs de una curva de calibrado vs. P para
varios lquidos de diferente tensin superficial?
3. Enumere las operaciones que conozca en Ingeniera Qumica donde
tengan importancia fundamental los fenmenos superficiales.
4. Qu mtodo utilizara para determinar la tensin superficial lquido-
lquido?
5. Analizar el fenmeno de condensacin y evaporacin de agua en un
slido compuesto por capilares que tienen un dimetro uniforme.
-
58
BIBLIOGRAFA
Findlay A. (1955). Prcticas de Fisicoqumica, Ed. Mdico-Quirrgica, Bs.
As.
Daniels, F. y otros (1972). Curso de Fisicoqumica Experimental, McGraw
Hill, 7 Edicin
B.B. Freud & H.Z. Freud, J. Am. Chem. Soc., 52, 1772 (1930)
ARTCULOS RELACIONADOS CON LA PRCTICA
-
59
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
EXPERIENCIA EDUCATIVA LABORATORIO DE FISICOQUMICA
FACULTAD DE INGENIERA QUMICA
PRCTICA No. 6
VISCOSIDAD
SUSTENTO TERICO
La viscosidad es un parmetro de los fluidos que tiene importancia en diversas
aplicaciones industriales tales como el desempeo de los lubricantes usados en
maquinas y mecanismos. La viscosidad de las sustancias puras vara de forma
importante con la temperatura y en menor grado con la presin. La facilidad con
que un lquido se escurre es una pauta de su viscosidad. Se define la viscosidad
como la propiedad que tienen los fluidos de ofrecer resistencia al movimiento
relativo de sus molculas. (Adkins, 1977)
Tambin se suele definir a la viscosidad como una propiedad de los fluidos que
causa friccin, esto da origen a la perdida de energa en el flujo del fluido. La
importancia de la friccin en las situaciones fsicas depende del tipo de fluido y
de la configuracin fsica. Si la friccin es despreciable, se considera el flujo
como ideal. La viscosidad se deriva como consecuencia del principio de Newton
de la viscosidad. Este principio establece que para un flujo laminar y para ciertos
fluidos llamados Newtonianos, la tensin cortante es una entercara tangente a la
direccin del flujo, es proporcional al gradiente de la velocidad en direccin
anormal al flujo.
-
60
OBJETIVOS
Determinar la viscosidad de cuatro lquidos (agua, glicerina, aceite de
oliva, shampoo) diferentes utilizando la Ley de Stokes.
Comprender el funcionamiento de un viscosmetro rotatorio.
Manejar adecuadamente el viscosmetro rotatorio para determinar la
viscosidad de un liquido de prueba.
DESCRIPCIN DE LA PRCTICA
En el desarrollo de esta prctica se determinar la viscosidad de diferentes
lquidos por medio de un experimento sencillo a travs del cual se tomar el
tiempo en que una pelota tarda en llegar al fondo de la probeta que contiene el
lquido problema. Se aprender a manejar el viscosmetro rotatorio as como las
partes del mismo y se determinar la viscosidad de diferentes lquidos
problema.
MATERIAL
Probeta de 100 ml
Cronmetro
Balanza
Tres pelotas chicas de diferentes tamaos
Vernier (m.e. 1/20mm)
REACTIVOS
Agua destilada
Glicerina
Aceite de Oliva
Shampoo.
Miel
Yogurt
-
61
EQUIPO
Viscosmetro Rotatorio Modelo 4535-1.
PROCEDIMIENTO
Determinacin de la viscosidad mediante un viscosmetro rotatorio
1. Antes de realizar la prctica llevar a cabo una discusin grupal acerca del
concepto de viscosidad.
2. Colocar el viscosmetro en un lugar firme libre de vibraciones externas y
de corrientes de aire.
3. Seleccionar el nmero de aguja. El viscosmetro tiene un rango de agujas
que va de 1 a 7. La nmero 1 es la ms larga y es usada para producir el
rango ms bajo del viscosmetro (0 a 100 cP).
4. Cambie el spindle set control y colquelo en el nmero de aguja que
selecciono.
5. Asegure la aguja al eje inferior spindle nut levantando ligeramente el eje
y sostenindolo firmemente con una mano, mientras se enrosca la aguja
con la otra. Las agujas deben estar limpias ya que el buen contacto
previene la rotacin del eje excntrico.
6. Insertar la aguja en el lquido de prueba hasta que su nivel est en la
marca que la aguja tiene para este propsito. Puede ser ms conveniente
introducir primero la aguja antes de asegurarla al eje inferior del cabezal.
Evitar que no queden burbujas atrapadas entre la aguja y el lquido
7. Verificar que el viscosmetro est nivelado, mediante la burbuja de nivel.
8. Seleccionar la velocidad angular ms baja speed control.
9. Conectar el viscosmetro a la toma de corriente y encender el
viscosmetro usando el switch on/off, esperar a que se alcance el rgimen
-
62
estacionario. El tiempo requerido para esta operacin depende de la
velocidad angular, por arriba de 4 r.p.m. bastarn unos 20 30 segundos,
a velocidades menores espera una vuelta completa del cuadrante.
10. Cambiar la velocidad angular una vez que el viscosmetro se haya
estabilizado. Cambiar el nmero de aguja y la velocidad angular conforme
se vaya cambiando el lquido de prueba.
11. Escribir los resultados e indicar el nmero de aguja que se utiliz para
medir la viscosidad de los diferentes lquidos de prueba as como la
velocidad angular. Registrar la viscosidad dada por el viscosmetro en cP.
Rango de medidas desde 0 hasta mximo cP ( k = 1,000)
La lectura mnima recomendada es el 10% de la escala.
Ejemplo: la aguja nmero 7 a 1 rpm mide de 0 a 999,900 cP en incrementos de
100 cP.
-
63
Partes del Viscosimetro Rotatorio Modelo 4535-1
-
64
Determinacin de la viscosidad por medio de un objeto slido.
1. Medir los dimetros de las pelotas, as como la densidad de cada una de
ellas.
2. Determinar la densidad de cada uno de los reactivos a utilizar.
3. Llenar una probeta de 100 ml y marcar un sistema de referencia.
4. Colocar la pelota en la parte superior de la probeta y poner el cronmetro
en la posicin cero. (Tomar tres pelotas diferentes para cada reactivo)
5. Soltar la pelota y poner el cronmetro en funcionamiento en el momento en
que la pelota pasa por las marcas puestas en nuestro marco de referencia.
6. Se registra el tiempo y se repite este proceso con cada lquido y con cinco
diferentes marcas.
7. Se determina la viscosidad en base a los datos obtenidos mediante la
ecuacin:
= (2)(r2)(g)(esfera- liquido)/ (9)(h/t)
Donde:
= la viscosidad del liquido problema
r= radio de la esfera
g= gravedad
esfera = densidad de la esfera
liquido = densidad del liquido problema
v = velocidad, que es igual a: h/ t
donde:
t= tiempo de cada de la esfera en un marco de referencia
h= longitud del tubo en el mismo marco de referencia
-
65
Reactivo Densidad (Kg/m3)
Agua 1000
Glicerina 1261
Aceite de Oliva 918
Shampoo 1020
8. Descargar los datos obtenidos en las siguientes tablas.
Pelotas usadas en agua
Pelota Dimetro (m) Peso (Kg) Densidad (kg/m3)
1
2
3
Pelota 1 Agua
Posicin Distancia (m) Tiempo (s) Viscosidad (Pa*s)
1
2
3
4
5
-
66
Pelota 2 Agua
Posicin Distancia (m) Tiempo (s) Viscosidad (Pa*s)
1
2
3
4
5
Pelota 3 Agua
Posicin Distancia (m) Tiempo (s) Viscosidad (Pa*s)
1
2
3
4
5
Pelotas usadas en la Glicerina
Pelota Dimetro (m) Peso (Kg) Densidad (kg/m3)
1
2
3
Pelota 1 Glicerina
Posicin Distancia (m) Tiempo (s) Viscosidad (Pa*s)
1
2
3
4
5
-
67
Pelota 2 Glicerina
Posicin Distancia (m) Tiempo (s) Viscosidad (Pa*s)
1
2
3
4
5
Pelota 3 Glicerina
Posicin Distancia (m) Tiempo (s) Viscosidad (Pa*s)
1
2
3
4
5
Pelotas usadas en el aceite de oliva
Pelota Dimetro (m) Peso (Kg) Densidad (kg/m3)
1
2
3
Pelota 1 aceite de oliva
Posicin Distancia (m) Tiempo (s) Viscosidad (Pa*s)
1
2
3
4
5
-
68
Pelota 2 aceite de oliva
Posicin Distancia (m) Tiempo (s) Viscosidad (Pa*s)
1
2
3
4
5
Pelota 3 aceite de oliva
Posicin Distancia (m) Tiempo (s) Viscosidad (Pa*s)
1
2
3
4
5
Pelotas usadas en el Shampoo
Pelota Dimetro (m) Peso (Kg) Densidad (kg/m3)
1
2
3
Pelota 1 Shampoo
Posicin Distancia (m) Tiempo (s) Viscosidad (Pa*s)
1
2
3
4
5
-
69
Pelota 2 Shampoo
Posicin Distancia (m) Tiempo (s) Viscosidad (Pa*s)
1
2
3
4
5
Pelota 3 Shampoo
Posicin Distancia (m) Tiempo (s) Viscosidad (Pa*s)
1
2
3
4
5
RESULTADOS Y DISCUSIN
CONCLUSIN
CUESTIONARIO
1. A nivel molecular, a qu se deben las fuerzas de viscosidad?
2. Si el cuerpo esfrico es una burbuja de aire, esta asciende en lugar de
descender, cmo queda la primera ley de Newton en dicho caso?
3. Porqu es necesario conocer la viscosidad de una sustancia?
-
70
4. Explique algunos mtodos analticos y/o grficos para estimar la
viscosidad de una sustancia.
5. Indique otros mtodos experimentales para la determinacin de la
viscosidad de lquidos, dando una breve explicacin.
BIBLIOGRAFA
Adkins, C. J. (1977) Termodinmica del Equilibrio. Revert. Espaa
F. Sears et al. (1999) Fsica Universitaria. Addison Wesley . Mxico
Brookfield Synchro-letric Viscometer. Manual de Operaciones.
Lab-Line Viscometers. Operation Manual
ARTCULOS RELACIONADOS CON LA PRCTICA
-
71
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
EXPERIENCIA EDUCATIVA LABORATORIO DE FISICOQUMICA
FACULTAD DE INGENIERA QUMICA
PRCTICA No. 7
CAPACIDAD TERMICA
SUSTENTO TERICO
El calor es la energa en trnsito entre dos cuerpos o sistemas, proveniente de la
existencia de una diferencia de temperatura entre ellos. Las unidades de
cantidad de calor (Q) son las mismas unidades de trabajo, las cuales son
Kilogrmetro (Kgm), Joule (J), y Ergio (erg). Hay otras unidades usadas como
Calora (Cal), Kilocalora (Kcal) y British Termal Unit (BTU). No todos los cuerpos
reaccionan de la misma forma frente al calor. En un da soleado la radiacin
solar aumenta sensiblemente la temperatura de un riel, por ejemplo, o del techo
metlico de una casa. La madera, en cambio, o un trozo de lana, no aumentan
"tanto" su temperatura, aunque estn expuestos a la misma radiacin solar. Esta
diferencia se puede cuantificar mediante la capacidad trmica. La capacidad
trmica o calorfica es el calor que es capaz de almacenar un sistema al
incrementarse su temperatura en un grado para una cierta cantidad de masa de
ah que proviene el nombre de "capacidad". La capacidad trmica de un cuerpo
es la relacin entre la cantidad de calor (Q) recibida por un cuerpo y la variacin
de temperatura (T) que ste experimenta. (Beltrn, 1974)
C =
-
72
OBJETIVOS
Comprender el concepto de capacidad trmica y las unidades en las
cuales puede ser expresado.
Obtener a travs de una interaccin energtica entre dos sistemas la
capacidad trmica especifica de un metal.
DESCRIPCIN DE LA PRCTICA
En esta prctica se podr comprender el concepto de capacidad trmica
mediante un experimento sencillo. Por medio de cilindros pequeos de aluminio
y slidos metlicos se calcular la variacin de temperatura de los mismos y se
obtendr la capacidad trmica del sistema as como un grafico de la misma
contra la masa de estos slidos.
MATERIAL
2 latas de refresco chicas y 3 slidos de metal de diferentes tamao y
forma
1 termmetro de mercurio
1 cronmetro
1 Dewar
1 vaso de precipitados de 500 ml
1 Parilla
1 probeta grande
Hylo de Nylon
EQUIPO
Termmetro digital
.
REACTIVOS
Agua destilada
-
73
PROCEDIMIENTO
Primera Etapa
1. Antes de realizar la prctica llevar a cabo una discusin grupal acerca del
concepto de capacidad trmica.
2. Pegar una lata de refresco chica encima de otra formando una torre y
amarrar con el hilo de tal manera que se puedan sacar y meter del agua.
3. Colocar 600 ml de agua a temperatura ambiente en el Dewar. Tapar el
recipiente e insertar el termmetro digital en la tapa.
4. Introducir las latas en el vaso de precipitados grande con agua a 40 C de
tal manera que las cubra y dejarlas ah por lo menos tres minutos. Mantener
el termmetro en el agua durante ese tiempo. Transcurridos los tres minutos,
el agua y el metal deben estar en equilibrio trmico. Registrar la temperatura
(este valor corresponder a la temperatura inicial del metal).
5. Transferir las latas al Dewar que contiene el agua a temperatura
ambiente. Usar el hilo que quedo libre en el atado de las latas para realizar
esta operacin. Para minimizar la interaccin con el aire, transferir las latas
al agua rpidamente y tapar el vaso. Esperar tres minutos. Registrar la
temperatura final del metal y del agua.
6. Repetir el experimento introduciendo los mismos cilindros de metal en
agua a 60 C, 80 C y temperatura de ebullicin. (En el ltimo caso, el agua
en el vaso de precipitados deber hervir vigorosamente al calentarla)
7. Responder las preguntas anexadas y descargar los datos obtenidos en
las tablas.
Cmo se calcula el calor ganado por el agua?
Cmo se calcula el calor cedido por los cilindros metlicos?
Calcular la variacin de temperatura de los cilindros de aluminio en cada
experimento.
-
74
Trazar un grafico del calor cedido por el metal contra el cambio de
temperatura del mismo. Qu tipo de comportamiento se observa? Qu
informacin proporciona este grafico?
Datos Experimentales
Agua Metal
Evento T inicial T final T inicial T final
1
2
3
4
5
Hoja de Clculo
Agua Metal
Evento T H2O
Q ganado Tmetal
Q cedido
1
2
3
4
5
Segunda Etapa
1. Colocar 600 ml de agua a temperatura ambiente en el Dewar y registrar
su temperatura. Amarrar un hilo a uno de los 3 slidos metlicos para
poderlo manipular. Introducir el slido en agua a 70 C (utilizar el bao