+23.01.40.png)
Instituto
Tecnológico de Estudios Superiores de Monterrey
Campus
Puebla
Escuela
de Ingeniería y Ciencias Aplicadas
Departamento
de Biotecnología
Laboratorio
de Química Experimental-Q.1014.01
Dr. Isaac Monroy
Mrto. Víctor H. Blanco
Práctica 2: Manejo de material y técnicas
básicas de laboratorio
Equipo 7:
Laura Barba Castillo A01322562
Alejandro
Larios Campos A00399515
Rodrigo E. Hernández Jiménez A01324406
Brenda Berenice Jerónimo Atanacio A01324138
Fecha
de entrega: jueves 24 de enero de 2013
Objetivos
· Desarrollar
las habilidades motrices necesarias para manejar en forma adecuada las
sustancias, el equipo y material del laboratorio
·
Conocer el fundamento del
mechero Bunsen y los principales elementos que lo constituyen.
·
Distinguir las zonas más importantes
de la llama del mechero Bunsen.
·
Diferenciar entre los
diferentes tipos de balanzas que se ocuparán en el laboratorio.
·
Conocer las condiciones
ambientales de operación de una balanza analítica.
·
Comprender el concepto de “tarar”
·
Operar con exactitud y
precisión la balanza analítica y granataria.
Introducción
El
material de laboratorio puede clasificarse de 2 formas ya sea por su uso o por
el material del que están hechos. Por el material del que están hecho se
dividen en: Material de vidrio, metal, hule, plástico, madera, porcelana y
asbesto. Mientras que por el uso, los materiales se dividen en:
·
Contención.- Materiales destinados a la retención de
sustancias liquidas, sólidas y gaseosas. Por ejemplo: Vasos de precipitados,
matraz Erlenmeyer, tubo de ensayo, probetas, buretas, matraz bola, capsula de
porcelana.
·
Soporte.- Son material que
permiten sujetar o sostener algunos materiales de laboratorio para un objetivo
específico. Por ejemplo: Soporte universal, gradilla, diversos tipo de pinzas, triangulo
porcelana.
·
Calentamiento.- Material que
sirven para calentar sustancias, debido
a su composición son muy resistentes a los reactivos químicos y a cambios
bruscos de temperatura. Algunos ejemplos de estos materiales son: Cápsula de
porcelana, tubo de ensayo, crisol, matraz Erlenmeyer, cristalizador. El mechero de bunsen se considera fuente de
calor.
·
Medición, Se clasifican en 3
subcategorías
i.
Materiales que miden volúmenes,
son de vidrio o plástico, y transparentes, algunos materiales de este tipo son:
Probeta, pipeta, bureta etc.
ii.
Materiales usados para medir masa, la balanza analítica y la balanza
granataria son de este tipo.
iii.
Materiales para medir
temperatura. Los instrumentos que están en esta categoría es el termómetro de
mercurio. (López, s.f.)
Desarrollo
Mechero
de Bunsen
·
Se encendió el mechero de
Bunsen y se observó su flama a distintas cantidades de oxígeno.
Balanza
granataria
· Se
determinó el punto cero de la balanza colocando las pesas en cero y permitiendo
que el brazo oscilara libremente.
· Posteriormente,
se ajustó moviendo el tornillo de ajuste hasta colocar el brazo a cero.
· Se
utilizó la TARA para pesar el vidrio reloj y sobre este se pesaron 2.2g de
NaCl.
·
Posteriormente se pesó de forma
directa un tubo de ensayo, una figura de PVC y una figura metálica.
Balanza
analítica
· Se
obtuvieron los pesos de los objetos pesados en el inciso anterior en la balanza
analítica. Posteriormente se obtuvo el porcentaje de error considerando el
valor reportado por la balanza analítica el de mayor exactitud.
·
Se pesó un vidrio reloj
utilizando la TARA y posteriormente sobre este se pesó la masa de sal utilizada
en la actividad anterior.
Material
volumétrico de vidrio
·
Con la pipeta de 2 mL de
capacidad se midieron los siguientes volúmenes de agua: 2mL, 0.5mL, 0.3mL y
0.2mL. Se depositaron en una probeta de 10 mL y se comparó el total numérico.
·
Se repitieron las mediciones en
una bureta y se comparó el volumen de agua obtenido determinando la masa de
agua con un vaso de precipitado de 50ml
en una balanza analítica por diferencia de pesos. A partir de la masa se
calculó el volumen utilizando la desanidad reportada en
http://www.vaxasoftware.com/doc_edu/qui/denh2o.pdf.
·
El procedimiento anterior se
repitió con una pipeta de 5mL de capacidad para los siguientes volúmenes de
agua: 5mL, 4mL.5, 3mL y 1.5mL. la solución se depositó en una probeta de 50mL.
· El
procedimiento anterior se repitió con una pipeta de 10mL de capacidad para los
siguientes volúmenes de agua: 10mL, 7mL, 5mL y 2mL. La solución se depositó en
una probeta de 50 mL.
Resultados.
Actividad
1
En la siguiente tabla se muestra las funciones y
los materiales de los principales instrumentos y equipo de laboratorio:
+13.19.18.png)
+13.19.50.png)
+13.20.07.png)
+13.20.26.png)
+13.20.41.png)
+13.20.56.png)
+13.21.09.png)
+13.21.26.png)
+13.21.42.png)
Tabla II Investigar y
completar
Material
|
Composición química
|
Características
generales de uso en el
laboratorio
|
Vidrio Pyrex
|
Composición
aproximada:
80.6%
Silicio, 12.6% óxido bórico, 4.2% óxido de sodio y 2.2% aluminio. (I.C.T,
S.L. / Vidrio Pyrex)
 (FIOLAX
ÁMBAR / Prop. físicas y químicas) |
Resiste los ataques del agua y de casi todos los ácidos.
No se empaña.
Su contenido relativamente bajo de álcalis deja el valor
pH virtualmente invariable.
Dilatación térmica baja
Los cambios repentinos de temperatura provocan
temporalmente elevadas tensiones en el vidrio.
Resiste el ataque químico
|
Metal
|
Acero
inoxidable
(I.C.T,
S.L. / Acero INOX)
|
Resiste
temperaturas de -180°C - 500°C
Resistente
al ácido nítrico, nitratos, permanganato potásico, soluciones alcalinas
concentradas.
Resistencia
media al ácido acético, sulfhídrico diluido, fosfórico poco concentrado, y
soluciones de sulfitos, ácido bórico, ácidos orgánicos y bromuros.
|
Plástico
|
Son
polímeros
PVC:
cloruro de polivinilo
Polietileno
y polipropileno para dispositivos desechables, teflón, policarbonato para recipientes graduados y
cloruro de polivinilo para tubos de conducción. (González de Buitrago, 20120)
|
Tienen
buena resistencia mecánica, estas fuerzas intermoleculares dependen de la
composición química del polímero. (Arredondo, 1972)
|
Madera
|
40-45%
celulosa, 20% hemicelulosa en madera blanda y 15-35% en dura, 25-35% lignina
en madera blanda y 17-25% en dura. También puede contener 1-10% de gomas,
aceites, resinas, azúcares, grases, alcaloides y taninos. (Vian, 1999)
|
Absorbe
agua y se hincha.
Se
dilata con el calor
|
Fuente. Vidrio
Pyrex, propiedades químicas, 2011.
Actividad
2
+22.41.04.png)
Figura 1. Llama del mechero de Bunsen a distintas cantidades de Oxígeno ambiental.
Fuente. Laboratorio de Química Experimental, ITESM, Campus Puebla.
Actividad
3
La determinación de masas se presenta en la
siguiente tabla. Se obtuvo un menor porcentaje de error en la determinación de
la masa de NaCl.
Tabla
3. Resultados de la determinación de masa en
balanza granataria y analítica.
Muestra
|
Masa Balanza granataria (g)
|
Masa Balanza analítica (g)
|
% de error.
|
NaCl
|
2.2
|
2.3861
|
0.0779
|
Vidrio de reloj
|
26.9
|
26.3683
|
2.0164
|
Tubo de ensayo
|
9.6
|
9.4308
|
1.7625
|
Figura de PVC
|
28.6
|
28.8419
|
0.8387
|
Figura Metálica
|
67.2
|
66.2456
|
1.4406
|
Fuente.
Laboratorio de Química Experimental, ITESM,
Campus Puebla.
Pesado de NaCl en la balanza granataria
Pesado de la figura metálica en la balanza granataria
Pesado del tubo de ensayo en balanza analítica
Calculo de porcentajes de error.
Actividad
4
Las masas de agua obtenidas a partir de los volúmenes vertidos
de la bureta se presentan en la siguiente tabla:
Tabla. Determinación
de masa de agua a partir de volúmenes vertidos en la bureta.
Masa vaso de precipitado (g)
|
Masa vaso de precipitado + agua (g)
|
Masa de agua (g)
|
|
2 ml
|
37.7352
|
40.8449
|
3.1097
|
5ml
|
37.7330
|
51.5554
|
13.8224
|
10ml
|
37.7332
|
61.3442
|
23.611
|
Fuente.
Laboratorio de Química Experimental, ITESM,
Campus Puebla.
A partir de estos resultados obtuvieron los
siguientes valores para el volumen de agua vertido en la bureta.
Calculo de densidad de agua a 25ºC.
Los resultados de los volúmenes medidos con
pipetas, probetas y buretas se presentan a continuación:
Tabla
. Resultados de la medición de volumen de agua con
probeta y bureta.
Volumen teórico
|
Volumen probeta (mL)
|
Volumen bureta (mL)
|
Diferencia en volumen (+ o -) (mL)
|
% de error
|
Volumen calculado
|
||
Probeta
|
Bureta
|
Probeta
|
Bureta
|
||||
Pipeta
2ml+0.5ml+0.3ml+0.2ml
|
3
|
3.1
|
0
|
+0.1
|
0
|
3.33
|
3.1184
|
Pipeta
5ml+4.5ml+3ml+1.5ml
|
13.9
|
13.8
|
-0.1
|
-0.2
|
0.71
|
1.48
|
13.8621
|
Pipeta 10ml+7ml+5ml+2ml
|
24.8
|
23.5
|
+0.8
|
-0.5
|
3.33
|
2.08
|
23.6790
|
Fuente.
Laboratorio de Química Experimental, ITESM,
Campus Puebla.
Al comparar las mediciones de la balanza
analítica con las mediciones efectuadas en la balanza granataria, se obtuvieron
margenes de error poco significativos, menores al 5%. Estas diferencias se
debieron principalmente a errores sistemáticos en los procesos de medición,
entre los cuales destacan la perdida del analito en el caso del NaCl, y las
mediciones efectuadas en la balanza granataria, las cuales dependen de la
percepción individual del punto de equilibrio en las pesas. Otro facor
importarnte es el grado de exactitud de la balanza granataria, el cual al
reportar el valor de masa con tres cifras significativas es mucho menor que el
de la balanza analitica. (Harris, 2007)
En la medición de volumetría del agua se
obtuvieron valores distintos a los esperados con margenes de error poco significativos y
variables. Esto se debió en gran medida a la incertidumbre relacionada a la
tolerancia de las pipetas, cuyo efecto se incrementó al realizar multiples
mediciones de volumenes para un solo volumen final. Sin embargo, se observó que
al comparar los volumenes vertidos de la bureta con los volumenes obtenidos a
partir de la medición de masa de agua a través de la densidad, la variación fue
mínima, confirmando el grado de tolerancia que tiene este instrumento de clase
A. (Harris, 2007)
Cuestionario
1.- ¿Que es incertidumbre en las
mediciones y cuáles
podrían ser las que
afecten en las mediciones en el laboratorio de química?Incertidumbre absoluta: es el margen de incertidumbre asociado a una medida.
Incertidumbre relativa: compara el valor de la incertidumbre absoluta con el valor de la medida.
Incertidumbre relativa =
Los dos tipos de incertidumbre pueden afectar en el laboratorio de química, ya que las lecturas que se toman no son exactas. (Harris, 2007)
2.- Complete la tabla con 5 ejemplos de errores que pueden generarse en el laboratorio de cada tipo.
Error sistemático
|
Error
Aleatorio
|
Presencia de contaminación
|
Lectura de un instrumento
|
Curva de calibrado
|
Al iniciar o detener una
medición
|
Pérdida mecánica de analito
|
Variabilidad de las
condiciones ambientales
|
Utilización de fórmulas
aproximadas
|
Variaciones aleatorias intrínsecas
a nivel microscópico
|
Montaje del equipo
|
Acumulación de incertidumbres
incontroladas
|
Fuente. (Harris, 2007; Varcárcel
&Ríos, 1992.)
a) Use la densidad del agua para calcular el volumen descargado cada vez.
Volumen = masa / densidad
+23.12.06.png)
b) Halle el promedio de los
volúmenes calculados.
+23.13.25.png)
+23.14.40.png)
d) Exprese
el volumen calculado,
que es el que realmente descarga la pipeta, incluyendo
la desviación estándar obtenida.
Volumen = 10.063 ml ± 0.004
e) Si
en otro experimento un estudiante utiliza el
valor de 5.00 ml como el volumen
que descarga la pipeta , ¿Cuál será el
porciento de error en su medida si
se toma como verdadero el valor del
volumen que ustedes acaban de calcular?
4.- Complete la siguiente
tabla:
+22.33.45.png)
+22.33.53.png)
5.- Complete la tabla
+22.34.12.png)
+22.34.22.png)
6.- Explique en qué unidades se obtiene la absorbancia y transmitancia de la lectura de un
espectrofotómetro, además con
esos valores que se puede determinar.
Unidades
|
Uso de los valores
|
Ejemplo
|
|
Absorbancia
|
No tiene, se expresa como porcentaje
|
Determinación de la concentración de una analito en solución.
|
Concentración de Hierro en agua.
|
Transmitancia
|
Se expresa como porcentaje.
|
Determinación de pérdidas energéticas.
|
Transmitancia óptica.
|
Fuente.
Harris, 2007.
Conclusión:
Se conoció los
materiales y la correcta utilización de los instrumentos de laboratorio. Además
se evidenció a traves de mediciones de masa y volumen los errores sistematicos
y la incertidumbre asociados a estos.
Se produjo como desecho sal inorgánica (NaCl) y agua. La sal
inorgánica se vació directamente a la tarja debido a la inexistencia de algún
contenedor para depositar compuestos inorgánicos. El agua fue vaciada a la
coladera, debido a que no representa ningún riesgo para la salud o el ambiente.
Referencias
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2013 de http://www.ictsl.net/productos/propiedadestecnicas/aceroinox/index.html
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Reverté S.A.
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Pyrex, Propiedades Químicas. (2011) INSTRUMENTACIÓN CIENTÍFICA TÉCNICA, S.L.
Recuperado el 22 de enero de 2013 de http://www.ictsl.net/printable/productos/propiedadestecnicas/021b07975d0e60d01/index.html
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