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U T N FACULTAD REGIONAL MENDOZA 2021 CÁTEDRA: QUÍMICA GENERAL 1 LA INGENIERÍA COMIENZA EN CASA. PARTE 1. SISTEMAS MATERIALES. PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS. MÉTODOS DE SEPARACIÓN. Esta actividad está referida a sistemas materiales, propiedades físicas y químicas de sustancias puras y métodos de separación. Se debe armar un archivo detallando la experiencia realizada con el agregado de fotos en las que en al menos una se vea el rostro. 1. Sáquese una foto con una muestra metálica que encuentre en su casa. Analice cuál es el componente principal de esa muestra metálica. Busque en bibliografía por lo menos cinco propiedades físicas de ese componente (incluya la densidad del mismo). Justifique su utilidad en el hogar a partir de propiedades físicas y químicas. Si el trabajo es realizado por varios integrantes, cada integrante debe mostrar su foto con la muestra metálica. 2. Saque una foto de la etiqueta de una bebida alcohólica en la que aparezca el contenido de alcohol que posee. Busque en bibliografía la relación densidad- contenido de alcohol y determine la densidad de la bebida alcohólica. 3. Saque una foto a dos mezclas homogéneas, mézclelas y forme un sistema heterogéneo, sáquele una foto al sistema heterogéneo formado. Proponga un método de separación del mismo. 4. Investigue y saque una foto de alguna reacción química que ocurra en su casa. 5. Investigue respecto a la peligrosidad de alguna sustancia que encuentre en su casa (saque una foto a la etiqueta), justifique a partir de posibles reacciones químicas que puedan ocurrir. EXPERIENCIAS DE LABORATORIO (a definir según condiciones de situación de DISPO o cuarentena). EXPERIENCIA DE LABORATORIO Nº1: IDENTIFICACIÓN DE UNA MUESTRA METÁLICA OBJETIVOS Identificar una sustancia pura por sus propiedades físicas. Determinar fuentes de error en mediciones. Elija alguna muestra metálica e identifíquela determinando propiedades como color y densidad. 1. ¿Cómo determinaría la densidad de un sólido macizo de forma irregular? Proponga un método para medir la masa y el volumen y luego efectúe los cálculos. 2. ¿Cuántas fases tiene el sistema? 3. ¿Cuántos componentes contiene el sistema? Indique sustancias simples y compuestas del sistema. 4. Clasifique el sistema (sustancia pura, mezcla homogénea, mezcla heterogénea). 5. ¿Coincide el dato de la densidad con algunos de los datos dados en tabla (aproximadamente)? si no coincide ¿porqué? 6. ¿Es conductor de la electricidad en estado sólido? 7. ¿Cuántas cifras significativas tiene la medición realizada con la balanza? 8. ¿Cuántas cifras significativas tiene el resultado? 9. ¿Cuál es el error porcentual de la medición? EXPERIENCIA DE LABORATORIO Nº2: MÉTODOS DE SEPARACIÓN U T N FACULTAD REGIONAL MENDOZA 2021 CÁTEDRA: QUÍMICA GENERAL 2 OBJETIVOS: Reconocer métodos de separación de mezclas. Familiarizarse con técnicas como la destilación. Separación de una mezcla de yodo y sal Dado un sistema heterogéneo formado por una mezcla de yodo y sal, dicha mezcla se puede separar por sublimación. Se pueden purificar varias sustancias por sublimación, entre ellas el yodo. 1. Dibuje un esquema del equipo de sublimación, mencione todo el material de laboratorio utilizado. Conteste las siguientes preguntas: 1. ¿Se pueden purificar mediante sublimación todas las sustancias? 2. ¿Por qué otro método se podría separar el sistema yodo sal? Sugerimos, extracción por solvente B. DESTILACIÓN. DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE ALCOHOL EN EL VINO. El vino es una mezcla muy compleja; contiene agua, etanol, azúcares, ácidos orgánicos, pigmentos (que le dan color) y otros compuestos. Los componentes volátiles que se encuentran en cantidad considerable son el agua y el etanol, cuyos puntos de ebullición son, respectivamente, 100,0°C y 78,3°C. En el vino, el contenido en alcohol se expresa en porcentaje de volumen y es algo mayor del 10 %. 1. ¿Tendrá un punto de ebullición definido una muestra de de una solución de alcohol con agua al 15% de alcohol? 2. ¿Permanecerá constante la temperatura durante la ebullición de una mezcla? 3. Defina punto de ebullición normal. PROCEDIMIENTO En este experimento se realizará una destilación simple, como es la destilación de un vino. Y también se medirá su grado alcohólico. Como los componentes fundamentales del vino son el alcohol y el agua, el destilado será una mezcla de ambos, más enriquecida en alcohol que el vino del que procede y libre de los solutos no volátiles que el vino tenga. El resto de los componentes tienen una temperatura de ebullición muy superior a los 100ºC. Se introducen en un matraz 100 ml del vino a destilar medidos con una probeta y los trozos de plato poroso; se hace el montaje y se comprueban bien todas las uniones, teniendo en cuenta que el agua de refrigeración debe penetrar por la parte inferior para condensar los vapores. Cuando se haya recogido en el erlenmeyer un volumen de destilado mayor que la mitad de la muestra, se da por terminada la destilación; se apaga el mechero y se cierra el agua de destilación. En esta práctica se destilará todo el etanol contenido en la muestra, con la intención de determinar el contenido de alcohol de ese vino. En realidad lo que se determinará directamente es el contenido de alcohol en una mezcla de etanol y agua que reemplaza al vino que ha sido destilado. Para ello, se destilará hasta obtener todo el alcohol del vino y se le añadirá agua destilada hasta completar el volumen de la muestra de vino que se ha empleado. Entonces se sumergirá un alcohómetro en la disolución etanol-agua y en su escala se leerá directamente el grado alcohólico aproximado. http://es.wikipedia.org/wiki/Agua http://es.wikipedia.org/wiki/Alcohol_et%C3%ADlico U T N FACULTAD REGIONAL MENDOZA 2021 CÁTEDRA: QUÍMICA GENERAL 3 Este método de medida está basado en que la densidad de la mezcla depende de su composición y un alcohómetro no es más que un densímetro cuya escala tiene “traducidos” los valores de densidad a valores de porcentaje de alcohol. Tenga en cuenta estas observaciones. 1. El termómetro debe situarse de tal manera que el bulbo quede ligeramente por debajo de la salida hacia el refrigerante; así los vapores que abandonan la cabeza de destilación, envuelven al bulbo del termómetro y se puede medir bien su temperatura. 3. Por la camisa del refrigerante debe circular agua del grifo, que ha de entrar por la tubuladura inferior y salir por la superior (así el agua fría y el condensado circularán en contracorriente); hay, pues, que conectar el refrigerante al grifo y al sumidero, mediante sendos tubos de goma. Tras efectuar ambas conexiones, abra el grifo suavemente; bastará con un pequeño caudal de agua. Ponga en la probeta 2 mL de agua destilada y sitúela bajo la alargadera. La finalidad de poner agua es evitar que el primer destilado, que será rico en etanol, se evapore en la probeta. 4. Apenas empiece la ebullición, reduzca inmediatamente el aporte de calor. 5. La destilación debe ocurrir lentamente y sin interrupciones y, una vez que ha empezado, siempre debe pender una gota de condensado del bulbo del termómetro. Tome nota de la temperatura a la que pasan las primeras gotas de destilado. 6. Añada agua destilada en la probeta hasta completar los 100 mL, que es el volumen de vino que ha empleado. Sacuda suavemente la probeta para homogeneizar. 7. Mida la temperatura de la mezcla hidroalcohólica. Antes de medir el grado alcohólico asegúrese de que la temperatura es o está muy próxima a 20 °C. 8. Introduzca suavemente el alcohómetro en la probeta y, antes de soltarlo, imprímale (con cuidado) un movimiento de rotación para que no se adhiera a las paredes. Lea el grado alcohólicoy anótelo en el cuaderno. En caso de no contar con un alcoholímetro se puede determinar la concentración de etanol en base a la medición directa de su densidad. 1. Dibuje el equipo de destilación 2. Calcule el porcentaje de alcohol en vino. Verifique con el dato de etiqueta. Conteste las siguientes preguntas: a. ¿Por qué la temperatura no permanece constante durante toda la ebullición? b. ¿Por qué no se debe llenar un matraz de destilación mucho más de la mitad de su capacidad? c. ¿Cuál es la misión del refrigerante en una destilación? ¿Y el termómetro? d. ¿Cuántas fases y componentes tiene el sistema que recogió en el erlenmeyer? EXPERIENCIA 3. PROPIEDADES QUÍMICAS. Queme un pequeño trozo de una cinta de magnesio en el mechero. Disuelva en una pequeña cantidad de agua el sólido blanco obtenido. Describa clara y detalladamente la experiencia realizada y los materiales utilizados. Analice cualitativamente la conductividad de la solución (analice la conductividad del agua antes y después de agregarle el sólido). a. Escriba las ecuaciones químicas involucradas en la experiencia. b. ¿Qué observaciones le permiten determinar que hay una reacción química? c. Según la posición de los elementos en la tabla periódica ¿Qué tipo de enlace tiene el compuesto formado? d. ¿Cuál es el estado de agregación del compuesto formado? U T N FACULTAD REGIONAL MENDOZA 2021 CÁTEDRA: QUÍMICA GENERAL 4
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