Práctica 2

PRÁCTICA 2: MEZCLAS HOMOGENEAS Y HETEROGENEAS

1- Definición y clases de mezclas

Vamos a definir homogéneo y heterogéneo y después aplicarlo en las mezclas.

   - Homogéneo : Cuando todos los elementos que forman una agrupación son iguales (una manada de cebras serán todas iguales). No se diferencian unos de otros. En química cuando una sustancia tiene una composición uniforme.

   - Heterogéneo : Agrupación de elementos desiguales, se pueden diferenciar. En química aquella sustancia en la que se pueden diferenciar las fases o partes que la componen.

   Bien ahora que ya tenemos claro las definiciones pasamos a explicar las mezclas homogéneas y heterogéneas. Lo primero de todo saber que una mezcla es aquella que está formada por varios componentes, que no pierden sus propiedades y características por el hecho de mezclarse.

   - Mezclas homogéneas : Aquellas mezclas que sus componentes no se pueden diferenciar a simple vista. Las mezclas homogéneas de líquidos se conocen con el nombre de disoluciones y están constituidas por un soluto y un disolvente, siendo el primero el que se encuentra en menor proporción y además suele ser el líquido. Por ejemplo, el agua mezclada con sales minerales o con azúcar, el agua es el disolvente y el azúcar el soluto.

   - Mezclas Heterogéneas : Aquellas mezclas en las que sus componentes se pueden diferenciar a simple vista.

Por ejemplo el chocolate es una mezcla homogénea por que aunque parezca un solo producto por la parte de atrás del envoltorio te habrás fijado que vienen los componentes (leche,cacao, grasa, etc), por lo tanto son varios componentes y no se diferencian unos de otros en la mezcla. ¿Qué tipo de mezcla es? Pues homogénea.

   Una roca que tenga varios componentes, como por ejemplo el gneis y además se distingan a simple vista, será heterogénea.

2- Técnicas de separación

Las técnicas que se utilizan para separar las mezclas son:

   Tamización: esta puede ser utilizada para la separación de mezclas sólidas, compuestas con granos de diversos tamaños. Lo que se hace es hacer pasar a la mezcla por varios tamices (tabla con agujeros de pequeño tamaño).

   Filtración: esta técnica permite la separación de aquellas mezclas que están compuestas por líquidos y sólidos no solubles, es decir que los sólidos no se disuelven en el líquido. Por ejemplo el azucar se disuelve con el agua, pero si echamos arena esta no se disuelve, es decir no es soluble. Para separar estas mezclas, se utiliza un embudo con un papel de filtro en su interior. Lo que se hace pasar a la mezcla por ellos.

   Separación magnética: esta técnica sólo es útil a la hora de separar sustancias con propiedades magnéticas de aquellas que no las poseen. Para esto, se utilizan imanes que atraen a las sustancias magnéticas y así se logra separarlas de las que no lo son.

   Decantación: Decantar es dejar reposar la mezcla. Esta técnica sirve para la separación de líquidos que tienen diferentes densidades y no son solubles entre sí. En esta técnica se requiere un embudo de decantación que contiene una llave para la regulación del líquido. Una vez decantada la mezcla (dejar en reposo) el elemento más denso irá al fondo y por medio del embudo de decantación, cuando se abre la llave se permite el paso del líquido más denso hacia un recipiente ubicado en la base, quedando el líquido con menor densidad en la parte de arriba del embudo.

Cristalización y precipitación: esta permite la separación de un soluto sólido de que se encuentra disuelto en un disolvente. Se calienta la disolución para concentrarla, luego se la filtra y se la coloca en un cristalizador hasta que se evapore el líquido, quedando el sólido en forma de cristal.

   Destilación: es útil para la separación de líquidos que son solubles entre sí. Lo que se hace es hervirlos y, como esto lo hacen a distintas temperaturas de ebullición, se toman sus vapores por un tubo para luego pasarlo al estado líquido nuevamente. Esto es posible gracias a que hierven en distintos tiempos. Por ejemplo imaginemos agua y sal. El agua hierve a 100ºC, si calentamos la mezcla a esa temperatura lo que se evapora será el agua, la sal no se evaporará (tiene temperatura de ebullición más alta). Si recogemos el vapor tenemos el agua separada de la sal.

3- Realización de la práctica

Experiencia 1

Separación de mezclas heterogéneas

MEZCLA: limaduras de hierro, arena y sal común 

Material: 

1 vaso de precipitados de 50 ml (para la mezcla) 

1 vaso de precipitados de 100 ml (para agua) 

1 cuentagotas 

2 erlenmeyers de 100 ml 

1 embudo de vidrio pequeño

1 varilla de vidrio 

1 cápsula Petri 

1 imán 

Preparamos una mezcla de 1 gramo de limaduras de hierro, 3 gramos de sal común y 10 gramos de arena, precisando hasta el decigramo.

Separación del hierro: Esparcimos la mezcla sobre una superficie de papel de filtro o cápsula Petri y vamos pasando por encima un imán. Removemos constantemente la mezcla con ayuda de la varilla de vidrio. Así sucesivamente, hasta asegurarnos de que no queda hierro en la mezcla, para ello debemos ir pesando la mezcla, para tener la referencia. 

Separación de la sal común: El resíduo que queda en el vaso, arena+sal común, lo pasamos a un embudo provisto de un filtro y lo tratamos con pequeñas porciones de agua caliente. Recogiendo todo el filtrado en un matraz erlenmeyer. El lavado de la arena, debe repetirse dos o tres veces, con objeto de asegurarse de la total disolución. 

Para recuperar el cloruro de sodio hay que proceder a su cristalización. Para ello, hay que eliminar el agua, hirviendo la solución hasta que ésta esté saturada. En este punto procederemos a dejarlo cristalizar. 

Separación de la arena: Una vez que el filtro haya dejado de gotear, se le saca con cuidado del embudo y se extiende, sin retirar la arena, sobre papel de filtro para que se seque rapidamente. Una vez seca, se procederá a pesarla. Todas las pesadas se deben de cuidar para poder comprobar al final los pesos resultantes con los iniciales y ver las pérdidas que se han producido.

Experiencia 2

MEZCLA: Agua y aceite

MATERIAL

Pie
aro
embudo de decantación
embudo de líquidos
3 vasos de precipitados
varilla de vidrio
aceite
agua

DECANTACIÓN. Método de separación utilizado para separar dos líquidos inmiscibles (que no se mezclan) en base a su diferente densidad. La mezcla se introduce en un embudo de decantación, se agita (abriendo la llave varias veces para que salgan los gases) y se deja reposar. Cuando se aprecien dos fases claramente separadas, se extraen ambas por la parte inferior del embudo.

La separación del agua y del aceite se puede llevar a cabo mediante una decantación ya que, se trata de dos líquidos inmiscibles con densidades diferentes.

En un vaso de precipitados y con ayuda de una varilla mezclamos el agua y el aceite.

Utilizando un embudo de líquidos, añadimos la mezcla al embudo de decantación.

Agitamos, abriendo varias veces la llave del embudo (para dejar salir los vapores).

Colocamos el embudo en el aro y dejamos reposar.
Cuando se aprecien claramente dos fases separadas, extraemos la primera en uno de los vasos de precipitados

Antes de que salga todo, cerramos la llave y extraemos la interfase aceite-agua en el vaso manchado con la mezcla.

Finalmente, extraemos la fase superior en un tercer vaso de precipitados.

Limpiar y recoger.

Experiencia 3

MEZCLAS HOMOGENEAS

Mezcla: agua y alcohol

Esta práctica la realizará el profesor debido a que el proceso de la destilación conlleva riesgos. Se realizará el montaje que se observa en la figura y destilaremos una mezcla de agua y acetona.

Averiguaremos que material corresponde a cada número. Tendremos que tomar medidas de la temperatura del destilado en función del tiempo para luego completar la tabla y el gráfico que encontraremos en el portafolio.

Práctica 1

PRÁCTICA 1: LOS CAMBIOS DE ESTADO DE LA MATERIA

1- Estados de la materia

 La materia existe en cuatro estados, 3 fundamentales y el cuarto estado es el que más abunda en la naturaleza: Sólido, líquido y gas. En toda molécula existen 2 tipos de fuerzas intermoleculares. Fuerza de atracción (Fa): Que nos permite la cohesión y el ordenamiento de las moléculas. Fuerza de repulsión (Fr): Que permite la separación de las moléculas.
 a) Estado sólido: Se caracteriza por tener forma y volumen definido, debido a que la fuerza de atracción intermolecular es mayor que la fuerza de repulsión.
 b) Estado líquido: Se caracteriza por tener volumen definido y forma variable según el recipiente que lo contenga, debido al equilibrio existente entre la fuerza de atracción y la de repulsión.
 c) Estado gaseoso: Estos carecen de forma y volumen definido, ya que la fuerza de repulsión intermolecular es mayor que la fuerza de atracción.

 2- Cambios de estado de la materia 

 La materia cambia de un estado a otro por efecto de la temperatura y presión, ya sea aumentando o disminuyendo la energía calórica. En la naturaleza es frecuente observar que la materia cambia de un estado a otro. Tal vez el ejemplo más conocido sea el caso del agua, que se puede encontrar en forma sólida, líquida y gaseosa. Se reconocen 2 tipos de cambios de estado: Progresivos y regresivos.

 a) Cambios de estado progresivos: Los cambios de estado progresivos se producen cuando se aplica calor a los cuerpos y son: sublimación progresiva, fusión y evaporación.

Sublimación progresiva: Este cambio se produce cuando un cuerpo pasa del estado sólido al gaseoso directamente. Ejemplo: sublimación del yodo, sublimación de la naftalina.

 Fusión: Es el paso de una sustancia, del estado sólido al líquido por la acción del calor. La temperatura a la que se produce la fusión es característica de cada sustancia. Por ejemplo, la temperatura a la que ocurre la fusión del hielo es 0º C. La temperatura constante a la que ocurre la fusión se denomina Punto de Fusión. A esta temperatura existe un equilibrio entre el estado cristalino de alta ordenación y el estado líquido más desordenado.

 Evaporación: Es el paso de una sustancia desde el estado líquido al gaseoso. Este cambio de estado ocurre normalmente a la temperatura ambiente, y sin necesidad de aplicar calor. Bajo esas condiciones, sólo las partículas de la superficie del líquido pasarán al estado gaseoso, mientras que aquellas que están más abajo seguirán en el estado inicial. Sin embargo, si se aplica mayor calor, tanto las partículas de la superficie como las del interior del líquido podrán pasar al estado gaseoso. El cambio de estado así producido se llama Ebullición. La temperatura que cada sustancia necesita para alcanzar la ebullición es característica de cada sustancia y se denomina Punto de Ebullición. Por ejemplo, el punto de ebullición del H2O a nivel del mar es 100º C.

 Observaciones: La temperatura a la que ocurre la fusión o la ebullición de una sustancia es un valor constante, es independiente de la cantidad de sustancia y no varía aún cuando ésta continúe calentándose.

 b) Cambios de estado regresivos: Los cambios de estado regresivos son aquellos que se producen cuando los cuerpos se enfrían. Se reconocen 3 tipos: Sublimación regresiva, solidificación y condensación.

 Sublimación regresiva: Es el cambio de estado que ocurre cuando una sustancia gaseosa se vuelve sólida, sin pasar por el estado líquido.

 Solidificación: Es el paso de una sustancia desde el estado líquido al sólido. Este proceso ocurre a una temperatura característica para cada sustancia denominada punto de solidificación y que coincide con su punto de fusión.

 Condensación: Es el cambio de estado que se produce en una sustancia al pasar del estado gaseoso al estado líquido. La temperatura a la que ocurre esta transformación se llama punto de condensación y corresponde al punto de ebullición.

3- Realización de la práctica.

 Experiencia 1
 La experiencia se lleva a cabo con agua destilada que se coloca en un erlenmeyer en el que se introduce un termómetro. Para calentar se emplea un calefactor eléctrico dotado de agitador magnético. Una buena agitación del líquido es imprescindible para lograr que su temperatura sea homogénea.
Los alumnos, distribuidos en grupos de dos, realizan medidas de la temperatura del líquido cada 2 min, al principio, y cada minuto, una vez que la ebullición comienza. Se anotaran todas las medidas en la tabla existente en el portafolio correspondiente a la hoja de cálculo "Laboratorio de física y química" y se construirá una gráfica para ver la relación de la temperatura y el tiempo.

 Experiencia 2
Preparamos tres vasos con un cubito de hielo cada uno, y los colocamos, uno en el congelador, otro en el frigorífico, y el último, al aire libre. Dejamos pasar el tiempo para ver qué ocurre. Observaremos los tres vasos a diferentes tiempos:
- Al final de la clase
- Al día siguiente
 - Al cabo de tres días

 Experiencia 3
Vamos a observar una reacción de sublimación. Para ello colocaremos en un vaso de precipitados una cucharada de iodo sólido. Taparemos el vaso con un vidrio de reloj y sobre éste colocaremos un cubito de hielo.
Dejaremos pasar un tiempo y podremos observar cómo se forma un gas violeta dentro del vaso. Al cabo de unos minutos destaparemos el vaso y veremos que ha ocurrido debajo del vidrio de reloj.

El cuaderno de laboratorio

 Hacer un experimento no se limita a preparar disoluciones y a realizar medidas con aparatos diversos. Cualquier científico está obligado a elaborar un informe escrito de las actividades que ha desarrollado en el laboratorio y de los resultados obtenidos. Estos informes se recogen en el cuaderno de laboratorio, que es personal e intransferible. En muchos casos, sobre todo en empresas privadas, se considera que el propietario del cuaderno de laboratorio (y de la información que contiene) es la empresa, y su contenido se considera como confidencial.

En nuestra asignatura, a la hora de evaluar, valoraremos tres aspectos de vuestro trabajo:

1.- Trabajo en el laboratorio (cumplir las normas de seguridad, conocer y trabajar con el material adecuado…)

2.- Informe completo de una de las prácticas realizadas

3.- El cuaderno de laboratorio

El cuaderno de laboratorio es uno de los aspectos más importantes porque en él tendremos que trabajar antes, durante y después de cada práctica. Es el lugar donde deben estar todos los datos necesarios para la realización del trabajo antes de empezar y donde anotaremos todos los resultados obtenidos así como las operaciones que realizaremos en el laboratorio.

Aquí os dejo unas cuantas nociones básicas para que vayáis viendo como debe ser este cuaderno. Tenéis más información en el portafolio

   -          ¿Cómo tiene que ser el cuaderno de laboratorio?

Debe ser un cuaderno de hojas tamaño A4 con tapa dura a ser posible y hojas cuadriculadas para que nos sea más sencillo dibujar tablas y gráficas

   -          ¿Qué partes ha de tener cada práctica?

Lo primero que debe figurar en el cuaderno es la fecha del día de la realización de la práctica. A continuación irá el título de ésta y debajo la reacción o experimento que vayamos a realizar.

Después, haremos un pequeño esquema de los pasos que vamos a seguir. Explicando en cada uno el material a utilizar y los reactivos. Una vez acabado el esquema, se nombrará cada reactivo que vayamos a utilizar y se describirán sus riesgos y las normas de seguridad a seguir en su manejo. Se va a prestar mucha atención a este apartado ya que es fundamental para una experiencia segura en el laboratorio.

Una vez empezada la práctica, se anotará en el cuaderno todo aquello que hagamos: montajes, reacciones, resultados de mediciones, masas de reactivos usadas, masas de productos obtenidas… Absolutamente todo lo que hagamos debe quedar registrado

Al acabar la práctica si queda algún cálculo por realizar o algún gráfico también se realizará en el cuaderno.

Seguridad. Pictogramas y frases R y S

Una vez entramos en el laboratorio con las normas básicas de seguridad aprendidas y conociendo el material que vamos a utilizar nos encontraremos con las sustancias químicas. La mayoria de sustancias que nos vamos a encontrar en un laboratorio son sustancias, por lo general, peligrosas y muy diferentes entre sí. Debido a esto debemos conocer los riesgos que comporta su manejo antes de utilizarlos.

Antes de cada práctica, cada uno de vosotros deberá haber buscado las fichas de seguridad de las sustancias que vayamos a utilizar cada día y anotarse en la libreta de laboratorio que riesgos conlleva su utilización y que medidas de seguridad debemos tomar para su correcta utilización. Para ello buscaréis las fichas de seguridad de las sustancias en http://www.sigmaaldrich.com/spain.html , en http://www.chemnetbase.com/ o en https://www.alfa.com/es/ . Debéis tener en cuenta que en estas páginas debéis buscar el nombre de los productos en Inglés por lo que podéis utilizar el traductor de google u otro traductor. Una vez tengáis localizado el producto en estas páginas buscad la ficha SDS donde tendréis que buscar que pictogramas y que frases R y S (riesgos y seguridad) y anotad en vuestro cuaderno de laboratorio los peligros y las medidas de seguridad que debemos adoptar.

A continuación os dejo una breve descripción de los pictogramas de seguridad y en portafolio podréis acceder al documento donde están todas las frases R y S

Peligro de corrosión: Estos productos son corrosivos y son, por ejemplo: los que atacan y destruyen los metales y los que queman la piel y/o los ojos en caso de contacto o proyección. Su símbolo es:

Gases a presión: Son gases a presión dentro de un recipiente que pueden: explotar bajo efectos del calor: Gases comprimidos, licuados o disueltos. Los gases licuados refrigerados pueden provocar quemaduras y heridas por frío. Su símbolo es:

Producto irritante, tóxico: Estos productos químicos pueden ser: Tóxicos a grandes dosis. Irritantes para los ojos, nariz, la garganta o la piel.  Pueden causar alergias en la piel (eczema). Pueden causar somnolencia o vértigos.

Peligro de explosión: El producto puede explotar en contacto con una llama, una chispa, electricidad estática, por calor, por un choque, fricción … Son por ejemplo: Materiales explosivos, materiales autoreactivos y ciertos peróxidos orgánicos. Su símbolo es:

Peligro de incendio: El producto puede inflamarse: en contacto con una llama, una chispa, electricidad estática. Por efecto del calor, fricción. En contacto con el aire. En contacto con el agua, emiten gases inflamables. Su símbolo es:

Productos comburentes: El producto puede provocar o agravar un incendio o provocar una explosión en presencia de productos inflamables. Su símbolo es:

Peligro para la salud: Estos productos se clasifican en una o más de estas categorías: cancerígenos, mutágenos y tóxicos para la reproducción. Alteran el funcionamiento de ciertos órganos como el hígado, sistema nervioso. Estos efectos tóxicos pueden aparecer con una o varias exposiciones. Causan daños a los pulmones y pueden ser mortales su entran en el tracto respiratorio. Causan alergias respiratorias (asma, por ejemplo). Estos productos pueden ejercer su toxicidad por vía oral, cutánea o por inhalación.

Peligro para el medio ambiente: Son productos que pueden causar efectos nocivos sobre los organismos del medio acuático.

Esta simbología es la utilizada actualmente, es posible que aparezca algún símbolo distinto en frascos de reactivos antiguos.

Material de Laboratorio

En un laboratorio nos podemos encontrar con diferentes tipos de materiales: material de vidrio, plástico, metal y otro tipo de materiales como corcho, papel…

-El material de vidrio se caracteriza por su gran resistencia a ácidos y bases, destacando el vidrio Pírex o borosilicatado que ofrece gran resistencia térmica. La única precaución a tener en cuenta es que no se debe utilizar para conservar disoluciones saturadas de bases.

-El material de plástico puede ser de diferentes tipos de polímeros, aunque el más frecuente es el polipropileno. Cuando se emplea material de plástico hay que tener en cuenta las disoluciones que va a contener ya que algunos plásticos pueden ser atacados.

-El material metálico puede ser de distintos metales dependiendo de su función. Para estar en contacto con los compuestos se utiliza aceros especiales que no sean atacados.

RECUERDA: El material del puesto de trabajo debe recontarse al inicio y al final de la sesión.

LIMPIEZA DE MATERIAL: Lavado, enjuagues y secado

Para que los resultados obtenidos en el laboratorio sean fiables se ha de mantener la mesa de trabajo limpia y se debe limpiar el material de laboratorio de forma adecuada. En general, el material de vidrio se suele lavar en primer lugar con agua y jabón y se enjuaga con agua del grifo.

Una vez lavado si se va a necesitar el material seco:

1.- Eliminamos el exceso de agua del lavado sacudiendo ligeramente el material o dejando escurrir.

2.- Enjuagamos con un poco de acetona deslizándola por toda la superficie a secar.

3.- Desechar la acetona al frasco de residuos.

4.- Dejar secar el material al aire o secarlo con el secador eléctrico o en la estufa. Hay que tener en cuenta que nunca se debe poner en la estufa el material volumétrico (pipetas, buretas, matraces aforados…)

ES RESPONSABILIDAD DEL ESTUDIANTE LIMPIAR ADECUADAMENTE TODO EL MATERIAL QUE USA ANTES Y DESPUÉS DE LA PRÁCTICA

Publicado el 24 abr. 2012 por Josefa Barceló

Nombre y función del material de laboratorio de química

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BIENVENID@S

Bienvenidos todas y todos a este nuevo blog que espero os sea de utilidad en el estudio de las ciencias naturales en general y, más concretamente,  en el trabajo práctico de laboratorio de física y química.

El laboratorio es un lugar apasionante donde podréis comprobar que las ciencias son divertidas y que están en todo lo que nos rodea. Desde la cocción de la comida de cada día hasta en los móviles y otros dispositivos que utilizamos en nuestra vida cotidiana hay reacciones físico-químicas. Toda la base que después se utiliza para la fabricación de todo lo que nos rodea ha nacido en un laboratorio muy parecido al que nosotros utilizaremos en nuestras prácticas.

Para comenzar con nuestra iniciación al trabajo en el laboratorio debemos conocer antes las normas de seguridad. Estas normas son fundamentales para realizar cualquier trabajo en el laboratorio y son de cumplimiento obligatorio par toda persona que quiera entrar en un laboratorio. Un laboratorio es un lugar donde podemos encontrar materiales y sustancias peligrosas por ello aquí os dejo un video que debéis ver antes de entrar al laboratorio.





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