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PROTOCOLO DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO
358081 – BALANCE MÁSICO Y ENERGÉTICO EN PROBLEMÁTICAS AMBIENTALES 
 
 
PRESENTADO POR: 
 
LUZ ESTELLA COTE
CODIGO: 1090174394
 
LEONARDO GAONA SANTAMARIA
CODIGO: 1005485684
 
ELKIS ANTONIO GONZALEZ MARTINEZ
CODIGO: 1063361315
 
 
 
 
 
TUTOR DE LABORATORIO
ALEJANDRA MARGARITA OLMEDO 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y ADISTANCIA ECAPMA
INGENIERIA AMBIENTAL 
PAMPLONA NOVIEMBRE 2020
INTRODUCCIÓN. 
En las actividades planeadas para la realización del laboratorio practico, cuenta tres grandes temáticas, las cuales se han desarrollado a satisfacción por parte de los estudiantes del grupo. El planteamiento de los problemas a resolver fue identificado en un pre-informe realizado por cada estudiante, con el cual se buscaba adquirir conocimientos previos. Los temas tratados fueron los siguiente;
TEMA 1. Balance de materia sin reacción química,
· Practica a. mezcla de alcohol etílico con agua
· Práctica b. balance macroscópico de materia en régimen no estacionario
TEMA 3. Balance de energía, 
· Practica a. Combustión
· Práctica b. Reacciones exotérmicas
OBJETIVO GENERAL 
Calcular, analizar y documentar los resultados que se obtuvieron el desarrollo práctico en el laboratorio en el cual se trabajaron los temas de balance de materia sin reacción química, balance de materia con reacción química y balance de energía.
OBJETIVOS ESPECIFICOS 
· Estudiar los cambios que ocurren en procesos de separación de mezclas sin reacción química y verificar la ley de la conservación de la materia. 
· Estudiar los cambios que ocurren en reacciones químicas
· Identificar propiedades físicas de sustancias puras.
· Realizar balances de energía.
· Verificar la ley de la conservación de la energía
MARETIALES Y REACTIVOS.
	TEMA 1
	TEMA 3
	PRACTICA A.
Probeta de 100 ml
Baso de precipitado
Balanza analítica
Alcohol etílico 
Agua destilada
	PRACTIC A
Dos vasos de precipitado 
Mechero 
Plancha de calentado
Gasolina 
Balanza analítica 
Agua destilada
	PRACTICA B
Tanque de agitado
Llave de paso
Vaso de precipitado
Agitador magnético
Conductímetro
Balón de destilación 
Reloj de vidrio
Balanza analítica
Imán 
NaCl
	PRACTICA B
Vasos de precipitado
Pipetas
Termómetro 
Goteros
Hidróxido de sodio
Ácido acético 
Ácido sulfúrico
Fenolftaleína
Azul de metileno
Practica a. MEZCLA DE ALCOHOL ETÍLICO CON AGUA
ACTIVIDADES:
Se tomo una probeta graduada de 100 ml.
Se peso en una balanza de precisión
Se adicionaron 25 ml de agua destilada en la probeta.
Se determino la masa de agua por medio de la formula D=m/v 
Se etiqueto como solución A
Se tomo una probeta graduada de 100 ml.
Se peso en una balanza de precisión. 
Se le adicionaron 10 ml de alcohol etílico. 
Se determino la masa del alcohol etílico por medio de la formula D=m/v
Se etiqueto como la solución B. 
Se peso una probeta graduada de 100 ml.
Se mezclaron las soluciones A y B en la probeta de 100 ml.
Se determino la masa, el volumen y la densidad de la nueva solución.
Se etiquetó como la solución C.
Se tomo una probeta graduada de 100 ml.
Se peso en una balanza de precisión
Se adicionaron 25 ml de agua destilada en la probeta.
Se determino la masa de agua por medio de la formula D=m/v 
Se etiqueto como solución D
Se tomo una probeta graduada de 100 ml.
Se peso en una balanza de precisión. 
Se le adicionaron 20 ml de alcohol etílico. 
Se determino la masa del alcohol etílico por medio de la formula D=m/v
Se etiqueto como la solución E. 
Se peso una probeta graduada de 100 ml.
Se mezclaron las soluciones D y E en la probeta de 100 ml.
Se determino la masa, el volumen y la densidad de la nueva solución.
Se etiquetó como la solución F.
Se peso una probeta graduada de 100 ml.
Se mezclaron las soluciones C y F en la probeta de 100 ml.
Se determino la masa, el volumen y la densidad de la nueva solución.
Se etiquetó como la solución G.
Tabla de resultados; Mezcla de alcohol etílico y agua
	Solución
	Volumen(ml)
	Masa (g)
	Densidad (g/ml)
	Solución A (Agua destilada)
	25
	23.67
	0.9468
	Solución B (alcohol etílico)
	10
	12.36
	1.236
	Solución C (A+B)
	34
	37.77
	1.052
	Solución D (Agua destilada)
	25
	22.97
	0.918
	Solución E(alcohol etílico)
	20
	16.48
	0.824
	Solución F (D+E)
	43
	39.28
	0.9134
	Solución G (C+F)
	81
	74.55
	0.92
Práctica b. BALANCE MACROSCÓPICO DE MATERIA EN RÉGIMEN NO ESTACIONARIO
ACTIVIDADES
 se diseñó y construyo un reactor continuo de tanque agitado cuyo volumen fue de 400 ml. Mas o menos así:
· Se preparo una curva de calibración de conductividad 
	(cond.) vs. Concentración (C) de NaCl.
· Se preparo 1 litro de solución para cada una de las concentraciones de cloruro de sodio: 30 g/l, 60 g/l, 90 g/l. 
· Se colocar 400 ml de solución al 30% en el tanque agitador, 
· se comenzó a agitar. 
· Se tomo la lectura de conductividad cada 30 segundos.
· Se dejo de tomar la lectura hasta que la conductividad fue la del agua.
· Se colocaron 400 ml de solución al 60% en el tanque agitador, 
· se comenzó a agitar. 
· Se tomo la lectura de conductividad cada 30 segundos.
· Se dejo de tomar la lectura hasta que la conductividad fue la del agua. 
· Se colocaron 400 ml de solución al 90% en el tanque agitador, 
· se comenzó a agitar. 
· Se tomo la lectura de conductividad cada 30 segundos.
· Se dejo de tomar la lectura hasta que la conductividad fue la del agua. 
· Se elaboro una tabla para el registro de los datos.
· Se grafico –ln C sal vs. t. Explicar el valor de la pendiente y el intercepto.
· Se analizan las fuentes de error del experimento.
Tabla 2: registro de los datos de conductividad VS concentración de NaCl
	Nacl
	
	
	Tiempos
	Vs
	inicial
	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9
	10
	12g
	30%
	>2000
	2000
	1456
	880
	835
	680
	304
	250
	140
	125
	112
	24g
	60%
	>1990
	1444
	870
	735
	203
	170
	124
	120
	
	
	
	36g
	90%
	>2000
	635
	460
	335
	190
	167
	124
	123
	
	
	
	30% podemos observar que el descenso de la conductividad fue el más prolongado, por lo que es deducible que a menor concentración de NaCl mayor sea la conductividad.
	60% vemos que el comportamiento de la curva de descenso se hace de una forma controlada, sin presentar saltos tan extensos en su descenso, por lo que es deducible que esta es una buena concentración de NaCl.
	90% esta concentración inicialmente presenta un salto de conductividad bastante extenso, pero después a partir de la primera lectura se estabiliza y se tiene una curva de descenso bastante interesante, por lo que se deduce que es una concentración bastante estable.
TEMA 3. BALANCE DE ENERGIA
OBJETIVO GENERAL
Estudiar los cambios que ocurren en procesos con consumo o generación de energía.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
· Identificar propiedades físicas de sustancias puras.
· Realizar balances de energía.
· Verificar la ley de la conservación de la energía
Practica a. COMBUSTIÓN
ACTIVIDADES
1. En un vaso de precipitados pese exactamente 50 g de agua líquida. Mida la temperatura a la que se encuentra el agua.
2. En un recipiente resistente al calor pese exactamente 5 g de gasolina. Con la ayuda de un mechero incinere la gasolina de tal forma que la mayor parte de calor desprendido por la combustión sirva para calentar el vaso de precipitados que contiene los 50 g de agua.
3. Inmediatamente se apague la llama de la combustión de la gasolina, mida la temperatura del agua.
4. Deje enfriar hasta temperatura ambiente y mida la masa de agua en el recipiente.
5. Realice los balances de masa y energía (con ayuda de tablas termodinámicas determine la capacidad calorífica de la gasolina). 
6. Repita las actividades 1 a 5 empleando Diesel y etanol como combustibles.
7. Calcule la masa de agua perdida por evaporación. ¿Se ajustan los balances de energía? ¿si? ¿no? ¿Por qué?
Combustible gasolina. 6ml 
50 ml de agua, temperatura inicial; 26°C
Tiempo de combustión 5 min 
Pérdida de masa por evaporación; 2.04g
Temperatura final del agua: 60°C
Combustible etanol96%. 6ml 
50 ml de agua, temperatura inicial; 26°C
Tiempo de combustión 2.40 min 
Pérdida de masa por evaporación; nohubo perdida
Temperatura final del agua: 34°C
Práctica b. REACCIONES EXOTÉRMICAS 
Es aquella reacción donde se libera calor, esto significa que la energía de las moléculas de los productos (EP) es menor que la energía de las moléculas de los reaccionantes (ER). En las reacciones químicas exotérmicas se desprende calor, significa que la energía de los productos es menor que la energía de los reactivos, por ejemplo, en las reacciones de combustión.
ACTIVIDADES
1. Prepare una solución 1 molar de hidróxido de sodio en agua a partir de hidróxido de sodio sólido. ¿Qué observa?
2. En un vaso de precipitados mezcle 10 ml de hidróxido de sodio 1 molar con 2 ml de azul de metileno. (solución A). Determine la temperatura de la solución.
· 30 °C
3. En otro vaso de precipitados mezcle 10 ml de ácido acético 1 molar con 2 ml de azul de metileno. (solución B). Determine la temperatura de la solución.
· Temperatura; 29°C
4. Mezcle lentamente las soluciones A y B. ¿Qué observa?
· Oscurecimiento del azul, temperatura 28 °C
5. Mida la temperatura de la solución resultante. ¿Qué puede decir de este tipo de reacciones? ¿Cuál o cuáles son los productos de la reacción?
6. Repita los pasos 2 a 5 tomando como solución A, hidróxido de sodio 1 molar con 3 gotas de fenolftaleína y como solución B ácido sulfúrico 1 molar.
	Azul de metileno + naoH
	Ácido acético + azul de metileno
	Ácido sulfúrico +acido acético + azul de metileno
	30 °C
	26 °C
	24 °C oscurecimiento de la solución 
Sin reacción.
	Fenolftaleína + hidróxido de sodio
	Ácido sulfúrico + fenolftaleína 
	Mezcla 
	Cambio de color, tono fucsia con temperatura de 25 °C
	Sin cambio de color 
Temperatura; 26 °C
	28 °C 
incoloro
Ácido sulfúrico más agua; reacción exotérmica con evaporación
Ácido acético más agua; reacción exotérmica con desprendimiento de calor mínima
Mezcla de las soluciones a y b: reacción Sin cambios en la temperatura, la temperatura fue de 26 °C
BIBLIOGRAFIA
· Balance de Materia en un proceso de secado 
https://www.youtube.com/watch?v=ZIX3HCQxOrI 
· Balance de Materia en un proceso de secado 
https://www.youtube.com/watch?v=5-M1jqYkOt8
 
· Balance de Materia en un proceso de secado 
https://www.youtube.com/watch?v=T-LeGsd9uNI