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UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA Práctica N° 3: Densidad de Líquidos y Sólidos y Conversión de Unidades El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor Pagina 1 de 17 Guías de Prácticas de Laboratorio Identificación: GL-AA-F-1 Número de Páginas: 4 Revisión No.: 2 Fecha Emisión: 2018/01/31 Laboratorio de: Química General para Ingeniería Titulo de la Práctica de Laboratorio: Práctica N° 3: Densidad de Líquidos y Sólidos y Conversión de Unidades Elaborado por: Gema Acosta, M. Sc. Docente Facultad de Ciencias Básicas y Aplicadas. Revisado por: Comité asesor Departamento de Química Departamento de Química. Aprobado por: Comité asesor Departamento de Química Departamento de Química. UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA Práctica N° 3: Densidad de Líquidos y Sólidos y Conversión de Unidades El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor Pagina 2 de 17 Control de Cambios Descripción del Cambio Justificación del Cambio Fecha de Elaboración / Actualización Ajustes en nuevo formato Inclusión al nuevo formato 12/07/2018 UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA Práctica N° 3: Densidad de Líquidos y Sólidos y Conversión de Unidades El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor Pagina 3 de 17 1. FACULTAD O UNIDAD ACADÉMICA: Facultad de Ciencias Básicas y Aplicadas 2. PROGRAMA: Ingeniería Civil, Ingeniería Mecatrónica, Ingeniería Industrial, Ingeniería de Multimedia e Ingeniería de Telecomunicaciones 3. ASIGNATURA: Química 4. SEMESTRE: II 5. OBJETIVOS: 5.1. OBJETIVO GENERAL Determinar densidades de sustancias líquidas y sólidas expresando sus magnitudes en diferentes unidades de medida. 5.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Determinar la densidad absoluta de líquidos (agua, etanol y una muestra problema) por el método del picnómetro y de la pipeta. Determinar la densidad absoluta de sólidos: esfera, cilindro y cubo hechos de cobre, hierro y aluminio por el método geométrico y utilizando el principio de Arquímedes. Hallar el porcentaje de error de cada uno de los métodos utilizados basándose en los valores de densidad reportados en la literatura científica. Evaluar según parámetros estadísticos básicos el mejor método para determinar la densidad de líquidos y sólidos en el laboratorio de química. Hallar la densidad relativa de cada una de las sustancias líquidas y sólidas de estudio. Realizar conversiones de unidades con los resultados obtenidos. Identificar y usar los implementos de seguridad en el laboratorio que permitan desarrollar la práctica de manera segura. UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA Práctica N° 3: Densidad de Líquidos y Sólidos y Conversión de Unidades El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor Pagina 4 de 17 6. MATERIALES, REACTIVOS, INSTRUMENTOS, SOFTWARE, HARDWARE O EQUIPOS DEL LABORATORIO: DESCRIPCIÓN (Material, reactivo, instrumento, software, hardware, equipo) CANTIDAD UNIDAD DE MEDIDA Reactivos Etanol 20 mL Acetona 2 mL Agua destilada 1000 mL Agua potable 1000 mL Liquido problema (NaCl al 10%) 20 mL Material e instrumentos Picnómetro pequeño 10 mL Pipeta aforada de 5 mL 1 mL Pera pipeteadora de tres vías 1 NA Probeta plástica 50 mL 1 mL Vaso de precipitados de 100 mL 2 mL Erlenmeyer de 25 mL con tapa 1 mL Vidrio reloj o caja de Petri 1 NA Sólido metálico de geometría regular 1 NA Calibrador pie de Rey Frasco lavador 1 NA Balanza Analítica 1 NA 7. MATERIALES, REACTIVOS, INSTRUMENTOS, SOFTWARE, HARDWARE O EQUIPOS DEL ESTUDIANTE: DESCRIPCIÓN (Material, reactivo, instrumento, software, hardware, equipo) CANTIDAD UNIDAD DE MEDIDA Cuaderno de laboratorio 1 NA Bata de laboratorio 1 NA Gafas de seguridad 1 NA Guantes de nitrilo 1 NA Toallas de papel de cocina 1 NA Calculadora 1 NA Esfero 1 NA UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA Práctica N° 3: Densidad de Líquidos y Sólidos y Conversión de Unidades El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor Pagina 5 de 17 8. PRECAUCIONES CON LOS MATERIALES, REACTIVOS, INSTRUMENTOS Y EQUIPOS A UTILIZAR: Antes de realizar la práctica consulte información solicitada acerca de los reactivos químicos con los que desarrollará la práctica: Nombre del reactivo Fórmula y Descripción Precauciones (R) y (S) Primeros Auxilios Pictogramas El etanol y la acetona son líquidos inflamables, se debe mantener alejado de llamas o fuentes de ignición, en caso de incendio usar extintor multipropósito; en caso de derrame se puede dejar evaporar o recoger con paño absorbente. Se debe hacer una adecuada manipulación del material de laboratorio, especialmente con el material de vidrio. 9. PROCEDIMIENTO, MÉTODO O ACTIVIDADES: 9.1. Determinación de densidad de líquidos Líquidos de estudio agua destilada, etanol, y una muestra Problema. Al finalizar las determinaciones debe escoger cuál es el mejor método para hallar la densidad de Líquidos en el Laboratorio de Química de la UMNG. 9.2. Método del Picnómetro Hallar, la masa del picnómetro en balanza digital; debe estar vacío, limpio y seco. Purgar el picnómetro: tomar pequeña cantidad del líquido de estudio, (1 mL) adicionar al picnómetro tapar y agitar. Desechar el líquido de la purga en recipiente para residuos. Hacer proceso 2 veces. Llenar con el líquido de estudio el picnómetro hasta el borde, dejar caer suavemente la tapa. Rápidamente secar picnómetro por fuera y determinar masa en balanza analítica. Devolver el líquido al recipiente original. Calcular, por diferencia, la masa del líquido de estudio. Calcular la densidad absoluta y densidad relativa a temperatura del laboratorio de Química UMNG. Hallar % de Error. Repetir el procedimiento con cada líquido de estudio. UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA Práctica N° 3: Densidad de Líquidos y Sólidos y Conversión de Unidades El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor Pagina 6 de 17 9.3. Método de la Pipeta Lavar y secar perfectamente Erlenmeyer + tapón. Hallar, la masa del Erlenmeyer + tapón en balanza digital; debe estar vacío, limpio y seco. Adicionar 5,0 mL de líquido de estudio con pipeta aforada, previamente purgada. Rápidamente tapar y determinar la masa en balanza analítica. Calcular, por diferencia, la masa del líquido de estudio. Calcular la densidad absoluta y densidad relativa a la temperatura del laboratorio de Química UMNG. Hallar el % de error. Repetir el procedimiento con cada líquido de estudio. 9.4. Determinación de Densidad de Sólidos Sólidos de estudioesfera, cilindro y cubo. Al finalizar las determinaciones debe escoger cuál es el mejor método para hallar la densidad de Sólidos en el Laboratorio de Química de la UMNG. 9.5. Método Geométrico Determinar con el calibrador las dimensiones del sólido de estudio. Emplear fórmula geométrica y hallar el Volumen del Sólido de Estudio. Determinar con la balanza analítica la masa del sólido de estudio. Calcular la densidad absoluta y densidad relativa a temperatura del laboratorio de Química UMNG. Hallar el porcentaje de error. Repetir el procedimiento con cada sólido de estudio. 9.6. Método Principio de Arquímedes Hallar masa del sólido de estudio en la balanza analítica. Usar vidrio de reloj. Adicionar ≈ 20mL de agua potable a una probeta de 100 mL. Registrar el volumen exacto de agua, leer por debajo del menisco. (Vi). Dejar caer cuidadosamente el sólido de estudio dentro de la probeta. Evitar salpicaduras. Observar y registrar nuevo volumen (Vf), leer por debajo del menisco. Hallar volumen del sólido de estudio Vs = (Vf,-Vi). Calcular la densidad absoluta y densidad relativa, del metal del que está hecho el sólido, a T° del laboratorio de Química UMNG. Hallar el porcentaje de error. Repetir el procedimiento con cada sólido de estudio. UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA Práctica N° 3: Densidad de Líquidos y Sólidos y Conversión de Unidades El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor Pagina 7 de 17 10. RESULTADOS ESPERADOS: El estudiante debe aprender a calcular la densidad de líquidos y sólidos, con el menor porcentaje de error posible. También se espera que el estudiante aprenda a consultar los datos reportados de densidad de los compuestos en estado líquido empleados en la práctica, así como la densidad de los elementos en estado sólido. Adicionalmente es muy importante que el estudiante pueda comparar los diferentes métodos y a partir de los resultados obtenidos pueda escoger cuál es el más exacto. 11. CRITERIO DE EVALUACIÓN A LA PRESENTE PRÁCTICA: Esta práctica se evaluará con la entrega del informe en el formato adjunto. Asimismo, el docente evaluará el preinforme correspondiente, realizado en el cuaderno de laboratorio, que debe incluir el procedimiento, un mapa conceptual del marco teórico, unas fichas de seguridad cortas, así como también los datos obtenidos de la práctica. El docente estará en libertad de realizar un qüiz o evaluación corta antes de empezar la práctica, acerca del contenido de esta guía de laboratorio. UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA Práctica N° 3: Densidad de Líquidos y Sólidos y Conversión de Unidades El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor Pagina 8 de 17 INFORME N° 3 1. INTEGRANTES:____________________________________________________ __________________________________________________________________ 2. OBJETIVOS 2.1 Objetivo General _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 2.2 Objetivos Específicos _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 3. DATOS TOMADOS EN EL LABORATORIO (Valor 1,0 puntos): 3.1 Densidad de líquidos Método Medida Agua Etanol Muestra problema P ic n ó m e tr o Masa Picnómetro vacío (g) Masa Picnómetro + sustancia (g) Masa de la sustancia (g) Volumen de la sustancia (mL) UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA Práctica N° 3: Densidad de Líquidos y Sólidos y Conversión de Unidades El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor Pagina 9 de 17 P ip e ta Masa Erlenmeyer vació (g) Erlenmeyer + sustancia (g) Masa de la sustancia (g) Volumen de la sustancia (mL) 3.2 Densidad de sólidos Método Esfera Cilindro Cubo Material Masa (g) A rq u ím e d e s Vi (mL) Vf (mL) VSólido (cm3) G e o m é tr ic o Radio (cm) Altura (cm) Lado (cm) VSólido (cm3) UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA Práctica N° 3: Densidad de Líquidos y Sólidos y Conversión de Unidades El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor Pagina 10 de 17 3.3 Datos Adicionales (Consulta) Temperatura de trabajo (Laboratorio) °C Densidad reportada del agua a la T de trabajo g/mL Densidad reportada del etanol a la T de trabajo g/mL Densidad de la muestra problema (Debe solicitarla) g/mL Densidad reportada para el Metal1 de la Esfera g/mL Densidad reportada para el Metal del Cilindro g/mL Densidad reportada para el Metal del Cubo g/mL 4. CÁLCULOS (Valor 2.0 puntos) 4.1. Densidad de líquidos Realice el cálculo de la densidad absoluta de los líquidos (g/mL) Método del Picnómetro Método de la Pipeta A g u a E ta n o l M u e s tr a P ro b le m a 1 La densidad de los metales pueden ser consultados en la Tabla Periódica UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA Práctica N° 3: Densidad de Líquidos y Sólidos y Conversión de Unidades El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor Pagina 11 de 17 Realice el cálculo de la densidad relativa de los líquidos, a la T° de trabajo Método del Picnómetro Método de la Pipeta A g u a E ta n o l M u e s tr a P ro b le m a 4.2 Densidad de Sólidos Realice el cálculo de la densidad absoluta de los sólidos g/cm3 Método del Geométrico Método Principio de Arquímedes E s fe ra C il in d ro C u b o UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA Práctica N° 3: Densidad de Líquidos y Sólidos y Conversión de Unidades El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor Pagina 12 de 17 Realice el cálculo de la densidad relativa de los sólidos a la temperatura de trabajo Método del Geométrico Método Principio de Arquímedes E s fe ra C il in d ro C u b o 4.3 Conversión de Unidades: Exprese la Densidad de loslíquidos de Estudio en kg/m3 Método del Picnómetro Método de la Pipeta A g u a E ta n o l M u e s tr a P ro b le m a UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA Práctica N° 3: Densidad de Líquidos y Sólidos y Conversión de Unidades El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor Pagina 13 de 17 Exprese la densidad absoluta de los sólidos en kg/m3 Método del Geométrico Método Principio de Arquímedes E s fe ra C il in d ro C u b o 4.4 Cálculo del error: Halle el porcentaje de error de la densidad absoluta de los líquidos de estudio Método del Picnómetro Método de la Pipeta A g u a E ta n o l M u e s tr a P ro b le m a UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA Práctica N° 3: Densidad de Líquidos y Sólidos y Conversión de Unidades El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor Pagina 14 de 17 Halle el Porcentaje de Error de la Densidad Absoluta de los Sólidos de Estudio Método del Geométrico Método Principio de Arquímedes E s fe ra C il in d ro C u b o 5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN (Valor 1.0 punto) 5.1. Tabla de resultados de determinación de la densidad de sustancias líquidas y sólidas LÍQUIDOS Método ρabsoluta (g/mL) ρrelativa ρreportada (g/mL) Error (%) Agua Picnómetro Pipeta Etanol Picnómetro Pipeta Problema Picnómetro Pipeta UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA Práctica N° 3: Densidad de Líquidos y Sólidos y Conversión de Unidades El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor Pagina 15 de 17 SÓLIDOS (material) Método ρabsoluta (g/cm3) ρrelativa ρreportada (g/ cm3) Error (%) Esfera ( ) Arquímedes Geométrico Cilindro ( ) Arquímedes Geométrico Cubo ( ) Arquímedes Geométrico 5.2. Tabla de resultados de determinación de densidad de sustancias líquidas y sólidas + conversión a otras unidades. LÍQUIDOS Método ρabsoluta (kg/m3) SÓLIDOS (material) Método ρabsoluta (kg/m3) Agua Picnómetro Esfera ( ) Arquímedes Pipeta Geométrico Etanol Picnómetro Cilindro ( ) Arquímedes Pipeta Geométrico Problema Picnómetro Cubo ( ) Arquímedes Pipeta Geométrico 5.3 Análisis de Resultados UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA Práctica N° 3: Densidad de Líquidos y Sólidos y Conversión de Unidades El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor Pagina 16 de 17 . 6. CONCLUSIONES (Valor 1,0 puntos) ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA Práctica N° 3: Densidad de Líquidos y Sólidos y Conversión de Unidades El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor Pagina 17 de 17 7. BIBLIOGRAFÍA (Obligatoria) ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________
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