PRÁCTICO N° 0 (para la etapa de diagnóstico)
RELACIÓN ENTRE LA CONDUCTIVIDAD Y LA CONCENTRACIÓN
OBJETIVO
 Establecerlarelaciónentre laconductividadylaconcentraciónde sustanciasconelectrolitosdisueltos
MATERIALES
 1 g de Sulfatode cobre
 agua destilada
 4 Erlenmeyer
 4 matraz aforadode 125 ml
 1 vasoprecipitado
 circuitoeléctricocomoindicalafigura.
 Balanzaelectrónica
 Varillade vidrio
 Vidriode reloj
PROCEDIMIENTO:
1. Pese 10 gramosde lasustanciay colóqueloenunErlenmeyeroun
vasoprecipitado.
2. Disuelvacompletamente el solutoagregandopocoapoco con 50
ml aproximadamentede aguadestilada.
3. Trasvase la soluciónayudándose de unembudoyunavarillade
vidrio,según indicalafigura.
4. Complete conaguadestiladahastael aforo(100 ml).
5. Coloque el tapónyagite
A estamuestrase la conoce como “soluciónmadre”.Ahoraprocedemos aprepararlas diluciones.
6. Tome 5, 10, 15 y 20 ml de lasoluciónmadre ytrasváselaa 4
matraz aforadode 100 ml.Complete los100 ml con agua
destilada.
7. Rotule cada muestrapara que seanfácilmente identificables.
8. Arme el circuitosegúnlafigura.Cerciórese que loselectrodos
estánlimpios.Si esnecesariolije lasuperficie de loselectrodos.
Enjuague lasterminalesconsuficiente aguadestilada.
9. Pruebasi la soluciónconduce lacorriente eléctricautilizando para
elloel circuito.
10. Ubique el potencial a3 volt.Mida la corriente eléctricainducida,comprobandoque funcione,haciendo
pasar corriente eléctricaal cerrarel interruptoryal unirlasláminasde cobre.
11. Vierta,conla mayor exactitudposible, 50 ml de la soluciónenunvasoprecipitadode 100 ml.
12. Enciendalafuente,ubiqueel dial a3 volt,y ubique loselectrodos enel vasoprecipitado.Enlaparte
izquierdade lafuente apareceráel valorde lacorriente eléctrica,expresadaenampere.
13. Tome losdatos lomás rápidamente posible paraevitarque sobre loselectrodosse depositensólidos
productode las reaccionesquímicasproducidas. Anote el resultadoenlatablade valores:
Grupo Masa soluto
(gr)
Volumen final
(ml)
% =
𝒎𝒂𝒔𝒂 𝒔𝒐𝒍𝒖𝒕𝒐
𝒗𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆𝒏
. 𝟏𝟎𝟎
Potencial
Eléctrico
(volt)
Corriente eléctrica
(Ampere)
14. Antesde realizarcada mediciónlimpieloselectrodosconunalija.
15. Realice unagráficacorriente eléctricavsconcentración
PRÁCTICO N° 1
CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA DE COMPUESTOS COVALENTES Y IÓNICOS
Introducción
Para que una disoluciónseaconductorade laelectricidadesnecesariolapresenciade ionesenlamisma.
Así, aquellassustanciasque endisoluciónse disocianformandoionesconducenelectricidadyse
denominan electrolitos;porel contrariolassustanciasque noconducenla electricidadcuandoestán
disueltasse denominan noelectrolitos.Losnoelectrolitossonsustanciasque endisoluciónnose disocian
formandoiones. Tengapresente que a diferenciade los metales,en dondeson loselectrones del mismolos
transportadoresde carga y responsablesde la conduccióneléctrica,aquí se da que tantos losiones
positivoscomonegativoscontribuyena la conductividadeléctricade lasolución.
Los compuestosiónicosse caracterizan,entre otrascosas,porser
conductoresde laelectricidadcuandoestándisueltosofundidos:así
losionesque losforman,átomoso gruposatómicoscon carga
positivaonegativa,tienengranlibertadpara moverse yporeso
puedentransportarlaelectricidad. Siempre que unadisoluciónes
conductorade lacorriente eléctrica,esporque enellaexisten
iones. Enausenciade fuerzaseléctricas losionesse muevende forma
caótica al azar,el resultadonetode dichomovimientoesel mismo
que si se encontraranenreposo.Sinembargo,bajolainfluenciade un
campo eléctrico,el resultadoesque ladiferenciade potencial entre
losdos electrodosproduce unflujode iones,esdeciruna corriente
eléctrica.
La conductividadeléctricade unelectrolitose puede definircomolacapacidaddel mismopara transmitir
una corriente eléctrica.Laconductividaddependeráeneste casode la cantidadde ionesdisueltos enel
mismo,de lacarga y movilidadde estosiones,y de laviscosidaddel medioenel que se hallandisueltos.
Las propiedadesfísicasyquímicasde lassustancias,dependenfundamentalmente del tipode enlace que
presentan.Lostiposde enlace que conmás frecuenciatienenlassustanciasquímicasson:
Electro Valente o iónico:se forma por atracciónelectrostáticaentre ionesde cargaopuesta,unode ellos
pierde electronesyel otrolosgana.Este enlace escaracterísticode la uniónde metalesyde no metales.Su
diferenciade electronegatividadesmayoroigual a 1.7.
Los compuestosiónicospresentanlassiguientespropiedadesfísicas:
1. Sonsólidosconelevadospuntosde fusión.
2. Son solublesendisolventespolares(agua).Sinembargo,presentanbajasolubilidadendisolventes
apolares.
3. Fundidosyendisoluciónacuosaconducenlacorriente eléctrica.
4. Se obtienenapartirde elementoscondistintaelectronegatividad(metal ynometal).
Covalente (polar,no polar y coordinado): se presentacuandose unendoso más átomos compartiendouno
o más paresde electrones.Ladiferenciade electronegatividadesmenora1.7 y mayor de cero para el enlace
covalente polarypara el enlace nopolarla diferenciade electronegatividadesdebeserigual acero.
Los compuestoscovalentespresentanlassiguientespropiedades:
1. Muchos compuestoscovalentessongasesylíquidos.Lossólidospresentanpuntosde fusión
relativamente bajos.
2. Presentanunaimportante solubilidadendisolventeapolares(tolueno,hexano,tetraclorurode
carbono),presentandobajasolubilidadendisolventespolares.
3. No presentanconductividadeléctricaenfase líquida.
4. Están formadospor elementosconelectronegatividadessimilares.
Un enlace metálico esun enlace químicoque mantieneunidoslos átomos(uniónentre núcleosatómicosy
loselectronesde valencia,que se agrupanalrededorde éstoscomounanube) de los metales entre sí.Estos
átomosse agrupande forma muycercana unosa otros,loque produce estructurasmuycompactas.
Además,debidoalabaja electronegatividad que poseenlosmetales,loselectronesde valenciason
extraídosde sus orbitales ytienenlacapacidadde moverse libremente atravésde compuestometálico,lo
que otorga a éste laspropiedadeseléctricasytérmicas.Este enlace sólopuede presentarse
ensustancias enestadosólido
OBJETIVOS DE LA PRÁCTICA
 Identificarel tipode enlace de unasustanciaapartir de algunasde sus propiedades,talescomola
conductividadeléctricaylasolubilidad.
 Desarrollarhabilidadesenel manejode losmaterialesyreactivosdel laboratorio,asícomolasmedidas
de seguridade higiene durante el desarrollode lapráctica
Experimento N° 1
CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA DE SOLUCIONES Y TIPO DE ENLACE
OBJETIVO:
Determinar el tipo de enlace del soluto a partir de la conductividad eléctrica del mismo.
MATERIALES
 1 g de Clorurode sodio
 1 bolitade iodosólido
 1 g de Sacarosa (azúcar)
 1 g de Cloruroférrico
 3 vasosde precipitado
 circuitoeléctricocomoindicalafigura.
PROCEDIMIENTO:
1. Prepare lassolucionesdel mismomodoque lorealizadoenlaprimeraexperiencia.
2. Monte uncircuitoeléctrico,comprobandoque funcione haciendopasarcorriente eléctricaal cerrar
el interruptoryal unirlasláminasde cobre.
3. Vierte aproximadamente 100ml de agua destiladaenunvasode precipitados.
4. Trabaje la fuente a3 volt.
5. Coloque el interruptorenencendidoe introduce loselectrodosdentrodel vasoconaguadestilada.
Anote el valorde la corriente eléctrica.
6. Enjuage lasterminalesconsuficienteagua,seque yrepite el procedimientoutilizadoenel ítem5con
lasotras soluciones(utilice 100 ml).
7. Vuelque losdatosenlasiguiente tabla:
RESULTADOS
SUSTANCIA
CONCENTRACIÓN
(gr/ml)
CORRIENTE ELÉCTRICA I
(Ampere)
ENLACE
COVALENTE
ENLACE IÓNICO
Marque con una x el que corresponda
Cloruro de
sodio
Solución
de iodo
Sacarosa
Cloruro
férrico
Experimento N° 2
CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA DEL NITRATO DE POTASIO FUNDIDO
Arme el dispositivode acuerdoal siguiente diagrama:
Procedimiento:
1. Coloque 10 gramosde Nitratode potasioenun crisol.
2. Introduzcaloselectrodosenlasustancia.
3. Conecte lafuente de tensiónyobserve si conduce laelectricidad.
Anote el resultado
4. Ahoraretire loselectrodosyfundael nitratode potasio.
5. Introduzcanuevamente loselectrodosyconecte lafuente.
Observe si conduce laelectricidad.Anote el resultado.
PRÁCTICO N°2
PROPIEDADES DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS
Referencia: Química cotidiana, Jaime Alonso Bedoya Peláez
Objetivo:
Uso la tablaperiódicaparadeterminarpropiedadesfísicasyquímicasde loselementos
Introducción:
Tras variosintentos,en1869 el químicoruso D. Mendeleiev presentóunatablaenla que aparecían los
elementosdistribuidosenfilasycolumnas,agrupadosordenadamenteendiversasfamilias,siguiendoun
ordencreciente de masasatómicas.Enla actualidadestatablaaparece bastante modificada,yaque se
ordenan loselementosporordencreciente de númeroatómico.Dichatabla,ala que llamamosTabla
PeriódicaoSistemaPeriódico,esunaexpresiónde lasrelacionesque existenentreloselementosquímicos
(ENSM,2011)
Todoslos elementosde unmismogrupoposeenuncomportamientoquímicosimilar,debidoaque poseen
el mismonúmerode electronesensucapa más externa(estoselectronessonlosque normalmente
intervienenenlasreaccionesquímicas).
Podemosdistinguir4conjuntosde elementosquímicos,segúnlafacilidadde susátomospara perderoganar
electrones,transformándose eniones:
Metales:Se transformanfácilmenteenionespositivos.Quedansituadosalaizquierdayel centrode la
tabla.Tienenpropiedadescomunes,comoconducirlaelectricidady el brillometálico.Ensumayoría son
sólidosatemperaturaambiente.
Semimetales:Se transformancondificultadenionespositivos.Tienenpropiedadesintermediasentre los
metalesylosno metales.
No metales:Se transformanfácilmenteenionesnegativos.Se sitúanenel ladoderecho.Suelenserlíquidos
o gasesa temperaturaambiente,ysonmalosconductoresde laelectricidad.
Inertes(Gasesnobles-He,Ne,Ar,...):No formaniones.Encondicionesnormales,nose combinancon
ningúnotroelementoquímico.Elementosenlacolumnamása la derecha.
Materiales:
Hierro Iodo Placa calefactora
Aluminio Azufre Circuitoeléctrico
Cobre Carbono
Magnesio
Zinc
Estaño
Actividad práctica:
1. Describe lascaracterísticasque observasdel hierro,aluminio,cobre, magnesio, zinc,estaño,
iodo, azufre y carbono. Este últimoenlaforma de grafitoy carbón vegetal
2. Toma el carbono ycaliéntalo,¿conduce el calor? .Haz lomismocon el azufre (ojoque este
reaccionacon el oxígenoyproduce un gas irritante).Este últimoutilizauncuerpocaliente (no
expongasala llama)
3. Toma el trozo de hierroy caliéntalo,¿conduce el calor? .Repite laexperienciacon aluminio,
cobre, magnesio, zincyestaño.
4. ¿Cuálesde loselementosanalizadosbrillan?
5. Arma uncircuitoeléctrico(fuente,lámparaoamperímetroyconductores) outilizael descritoen
el práctico N°0. Pruebalaconductividadeléctricaencadauno de losmaterialesde lapráctica
6. ¿Qué elementostienencaracterísticascomunesycuálessonesascaracterísticas?
7. Complete lasiguiente tabla:
Elemento
representativo
Símbolo
química
Z A
Config.
electrónica
Características
física
Brillo, dureza, etc.
Conductor
térmico
Bueno, Reg, Malo
Conductor
eléctrico
Bueno, Reg, Malo
Hierro
Aluminio
Cobre
Magnesio
Zinc
Estaño
Iodo
Azufre
Carbono
(carbón vegetal)
Carbono(grafito)
8. Ubica loselementosenlasiguientetabla,¿Cuálesestánubicadosenlazonade metalesycuales
enla zona de no metales?
Actividadesde profundización
1. ¿Cuálessonlascaracterísticas que observaste enlosmetales?
2. ¿Cuálessonlascaracterísticas de losno metales?
3. ¿Qué similitudesobservasenlatablaperiódicaconrespectoalosmetalesque analizaste?
4. ¿Qué similitudesobservasenlatablaperiódicaconrespectoalosno metalesque analizaste?
PRÁCTICO N°3
REACCIONES QUÍMICAS
Las reaccionesquímicasse puedendefinircomolainteracciónde átomosque conllevanalaformacióno el
rompimientode enlacesentre losmismos.Losátomospuedenprovenirde unelementoode un compuesto
y la reacciónquímicapuede generarigualmente elementospurosocompuestos.A lassustanciasque sufren
la transformaciónse lasconoce como reactivoso reactantes,mientrasque lassustanciasproducidasporla
transformaciónse lesdanel nombre de productos.
Cuandouna reacciónquímicaocurre,a menudoesacompañadaporcambiosobservablesasimple vistay
cuantificables,incluyendocambiosenel color,formaciónde unprecipitado(sustanciainsoluble que se
observaenla parte inferiordel recipiente de reacción),generaciónde ungasobservable atravésde
burbujeo,apariciónodesapariciónde fasesentre doslíquidos,absorciónogeneraciónde calorapreciablea
travésde un cambioen latemperaturadel recipiente,formaciónde unacapametálicaola desapariciónde
un metal enunasolución.Losanterioresfenómenospuedenaparecerde maneraindividual ovariosala vez
y facilitanel estudioycomprensiónde losfenómenosde reacción.
Leyes estequiométricas:
Las reaccionesquímicasexpresan relacionesde masa y cantidadesque respetanciertasreglasy se formulan
enforma de leyes,asaber:Leyde Lavoisierode conservaciónde lamasa,Ley de Prousto de las
proporcionesconstantes,Leyde Gay-Lussaco de losvolúmenesde combinación,entre otros.
Estas leyesnosdanlaspautas generalesbajolascualesse producenlasreaccionesquímicas.Porejemploen
el balanceode unareacciónquímica trae implícitolaleyde conservaciónde masasyla de proporciones
constantes.Recordemosunpocoel métodode balanceo:
Balanceo de reacciones químicas
Una ecuaciónquímicabalanceadaesuna ecuaciónalgebraica
que proporcionalosnúmerosrelativosde reactantesy
productosenla reaccióny tiene unapremisafundamental:
la leyde laconservaciónde lamateria. Esto esque la
cantidadde cada especie de átomosdeberáconservarse
luegode producidalareacciónquímica.Por ejemplo,la
ecuación que figuraarriba, que describe lareacciónque
produce amoníaco esuna ecuaciónbalanceadaporque enla
izquierdatenemos porcada moléculade N2 se combina
con 3 moléculasde H2 y enla derechatenemosel mismo
númerode átomosde N e H. Observe que si se duplicala
cantidadde moléculasde nitrógenodiatómicotambiénse duplicarálacantidaddel otroreactivoy del
productode la reacciónquímica.
Cuandose quiere balancearunaecuaciónquímicase toman losmenorescoeficientesenterospositivosque
hacenque la ecuaciónesté balanceada. Ennuestrocasose usará la primera ecuación.
Pasos para balancear una ecuación químicapor tanteo:
1. Escribe la ecuacióncon laestructurabásica para la reacción.
2. Cuentalosátomos de loselementosde losreactivos.
3. Cuentalosátomos de loselementosenlosproductos.
4. Cambialos coeficientesparaque el númerode átomosde cada elementoseaigual enambosladosde
la ecuación.PD.Nuncacambiesunsubíndice de unafórmulaquímica.
5. Escribe los coeficientesensurazónmás baja posible.Loscoeficientesdebenserlosnúmerosenteros
más pequeñosposibles.
6. Revisatu trabajo.Asegúrate de que el númerode átomosde cada elementoseaigual enamboslados
de la ecuación.
Objetivo:
El objetivode estasecuenciade prácticasde laboratorioesel de poderidentificarlasreglasque estándetrás
de toda reacciónquímica.
 Parte I: demostrarque la masa total antesy despuésde unareacciónquímica esuna constante.
 Parte II a: observarcomoloscompuestosse combinansiempre enunaproporcióndefinida.Porejemplo,
el agua resultade una combinaciónde 2a 1 (2 de H y 1 de O).En el caso que esacombinaciónesde 2 a 2
(aguaoxigenada) estamoshablando de otrocompuesto,concomportamiento totalmente distinto.
 Parte II b: reflexionaracercalahipótesisde Avogadroenlaexperienciade electrólisisdelagua
 Parte III: Identificarycaracterizarlosácidosy bases.Asimismoanalizarel carácterneutralizantede uno
sobre el otro.
 Parte VI: Reconocerlascaracterísticas e implicanciasde lasreacciónde óxido-reducción
En todas lasreaccionesquímicasproducidasel alumnoescribirá,laecuaciónquímica,identificandolos
reactivos,sunombre ylos productos. Luegobalancearálareacciónquímicay completaráagregandolos
pesosmoleculares,comolohavistoenla teoría
Respectode lapráctica de laboratorio,unavezidentificados cadaunade las sustanciasintervinientes deberá
colocar lascaracterísticas observadasenlaexperiencia.Porejemplo,enlaprimeraexperienciase hace
reaccionarel magnesioconel oxígeno:
2 Mg + O2 (g) 2 MgO + Q
Magnesio + oxígeno óxido de magnesio + calor (incluye energía radiante)
Gris metálico gas incoloro polvo blanco luz ycalor
2 x 24 (16 x 2) 2 X (24+16)
48 + 32 = 80
Y se lee como: por cada molécula de oxígeno(diatómica) reaccionan2 átomos de magnesiopara obtener 2 moléculas de óxido de
magnesio. La reacción química es exotérmica (desprende calor)
Nota: si absorbe o requiere calor se denominaendotérmica
ACTIVIDADES PRÁCTICAS
PARTE I: LEY DE LAVOISIER O DE CONSERVACIÓNDE LA MASA
En la primerexperiencia,muysencilla,colocamos20 ml de
vinagre enunErlenmeyerde 25 ml.Agregamosenunglobo5
gr de bicarbonatode sodio,comose indicalafigura.
Se coloca todoel contenidosobre unabalanza,yse pesa.
Luegose vierte el contenidode bicarbonatosobre el vinagre.
Se produce la reacciónentre ambosy se observael pesototal
del mismo.¿Enqué medidase alteralamasa total del
sistema?¿Se cumple laleyde Lavoisier?
Escriba lareacciónproduciday balancee lamisma.
PARTE II: LEY DE PROUST O DE LAS PROPORCIONES CONSTANTES
Esta leyexpresalosiguiente: “Diferentesátomosse combinanenrelacionessimplesde númerosenteros
para formar compuestos”.Dichode otramanera,un compuestosiempreestáconstituidoporlosmismos
elementosyenlamismaproporciónenmasa. Sinembargo, tengamosencuentaque existenelementosque
al combinarse entre síformanmás de un compuesto,porejemploel aguaH20 y el agua oxigenadaH2O2.
En nuestraexperiencia, intentaremosdemostrarcual esla proporciónde
átomosde hidrógenorespectoa átomosde oxígenoenla moléculade agua.
Para ellodescompondremoslamoléculade aguaporelectrólisis y
analizaremosel volumenproducidode hidrógenoyde oxígeno.
Tendremosencuentaademásque,comoloenuncialallamadahipótesisde Avogadro, aigualesvolúmenes
de gases distintoscontienenel mismonúmero de moléculas,si ambosse encuentran a igual temperatura y
presión,que cualquiersustanciaenestascondicionestendráel doblede partículasenunvolumenque se
multiplicapordos.
Electrólisis del agua
Referencia: https://quimicafacil.net/manual-de-laboratorio/electrolisis-del-agua/, Laura Gasque Silva: Laboratorio de Química
General II Práctica No. 14 Electrólisis del agua
Introducción:
La moléculade aguase compone,comoesbienconocido,de dosátomosde hidrógeno yun átomo
de oxígeno.Estosátomosestánunidosentre sí por unasfuerzasque se denominanenlacesquímicos.Esos
enlacestienenasociadaunaciertaenergía,de un ciertovalor(ladenominada“energíade enlace”).Si le
aplicamosa lamoléculade aguauna cantidadde energíaeléctricaencorriente continua,superiorala
energíade los enlacesque unen susátomos,estosse rompen,dividiéndose asílamolécula
enoxígenoe hidrógeno.
La reacciónconagua pura puede serlenta.Paraacelerarlo se necesitaunelectrolito.Estopuede sertan
simple como sal de mesa(existe riesgode generarclorogaseososi allíel voltaje ylapotenciasondemasiado
grandes),ácidosfuertes comoel ácidosulfúrico(H2SO4), obasesfuertescomo hidróxidode potasio(KOH) e
hidróxidode sodio (NaOH) se utilizanconfrecuenciacomoelectrolitosdebidoasu fuertescapacidad de
conducción
La electrolisisdel aguaesladescomposicióndel aguaensuselementosporlaacción de la corriente
eléctrica.Esnecesarioal menos1,23 V. En el mismosentido tambiénlapodemos considerarcomouna
reacciónde óxido-reducción(REDOX) porquehayunacesiónytoma de electrones.Esasí que lareacciónse
escribe detallandoeste intercambio:
(+) Ánodo Oxidación: → 2 H2O – 4e–
→ O2 + 4 H+
(–) Cátodo Reducción: → 2 H2O + 2e–
→ H2 + 2 OH–
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------
2 H2O → O2 + 2 H2
La electrólisisdel aguaes la descomposición de agua(H2O) enlos gasesoxígeno(O2) e hidrógeno(H2).Una
fuente de energíaeléctricase conectaados electrodos,odosplatos(típicamente hechosde algúnmetal
inerte comoel platinooel acero inoxidable),loscualessonpuestosenel agua.Enuna celdapropiamente
diseñada,el hidrógenoapareceráenel cátodo(el electrodo negativamente cargado,donde loselectrones
son bombeadosal agua),yel oxígenoaparecerá enel ánodo(el electrodopositivamente cargado).
Materiales:
 Vasode precipitado  Aguadestilada
 2 tubosde ensayovolumétrico  Bicarbonatode Sodio
 Fuente de tensión12volt
 Amperímetro
 Balanza
 Conectoresocables
Procedimiento:
 Prepare unasoluciónal 5% de bicarbonatode sodio
 Arme el dispositivosegúnlafigura (utilice preferentemente tubosgrandes,
que sobresalganmuyporencimadel soporte).
 Coloquenlasoluciónacuosade bicarbonato enel vasohasta
aproximadamente laterceraparte de su capacidad,yagreguenunasgotas de
soluciónde fenolftaleína.
 Tome lostubos de ensayoycomplete sucontenidoconlasoluciónde bicarbonato.Tape conel
dedoel extremo,delovueltaysumérjaloenel vasoprecipitadotratandoque noquede ninguna
burbujae aire.En ese caso repetirel procedimiento.
 Complete el procesoasegurandoque loscables(conel extremoal descubierto) quede cadaunoen
el interiordel tubo(véase figura).
 Conectencadauno de losextremos ala fuente de tensión
 Eleve latensiónlentamentehastalos12 volt.
 Registrentodaslasobservaciones.Filmenel experimento usandosusequiposportátiles.
La fenolftaleínaesunindicadorácido-base que tiene colorrosaenmediobásico,yesincoloroenmedio
ácidoo neutro.En las cercanías del electrododondese libera H2 (g) se observaráuncolor rosa unpoco más
intensoque susalrededores,dadoque se consumenionesH3O+
yhay un excesode OH-
,y enel otro
electrodoendonde se formamásH+
se hará trasparente.
Cuestionario:
1. Indique encuál de loselectrodosse generael H2
2. ¿Cómodetectala presenciade este gas?
3. ¿Para formarhidrógenose debe ganaro perderelectrones?
4. Indique enque electrodose generael O2
5. ¿Cómodetectala presenciade este gas
6. ¿Para formaroxígenose debe ganar o perderelectrones?
7. ¿Qué relaciónexisteentre el volumenformadode hidrógenoyel de oxígeno?. ¿Qué estáindicando?
PARTE III: ÁCIDOS Y BASES
Referencias: Ácidos y álcalis:realidades y mitos (Química, aire y ambiente, Investigación y ciencia), Xavier Giménez Font ,Trabajo
práctico nº 5 equilibrio ácido – base(USAM)
Introducción:
El término "ácido"forma partedel lenguajecomún.Ciertosalimentos,como la naranja o el limón,poseen
saborácido,esa sensación cortantequenoseriza la piel pero que no es totalmentedesagradable.La ciencia
moderna ha ampliado sobremanera elalcance del término.Se habla del ADN y del ARN,los ácidosnucleicos
responsablesdela herencia genética.Aparecen también con frecuencia los ácidosgrasos,saturadose
insaturados,quetan importantesson en nuestra dieta.El ácido acetilsalicílico es el nombretécnico de la
Aspirina,quetantosy tantosdoloresde cabeza nosha permitido sobrellevar.Sabemosquelasbateríasde los
automóvilescontienen ácido,y desdehacecasi cuarenta añossehabla con insistencia dela lluvia ácida.
El término “álcali”, o también “base”,estáigualmentepresenteen nuestrasvidas,aunqueen menormedida.
Algunosálcalis,utilizadosen la limpieza de hornosy encimeras,son cáusticos,término queindica un cierto
peligro para nuestra integridad,sobretodo para la piel. Los ácidosnucleicos,ADN y ARN,contienen basesen
su interior,las basesnitrogenadas,para perplejidad delosjóvenesestudiantesdebiología.La complejidad
no acaba ahí,puesto quelas proteínas,el verdadero edificio estructuralde los seres vivos,son ácidosy bases
a la vez.
Ácidos y álcalis: realidades y mitos (Química, aire y ambiente, Investigación y ciencia), Xavier Giménez Font
Los ácidosy basessondos tiposde sustanciasque se caracterizarpor tenerciertas laspropiedades que no
son de carácter universal peroque fácilmentelasidentifican,asaber:
Los ácidos:
 tienenunsaborácido (siempre ycuandopuedadegustarlo,nolohagasi noestánseguroque son
comestibles)
 dan un colorcaracterístico a losindicadores
 reaccionancon losmetalesliberandohidrógeno.
 reaccionancon lasbasesenprocesodenominadoneutralizaciónenel que ambospierdensus
características.
Las bases:
 tienenunsaboramargo
 dan un colorcaracterístico a losindicadores(distintoal de losácidos)
 tienenuntactojabonoso.
 reaccionancon losácidos enprocesodenominadoneutralizaciónenel que ambospierdensus
características.
Pero,¿qué son losácidos y que son las baseso álcalis?
Comoveránen el iniciode laintroducciónalolargo del tiempose hanincorporadounsinnúmerode
sustancias,tantoácidascomo básicas,que hancomplicadodar una definiciónclarayunívoca de ambos
conceptos.
Sinánimode profundizarmásenel tema y a solotítuloinformativo,nosquedaremosconunaparte de la
definiciónque dioBrondstedLowryendonde afirmaque unácidoesunasustanciacapaz de cederun protón
(H+
) a otra sustanciaque losrecibe y unabase esuna sustanciacapaz de aceptarun H+
de unasustanciaque
locede.En resumen:
 un ácidocede un H+
 una base recibe un H+
Existenciertassustanciasque nosonácidasni son bases,se denominanneutras,comoel casodel agua.
El pH
La investigación sobrelas propiedadesdelosácidosreflejó muy rápidamenteque,al disolverlosen agua,
ciertos compuestos,como elácido sulfúrico,el ácido nítrico o el ácido clorhídrico, permitían niveles de acidez
muy elevados,a partir de cantidadesmoderadasdelcompuesto puro.
En cambio,otrosácidos,como el ácido carbónico,el ácido acético o el ácido bórico, requerían de una
cantidad mucho mayordela substancia pura,o bien no permitían llegar a ciertos nivelesde acidez, por
mucho ácido quese añadiera.
Ácidos y álcalis: realidades y mitos (Química, aire y ambiente, Investigación y ciencia), Xavier Giménez Font
En 1909 SørenSørensen,entoncesjefe de laboratoriode lacompañíacerveceraCarlsberg.Sørensendefinió
una escalade acidez,que denominó pH. El pH varía habitualmente entre0y 14, de forma que el pH del
agua neutraesla mitaddel intervalo,7.Valoresde pHmenoresque 7 correspondenasituacionesácidas.
Además,cuandoel pH bajaenuna unidad,lacantidadde protonesse multiplicapordiez.Porlotanto, pH =
6 contiene diezvecesmásprotonesque pH= 7; pH = 5 tiene cienvecesmásque pH = 7, y así sucesivamente.
Por otro lado, para lassituaciones básicas,los pHoscilan,habitualmente, entre 7y 14.
Objetivo:
 Identificarácidosybases
 Aprenderadeterminarel pHde una sustancia
 Comprenderel conceptode neutralización
Materiales:
Ácidos y bases de uso cotidiano
Sustancia (complete los espacios vacíos) Donde se encuentra Material
1 vinagre Cinta de pH o indicador universal
2 aspirina pHmetro
3 vitamina C Vaso precipitado
4 zumo de cítricos Tubo de ensayo
5 Ácido clorhídrico sal fumante para limpieza, jugos gástricos mortero
Procedimiento:
El indicadoruniversal, es unamezclade sustanciascolorantesque
virande color endiferentesvaloresde pHyes el mismoen el que
estánimpregnadaslastirasde papel de pH. Cambiade colorcon
acidezcreciente desde el violeta,pasandoporel verde (Neutra),el
amarillohastael rojo.Las medicionessonsencillasyrápidas,pero
con baja precisión,normalmente ±1 y cambiade colorsegúnla
siguiente escala(verfigura)
pH- metro: aparato empleadoparamedicionesde pHmásprecisas.Constade doselectrodosconectadosa
un voltímetro.Unode loselectrodos(de referencia) tiene unvalorde potencial constante,mientrasque en
el otro el potencial varíaenproporcióndirectaa la [H+
].
Clasificaciónde productos caseros como ácidos y bases
1. Colocaren tubosde ensayo10 mL de las solucionesde sustanciasde prueba,rotularlos.
2. Medirel pH conel indicadoruniversal yconpH- metro(eneste casonecesitarámayorcantidadde la
sustancia).
3. Completarel cuadrodel informe clasificándolascomoácidosobases.
Reacción de neutralización
La reacciónmediante lacual unabase/ácidoneutralizalaspropiedadesde unácido/base recibe el nombre
de neutralizaciónporque enellase neutralizanpropiedadescaracterísticasdel ácidoyde labase.
En términosgenerales,aunaecuaciónquímicade este tipose la escribe:
ácido + base → sal + agua
6 Hidróxido de calcio Cal apagada Agua destilada
7 Amoníaco limpiadorescaseros
8 Hidróxido de magnesio leche de magnesia(laxante yantiácido)
Sustancia Ácidos Bases o álcalis
1
2
3
4
5
6
7
8
Procedimiento: Valoraciónde una soluciónde ácido acético
Para demostrarel efectoneutralizante de unabase sobre unácido
utilizaremosunatécnicacomúnmente conocidacomotitulacióno
valorización.
Colocamos10 ml de ácido acéticoenun Erlenmeyer.Le agregamos3 gotas de
fenolftaleína.Midaconel pHmetrolaacidezde la muestra.
En la buretagraduada de 10 ml complete consoluciónde hidróxidode sodio.
Gire el robinete parapermitirlasalidagota a gota de lasoluciónde hidróxido
de sodio.En la medidaque cae lasustancianeutralizante agitelamuestrade
ácido.Observaráque enla medidaque caenlasgotas a su alrededorse
produce una coloraciónfuerte rosada,que rápidamente desaparece.Esta coloraciónesdebidaala presencia
local de hidróxidode sodioque rápidamente desapareceporlaneutralizacióndelácido. Enlamedidaque el
tiempode lacoloraciónrosadase hace más persistentenos estáindicandoque estamoscercadel puntode
neutralización.Eneste momentose ralentizalafrecuenciaconque caenlasgotas hastaque cambia
definitivamentede coloraciónde incoloraarosado.
Una vez encontradoel puntode neutralizaciónmidael pH.Anote loobservadoyanalice el resultadode la
experiencia.
PARTE IV: REACCIONES REDOX
Referencias: https://quimicafacil.net/manual-de-laboratorio/pila-de-daniell/#h-oxidorreducci-n-y-la-pila-de-daniell,
Práctica 19 PROCESOS REDOX ESPONTÁNEOS:PILA ...http://www.qfa.uam.es
PILA DANIELL
La pilade Daniell esuntipode pilaelectroquímicainventadaen1836 por JohnFredericDaniell,químicoy
meteorólogobritánico,yconsistíaenunaollade cobre llenade unasoluciónde sulfatode cobre (II),enla
que se sumerge unrecipiente de barrosinesmaltarllenode ácidosulfúrico(ennuestrocasoutilizaremos
sulfatode zinc) yun electrodode zinc.
Las reaccionesde oxidación-reducciónespontáneaspueden
aprovecharse parageneraruna corriente eléctricasi se diseñauna
célulaadecuada.Paracomprenderlomejorpodemosconsiderarla
reacciónque se produce cuando se introduce unabarra de Cu en
una disoluciónacuosade CuSO4 (ladisoluciónde CuSO4 esde color
azuladodebidoalosionesde cobre hidratado).Al cabode un
tiempolabarra de Cu se ha recubiertode undepósitoanaranjado
de cobre metálico,yel colorazuladode la disolucióncomienza a
desvanecerse.Estoscambiossondebidosaque se produce la
siguiente reacción:
Zn(s) + Cu2+
(ac) ⇒ Zn2+
(ac) + Cu(s)
gris azul incoloro anaranjado
Es decir,que el Zn se oxidaa Zn2+
(pierde electrones) yel Cu2+
se reduce a Cu (gana electgrones).Si la
reaccióntiene lugardel mododescrito,apesarde que es espontáneayque hahabidounintercambiode
electrones,nose produce energíaeléctrica. Observeenlafiguraque se adicionaunpuente salino.A
sabiendasque inicialmenteamboscompartimientosestánneutrosyel hecho de que existauna
transferenciade electrones,eneste casode izquierdaaderecha,nosllevaaque se genere undesequilibrio
de cargas. En el depósitoque contiene labarrade zincaumentarálas cargas positivasyenel electrodode
cobre las negativas. Estohace que cueste másy más arrancar electrones delzincenlamedidaque existen
cargas + (cargas de distintosignode atraen).Lomismopasaen el otroelectrodo.Laforma de resolveresto
esincorporar ionesde carga contrariapara que vayan neutralizandoel desequilibriode cargasproducido.
Por elloesel puente salinoel que aportaestosiones,enel ejemplode lafiguralosionesCl -
aportaránlas
cargas negativasque neutralizanal excesode Zn2+
y losionesK+
neutralizaránel excedente de cargas
negativasSO4
2-
.
Haciendo un resumen:
Hay dos compartimentos:enunode ellosunabarrade Zn estásumergidaenunadisoluciónde ZnSO4 y,enel
otro,una barra de Cu estásumergidaenunadisoluciónde CuSO4.Lasdosdisolucionesse mantienen
conectadaseléctricamente medianteunpuente salino(disoluciónde KCl,KNO3,etc.).Unhilometálico
conductorconecta lasbarras de Zn yCu, y constituye el circuitoexterno.Si todovabienel voltímetroseñala
1.1 V siempre que lasconcentracionesde los ionesinvolucradosigualesentresí.
En la pilaDaniell tiene lugarel siguienteproceso:enlasuperficie delelectrodode Znse formanionesZn2+
que se incorporana la disolucióndejandoun“exceso”de electronessobre lasuperficie delelectrodo.Estos
electronespasanatravésdel hiloconductorexternohastael electrodode Cu.Enlasuperficie de éste se
combinanconlos ionesCu2+
y se transformanenCu, que se depositasobre este electrodo.
Materiales Reactivos
3 vasosde precipitados Multímetro Láminasde cobre,zinc, magnesio
Tubo enU de vidrio Cablesde conexión Soluciones0,1M de sulfatode cobre (II),sulfato
de zinc,sulfatode magnesio
Probetagraduadade 100 mL Algodón Soluciónconcentradade clorurode amonio
Procedimiento:
Ponerenun vasode precipitados unos100 mL de soluciónde sulfatode cobre 0,1 M(preparadapor el
docente) sumergiendolaláminade cobre.Enun segundovasode precipitadosponunacantidadidénticade
soluciónde sulfatode zinc0,1 M sumergiendolaláminade zinc.Conectalaláminade cobre a laentrada
positivadel voltímetroylaláminade zinc a la entradanegativamediantedoscablesde distintocolor.
El tuboen formade U se llenacompletamente conunasoluciónconcentradade clorurode amonio(puede
sernitrato de potasio),tapandolosdosextremoscondosbolasde algodón;el tubosirve,comose ha dicho,
de puente salino.
Da la vueltaal puente salino,comprobandoque haycontinuidadenlasolucióndentrodel tuboenU,y
sumergircada extremodel tuboenlosdosvasosde precipitados.Si todose hahechocorrectamente,enel
voltímetropodemosobservarunaf.e.m.de unos1,1 voltios.
Otro grupopuede realizarotrapilade Daniell,sustituyendoel electrodode zincporunode magnesioyla
soluciónde sulfatode zincporuna soluciónde sulfatode magnesio.
Por otro ladoungrupo armará una pilade Daniell utilizandolosmismosreactivosque laprimerapilapero
usandosoloun recipiente.Se mezclanlassolucionesde sulfatode cobre ysulfatode zinc.Se lacoloca enun
recipiente yse ubicael electrodode cobre enel fondoyel de zincsobre la superficie. Comolasoluciónde
sulfatode cobre esmás densaque su par de zinc pocoa pocose separarauna de otra, yendoal fondodel
recipiente el sulfatode cobre yenla parte superiorse ubicaráel sulfatode zinc.Luegoconecte labatería al
voltímetroymidala tensióngenera.
Una pila sobre la otra:
Una vez terminadalaspilasprocederemosaconectarlasunasconotras, de la mismamanera que une
habitualmente laspilasenunartefactoeléctrico,el positivovaunidoal negativode laotra pila.Midala
tensióntotal yconéctelaauna radio o a un led.Observe ydiscutael resultadode laexperiencia.
Cuestionario:
1. En términosgenerales,¿cómoestáconformadaunapila?
2. ¿Quiénrecibe electrones?
3. ¿A quiénse le quitaelectrones?
4. ¿Cómome puedoverificarque se estántransfiriendoelectrones?.Analice todaslasopciones
posibles
5. ¿Por qué se hace necesariounpuente salino?.¿Qué sucede si quitoel puentesalino,mientras
funcionalapila?
PRÁCTICO N°4
LOS PROCESOS TÉRMICOS Y LAS RELACIONES LINEALES
El calor y latemperaturasontérminosutilizadoscuandoqueremosdescribiralgunosprocesos
termodinámicos.Estosconceptosse suelenutilizarusualmentecomosinónimosyel propósitode esta
secuenciade actividadesprácticas esla favorecerunaasimilacióncorrectade lanocióndel conceptode
calor (Q) y de la temperatura(T) yestablecerlasdiferenciasentreambasenfunciónde losprocesosfísicos
que intervienen.
Cuandohablamosde losefectosdel calortrabajamosnormalmente loscambiosde temperaturaycambios
de estado,ademásde lasdilataciones.Ennuestrocasoestudiaremoslavariaciónde latemperatura (T) de
un cuerpoaisladotérmicamente,comoconsecuenciade laincorporaciónde energíaal sistema.Lafuente de
calor (Q) utilizadaesunaresistenciaeléctricacapazde entregar aproximadamente 160cal/segenforma
constante.Enrealidad,al no disponerde unprocedimientoque permitamedirdirectamente laenergía
impartidaal sistema,mediremosel tiempoque lafuente de calorestá calentando,yaseacon un mechero
de gas o con una resistenciaeléctrica(tratandode nomodificarlaintensidadde lallamani cambiarlas
resistenciaseléctricas).Esdecir,bienpodemospensarque el calorentregadoal sistemavaaumentando
proporcionalmente al tiempo(siduplicoel tiempoduplicolacantidadde calorentregado,etc.).
En estasituaciónnocontrolamosQ directamente ymedimoslasvariacionesde temperaturacadacierto
intervalode tiempo.
El equipoutilizadoessemejanteaunapava eléctrica,conla salvedadque enese casolasparedesnoposeen
un buenaislamientoyse registranpérdidassignificativasde energíatérmica.
Materiales:
 Calentadoreléctrico
 Termo
 Termómetro
 Cronómetro
Procedimiento:
PARTE 1
I. Arme el dispositivo,de acuerdoalafigurade laderecha
II. Coloque 600 gr de agua (600 ml para el agua corriente) enel interiordel termo.
III. Pongael cronómetroencero.
IV. Anote el valorde la temperaturainicial delagua.
V. Cada 15 segundosregistre el valorde latemperatura.Vuelque losdatosala tablasiguiente.
VI. Realice ungráficoTemperaturavstiempo.
Tiempo
(seg)
Temperatura
(°C)
Tiempo
(seg)
Temperatura
(°C)
Tiempo
(seg)
Temperatura
(°C)
0
15 1:15 2:15
30 1:30 2:30
45 1:45 2:45
01:00 2:00 3:00
PARTE 2
I. Arme el dispositivo,de acuerdoalafigurade laderecha
II. Ponga700 gr de agua (700 ml para el agua corriente) enel interiordel termo.
III. Coloque el sensorde temperaturaenel interiordel termo.
IV. Conecte lapc y active el adquisidorde datos
V. Una vez registradoslosdatosguarde laplanillade Excel
VI. Realice ungráficoTemperaturavstiempo.
PARTE 3
I. Repitalaexperienciautilizandolamismacantidadde aceite
II. Una vez registradoslosdatosguarde laplanillade Excel
III. Realice ungráficoTemperaturavstiempo.
PARTE 4
Curva de enfriamiento:Ahoranosproponemos estudiarlaevoluciónde latemperaturade unobjeto,como,
por ejemplo,unapizza,ounatarta caliente que se sacade unhorno caliente y se dejaenfriarencimade un
plato.Elabore unahipótesisyproponganunagráficade la evoluciónde latemperaturaconrespectoal
tiempo.
Experimento(grupo1):
I. Coloque 300 gr de agua caliente (300 ml para el agua corriente) envasode precipitado (véase
figura).
II. Coloque el sensorde temperaturaenel interiordel vasode precipitado.
III. Pongael cronómetroencero.
IV. Anote el valorde la temperaturainicial delagua.
V. Cada 15 segundosregistre el valorde latemperatura.Vuelque losdatosala tablasiguiente.
VI. Realice ungráficoTemperaturavstiempo.
Tiempo
(seg)
Temperatura
(°C)
Tiempo
(seg)
Temperatura
(°C)
Tiempo
(seg)
Temperatura
(°C)
0
15 1:15 2:15
30 1:30 2:30
45 1:45 2:45
01:00 2:00 3:00
Experimento(grupo2):
VII. Coloque 300 gr de agua caliente (300 ml para el agua corriente) envasode precipitado(véase
figura).
VIII. Coloque el sensorde temperaturaenel interiordel vasode precipitado.
IX. Conecte lapc y active el adquisidorde datos
X. Una vez registradoslosdatosguarde laplanillade Excel
XI. Realice ungráficoTemperaturavstiempo.
Actividadescomplementarias:
Cuestionario
1. Los procesosenlosque un cuerpovaría su temperaturase denominande «calentamiento» ode
«enfriamiento».¿Podríasdecircuálessonlasvariablesde qué depende lavariaciónde temperatura
experimentadaporuncuerpoenun procesode enfriamientoode calentamiento?.¿Recuerdascuál
esla relaciónmatemáticaexistente entre latemperaturayel tiempoparaamboscasos?
2. El agua que sale del grifo,eninvierno,estáauna temperaturade unos10 °C. Ponemos250 cm3
de
dichaagua en unvaso y la dejamosenel laboratorio,cuyatemperaturaambienteesde unos18 "C,
prácticamente constante.Metemosuntermómetroenel vasoyanotamosla temperaturacada
ciertotiempo.,j Cual serála temperaturafinal del aguaenel vaso?.Si representamosconuna
gráficala evoluciónde estatemperaturadel aguafrente al tiempo,¿cómoseríalagráfica que se
obtendría?
3. Luegode un trabajo minuciosolosinvestigadoresdeterminaronque uncuerpo,cuandorecibe calor
(comocuando escalentadoporuna resistenciaeléctrica) varíasutemperaturasegúnlasiguiente
ecuación:
𝑄 = 𝐶𝑒.𝑚.(𝑇 − 𝑇0)
donde Ce representa el calor específico de una sustancia, m la masa de la misma y T y T0 respectivamente las temperatura
final e inicial.
a. Identifique lavariableindependiente ylavariable dependiente.
b. Se puso a calentar300 gr (masa) de agua, que tiene uncalorespecíficoigual a1cal/°C gr
durante unosminutos.Suponiendoque latemperaturaambiente enel momentoinicial es
de 22°C, realice unagráficaQ vs T. Indique laordenadaal origen(expliquesusignificado)
y el valorde la pendiente
c. Respectodel casoanterior,que hubiesesucedidosi utilizabaaceite (Ce=0,5 cal/°Cgr) envez
de agua? . ¿La pendiente serámayor,igual omenorque enel caso del agua?
PRÁCTICO N°5
EL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO
Referencia: Fundamentos de espectroscopía empleando physicssensor, Por: Diego Luis Aristizábal Ramírez, Roberto Restrepo Aguilar
y Carlos Alberto Ramírez Martínez, Universidad Nacional de Colombia, sede Medellín ; Thephysicsclassroom, ondas y vibracione;, La
radiación ultravioleta, Agencia deProtección Ambiental de los Estados Unidos; Construcción de un sistema de bajo costo para la
medición de rayos ultravioleta basado en internet de las cosas, Verduga-Urdánigo Fabricio1; Cevallos-Macías John2; Solórzano-
Cadena Rubén
Un antiguodebate se ha mantenidoentre loscientíficos acercade lanaturalezade laluz: "¿Es laluzuna
onda o unacorriente de partículas?".
Recordemosantesloque entendemosporunaonda. Las ondasestánentodas partes,unaola, el sonidoes
una onda,la luz,lasondas sísmicas,las ondasenuna cuerda,etc.Puesbien,unaondapuede describirse
como unaperturbación que viajaa travésde un mediode unlugara otro. Cuandohablamosde
perturbación,estapuede serunapequeñavariaciónde lapresión si hablamosde lasondassonoras,o
cuandopercibimosunmovimientoascendenteydescendentedel suelo
nos remitimosaunaondasísmica superficial;unaperturbación,que
aparece y desaparece repetidamenteme generaunaonda,que se
trasladade unpuntoa otro. Una diferenciacrucial entre unaondayel
movimientode unapartículaes justamente laondatransportaenergía
sintransporte netode materia.Porejemplo,unsurfistase moverá
circularmente cuandolopasa la crestade unaola, volviendoal mismo
puntoque estabaantesluegoque pasala perturbación.
Una buenarepresentaciónde unaondaelectromagnéticapuede
asemejarse al movimientotransversalde unaondaenuna cuerda,como
se muestraen lafigurade laderecha.
Vemosque laperturbaciónse mueve haciala derecha,peroel
movimientode laspartículasesde arriba abajo,estoes unaonda
transversal.
A diferenciade laondaen unacuerda laluz esuna onda
electromagnética,esdecirenvezde unacuerdahay campos
eléctricosymagnéticosque se retroalimentanyviajanendirección
perpendicularal movimientode laonda.
Sinprofundizarmásenel temaveamoscómo se caracterizauna onda electromagnética.Enla figurade
abajoobservamosque engeneral,unaondatiene dosparámetrosfundamentalesque ladescriben:la
amplitudyla longitudde onda.
La amplitud de unaondase refiere ala cantidadmáximade desplazamientode unapartículaenel medio
desde suposiciónde reposo oequilibrio.Se ve claramenteenlafigura.
En cambiola longitudde ondaesotra propiedadde unaonda fundamental,yque essimplemente la
longitudde unciclode onda completo. Unaonda esun patrónrepetitivo. Se repitede maneraperiódicay
regulartantoen el tiempocomoenel espacio. Yla duraciónde una de esasrepeticionesespaciales
(conocidacomo ciclode onda) esla longitudde onda. La longitudde ondase puede medircomoladistancia
de cresta a cresta o de valle a valle ytiene unidadesde distancia.
LA LUZ YEL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO
Las ondaselectromagnéticasexistenconunaenorme gamade
longitudesde onda.Este rangocontinuode longitudesde ondas
se conoce como espectroelectromagnético.
El espectroelectromagnéticose extiende desde laradiaciónde
menorlongitudde onda,comolosrayos gammay losrayos X,
pasandopor la radiaciónultravioleta,laluzylaradiación
infrarroja,hastalasondas electromagnéticasde mayorlongitud
de onda,como son lasondasde radio.La luz (parte visible de la
radiaciónelectromagnética) esunamuypequeñaporciónde este
espectroycomprende alas ondaselectromagnéticasque están
enel rango de longitudesde ondaentre 380 nm y 750 nm, véase
la tabla.
Fue Newtonquiendescubrióque laluzdel Sol,al pasarpor
un prismade vidrio,se descompone enlucesconloscolores
del arco iris.La franjade lucesde coloresque se obtienenal
separarla luzdel Sol se denominaespectrosolar.
Cualquiercuerpopuede emitirluzsi estáa una temperatura
losuficientemente alta,comoocurre conel filamentode
una bombillacuandoesatravesadaporunacorriente
eléctrica.Lossólidosylíquidosemitenunespectro
fundamentalmente continuoysimilaral del Sol (contiene la
mismadistribuciónde coloresysolocambialaintensidad
de cada unode ellos).
En cambioen estadogaseosocadasustanciatiene un
espectrocaracterísticoque la identificacomosi de un
códigode barras se tratara, una especie de “huella
digital”,(observarque el espectrode emisiónyel de
absorcióndel mismogassoncomplementarios).La
espectrometríaesunatécnicaque aprovechaesta
circunstanciapara conocerla composiciónde un
material analizandolaluzque desprende cuandose
somete aincandescencia(esutilizadaenastronomía
para identificarloscomponentesde unaestrellacomo
el Sol).
ACTIVIDAD PRÁCTICA 1:
ESPECTRO VISIBLE DE EMISIÓN Y ABSORCIÓN
Objetivos:
 Analizarlascaracterísticasprincipalesde unespectrocontinuode emisión.
 Estudiarlosaspectosprincipales de unespectro discretode emisión de unalámparade gas.
 Reconocerlaslongitudesde ondacaracterísticaenun espectrode absorción.
Materiales:
 Espectroscopio de rejilla
 Pc
 Fuente de luz
Procedimiento:
Para analizarcuantitativamente losespectrosobtenidosloprimerohayque hacerescalibrarel conjunto
espectroscopio-dispositivomóvil.Básicamente loque hayque haceresobtenerunespectrode unafuente
de luz fluorescente de laque se conoce lalongitudde ondade dos
rayas del espectro,unaazul (436 nm),yotra verde (546 nm) o una azul
(436 nm),y otra rojo(692nm), que esla menoscomún.
Utilice el programaTheremino pararegistrarlosespectros
Ademásdel espectrode laslámparasfluorescentes analizar los
espectrosde diferenteslámparas,detalladoacontinuación:
ACTIVIDAD PRÁCTICA 2:
RADIACIÓN ULTRAVIOLETA
Objetivos:
 Concientizaracerca de los efectosde la radiación UV enel cuerpohumano
Características de la actividad práctica:
En estaactividadse desarrollaráen tresetapas:
 Etapa previa:se realizaránlasprácticasde introducciónalostemasabordados,se analizaránlos
prototiposutilizadosenlaexperienciayse conformaránlosgruposde trabajo
 Etapa de desarrollo:losalumnos analizaránlosresultadosobtenidosde maneraonline y
desarrollaránel restode laexperienciade formaremota.
 Etapas de conclusionesyanálisisde resultados:lasreflexionesfinaleslasdesarrollaránenel aulao
eneventualesexposiciones.
Fuentes de luz Imagen del espectro
Fluorescente
Neón
Sol directo
Cielo
Lámpara incandescente
Lámparas Led
RADIACIÓN UV
Introducción
La radiación solarque llega al planetatierra contiene un extenso rango delongitudesdeonda queabarca
desdelos rayosgama hastalasondasderadio de muy baja frecuencia (rayosinfrarrojos),gran partedela
radiación dañina para losseres vivoses absorbida porla capa de ozono,esta absorbedesdelosrayosgama
hastapartede la radiación UV.La radiación UV presenta una longitud deonda máscorta quela luz visible,
abarcando desdelos100 nmhastalos 400 nmy es indetectableal ojo humano,ademásdeserun tipo de
radiación queprovoca dañosen losseres humanos.
La radiación UV se clasifica en basea su longitud de onda:UV-A de315 nma 400 nm,UV-Bde280 nma 315
nmy por último UV-Cdesde100 nm hasta280 nm,esta última es absorbida en su totalidad porla capa de
ozono y no llega a la superficieterrestre. A lo largo del tiempo la capa de ozono sufrió dañosporla
contaminación delmedio ambientey otrosfactoresambientalesporlo quese ha derivado un aumento
considerableen la radiación ultravioletaquellega hasta la superficieterrestre. Provocando una mayor
incidencia de radiación UV hacia los seres humanos,generandocáncerdepiel, cataratasy carnosidadesen
los ojos.
Índice UV
Inicialmenteel índice UV se formuló independientementeen variospaíses,pero seestandarizo como una
recomendación conjunta dela Organización Mundialdela Salud (WHO),el Programa Medioambientaldelas
NacionesUnidas(UNEP) y la Comisión Internacional deRadiación No-ionizante(ICNIRP),con eltítulo Índice
UV SolarMundial.
El índice UV es la unidad de medida de losniveles de radiación UV relativosa sus efectossobrela piel
humana (UV queinduceeritema),esexpresado numéricamentecon númerosenteroselcual es equivalentea
multiplicar la irradiancia efectiva media (W/m2
) por40, si se presenta medidasdirectasdel IUV se
recomienda usarvaloresmediosde 5-10 min.
Diseño e implementación de un sistema de monitoreo de la radiación ultravioleta en la ciudad de Arequipa ( JOHN FREDDY CRUZ
CHECA), Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa
Objetivos
 Comparar laemisiónde radiaciónUV de diferenteslámparasyla proveniente del Sol.
 Establecerlaevoluciónde lairradiancia(mw/cm2
) alolargodel día
 Realizarunagráfica de barra IndiceUV vsTiempo(horas)
Materiales:
Dispositivoparamedirlairradianciaenel rangoUV
Procedimiento:
Actividad 1:
 Medirla irradiancia ultravioletaemitidaporlámparas presentes enel laboratorio,lámparade gas
UVc,luznegra, focosde filamento,ledsUV,etc..Compare el valorde susmediciones. Vuelqueestos
datosen lasiguiente tabla:
Tipo Irradiancia I(mW/cm2
) Índice UV = 40 x I
 Medirla intensidadde radiaciónrecibidaenfunciónde ladistanciaalaslámparas. Volcarlosdatos en
una tablay graficar Irradiancia(mW/cm2
)vsdistancia(cm). ¿Qué tipode relaciónespera?
Actividad 2:
Nota: El índice UV presentaunavariabilidaddebidaalarotaciónde la Tierra,perotambiéndepende de las
condicionesclimáticasdel cielo.Regularmente se ve unadistribuciónconpicosmáximosentre las12y las 3
de la tarde con mínimosal amaneceryal atardecer.
 Registrarlosdatosen formaremota.
 Graficar Irradianciavstiempo
 Realizarungráficode barra Irradianciavstiempo
 Estudiarel caso de cielonubladoydespejado
 Analizarlosresultadosydiscutirenclase

módulo FQ 3ero año.docx

  • 1.
    PRÁCTICO N° 0(para la etapa de diagnóstico) RELACIÓN ENTRE LA CONDUCTIVIDAD Y LA CONCENTRACIÓN OBJETIVO  Establecerlarelaciónentre laconductividadylaconcentraciónde sustanciasconelectrolitosdisueltos MATERIALES  1 g de Sulfatode cobre  agua destilada  4 Erlenmeyer  4 matraz aforadode 125 ml  1 vasoprecipitado  circuitoeléctricocomoindicalafigura.  Balanzaelectrónica  Varillade vidrio  Vidriode reloj PROCEDIMIENTO: 1. Pese 10 gramosde lasustanciay colóqueloenunErlenmeyeroun vasoprecipitado. 2. Disuelvacompletamente el solutoagregandopocoapoco con 50 ml aproximadamentede aguadestilada. 3. Trasvase la soluciónayudándose de unembudoyunavarillade vidrio,según indicalafigura. 4. Complete conaguadestiladahastael aforo(100 ml). 5. Coloque el tapónyagite A estamuestrase la conoce como “soluciónmadre”.Ahoraprocedemos aprepararlas diluciones. 6. Tome 5, 10, 15 y 20 ml de lasoluciónmadre ytrasváselaa 4 matraz aforadode 100 ml.Complete los100 ml con agua destilada. 7. Rotule cada muestrapara que seanfácilmente identificables. 8. Arme el circuitosegúnlafigura.Cerciórese que loselectrodos estánlimpios.Si esnecesariolije lasuperficie de loselectrodos. Enjuague lasterminalesconsuficiente aguadestilada. 9. Pruebasi la soluciónconduce lacorriente eléctricautilizando para elloel circuito. 10. Ubique el potencial a3 volt.Mida la corriente eléctricainducida,comprobandoque funcione,haciendo pasar corriente eléctricaal cerrarel interruptoryal unirlasláminasde cobre.
  • 2.
    11. Vierta,conla mayorexactitudposible, 50 ml de la soluciónenunvasoprecipitadode 100 ml. 12. Enciendalafuente,ubiqueel dial a3 volt,y ubique loselectrodos enel vasoprecipitado.Enlaparte izquierdade lafuente apareceráel valorde lacorriente eléctrica,expresadaenampere. 13. Tome losdatos lomás rápidamente posible paraevitarque sobre loselectrodosse depositensólidos productode las reaccionesquímicasproducidas. Anote el resultadoenlatablade valores: Grupo Masa soluto (gr) Volumen final (ml) % = 𝒎𝒂𝒔𝒂 𝒔𝒐𝒍𝒖𝒕𝒐 𝒗𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆𝒏 . 𝟏𝟎𝟎 Potencial Eléctrico (volt) Corriente eléctrica (Ampere) 14. Antesde realizarcada mediciónlimpieloselectrodosconunalija. 15. Realice unagráficacorriente eléctricavsconcentración
  • 3.
    PRÁCTICO N° 1 CONDUCTIVIDADELÉCTRICA DE COMPUESTOS COVALENTES Y IÓNICOS Introducción Para que una disoluciónseaconductorade laelectricidadesnecesariolapresenciade ionesenlamisma. Así, aquellassustanciasque endisoluciónse disocianformandoionesconducenelectricidadyse denominan electrolitos;porel contrariolassustanciasque noconducenla electricidadcuandoestán disueltasse denominan noelectrolitos.Losnoelectrolitossonsustanciasque endisoluciónnose disocian formandoiones. Tengapresente que a diferenciade los metales,en dondeson loselectrones del mismolos transportadoresde carga y responsablesde la conduccióneléctrica,aquí se da que tantos losiones positivoscomonegativoscontribuyena la conductividadeléctricade lasolución. Los compuestosiónicosse caracterizan,entre otrascosas,porser conductoresde laelectricidadcuandoestándisueltosofundidos:así losionesque losforman,átomoso gruposatómicoscon carga positivaonegativa,tienengranlibertadpara moverse yporeso puedentransportarlaelectricidad. Siempre que unadisoluciónes conductorade lacorriente eléctrica,esporque enellaexisten iones. Enausenciade fuerzaseléctricas losionesse muevende forma caótica al azar,el resultadonetode dichomovimientoesel mismo que si se encontraranenreposo.Sinembargo,bajolainfluenciade un campo eléctrico,el resultadoesque ladiferenciade potencial entre losdos electrodosproduce unflujode iones,esdeciruna corriente eléctrica. La conductividadeléctricade unelectrolitose puede definircomolacapacidaddel mismopara transmitir una corriente eléctrica.Laconductividaddependeráeneste casode la cantidadde ionesdisueltos enel mismo,de lacarga y movilidadde estosiones,y de laviscosidaddel medioenel que se hallandisueltos. Las propiedadesfísicasyquímicasde lassustancias,dependenfundamentalmente del tipode enlace que presentan.Lostiposde enlace que conmás frecuenciatienenlassustanciasquímicasson: Electro Valente o iónico:se forma por atracciónelectrostáticaentre ionesde cargaopuesta,unode ellos pierde electronesyel otrolosgana.Este enlace escaracterísticode la uniónde metalesyde no metales.Su diferenciade electronegatividadesmayoroigual a 1.7. Los compuestosiónicospresentanlassiguientespropiedadesfísicas: 1. Sonsólidosconelevadospuntosde fusión. 2. Son solublesendisolventespolares(agua).Sinembargo,presentanbajasolubilidadendisolventes apolares. 3. Fundidosyendisoluciónacuosaconducenlacorriente eléctrica. 4. Se obtienenapartirde elementoscondistintaelectronegatividad(metal ynometal). Covalente (polar,no polar y coordinado): se presentacuandose unendoso más átomos compartiendouno o más paresde electrones.Ladiferenciade electronegatividadesmenora1.7 y mayor de cero para el enlace covalente polarypara el enlace nopolarla diferenciade electronegatividadesdebeserigual acero.
  • 4.
    Los compuestoscovalentespresentanlassiguientespropiedades: 1. Muchoscompuestoscovalentessongasesylíquidos.Lossólidospresentanpuntosde fusión relativamente bajos. 2. Presentanunaimportante solubilidadendisolventeapolares(tolueno,hexano,tetraclorurode carbono),presentandobajasolubilidadendisolventespolares. 3. No presentanconductividadeléctricaenfase líquida. 4. Están formadospor elementosconelectronegatividadessimilares. Un enlace metálico esun enlace químicoque mantieneunidoslos átomos(uniónentre núcleosatómicosy loselectronesde valencia,que se agrupanalrededorde éstoscomounanube) de los metales entre sí.Estos átomosse agrupande forma muycercana unosa otros,loque produce estructurasmuycompactas. Además,debidoalabaja electronegatividad que poseenlosmetales,loselectronesde valenciason extraídosde sus orbitales ytienenlacapacidadde moverse libremente atravésde compuestometálico,lo que otorga a éste laspropiedadeseléctricasytérmicas.Este enlace sólopuede presentarse ensustancias enestadosólido OBJETIVOS DE LA PRÁCTICA  Identificarel tipode enlace de unasustanciaapartir de algunasde sus propiedades,talescomola conductividadeléctricaylasolubilidad.  Desarrollarhabilidadesenel manejode losmaterialesyreactivosdel laboratorio,asícomolasmedidas de seguridade higiene durante el desarrollode lapráctica Experimento N° 1 CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA DE SOLUCIONES Y TIPO DE ENLACE OBJETIVO: Determinar el tipo de enlace del soluto a partir de la conductividad eléctrica del mismo. MATERIALES  1 g de Clorurode sodio  1 bolitade iodosólido  1 g de Sacarosa (azúcar)  1 g de Cloruroférrico  3 vasosde precipitado  circuitoeléctricocomoindicalafigura. PROCEDIMIENTO: 1. Prepare lassolucionesdel mismomodoque lorealizadoenlaprimeraexperiencia. 2. Monte uncircuitoeléctrico,comprobandoque funcione haciendopasarcorriente eléctricaal cerrar el interruptoryal unirlasláminasde cobre.
  • 5.
    3. Vierte aproximadamente100ml de agua destiladaenunvasode precipitados. 4. Trabaje la fuente a3 volt. 5. Coloque el interruptorenencendidoe introduce loselectrodosdentrodel vasoconaguadestilada. Anote el valorde la corriente eléctrica. 6. Enjuage lasterminalesconsuficienteagua,seque yrepite el procedimientoutilizadoenel ítem5con lasotras soluciones(utilice 100 ml). 7. Vuelque losdatosenlasiguiente tabla: RESULTADOS SUSTANCIA CONCENTRACIÓN (gr/ml) CORRIENTE ELÉCTRICA I (Ampere) ENLACE COVALENTE ENLACE IÓNICO Marque con una x el que corresponda Cloruro de sodio Solución de iodo Sacarosa Cloruro férrico Experimento N° 2 CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA DEL NITRATO DE POTASIO FUNDIDO Arme el dispositivode acuerdoal siguiente diagrama: Procedimiento: 1. Coloque 10 gramosde Nitratode potasioenun crisol. 2. Introduzcaloselectrodosenlasustancia. 3. Conecte lafuente de tensiónyobserve si conduce laelectricidad. Anote el resultado 4. Ahoraretire loselectrodosyfundael nitratode potasio. 5. Introduzcanuevamente loselectrodosyconecte lafuente. Observe si conduce laelectricidad.Anote el resultado.
  • 6.
    PRÁCTICO N°2 PROPIEDADES DELOS ELEMENTOS QUÍMICOS Referencia: Química cotidiana, Jaime Alonso Bedoya Peláez Objetivo: Uso la tablaperiódicaparadeterminarpropiedadesfísicasyquímicasde loselementos Introducción: Tras variosintentos,en1869 el químicoruso D. Mendeleiev presentóunatablaenla que aparecían los elementosdistribuidosenfilasycolumnas,agrupadosordenadamenteendiversasfamilias,siguiendoun ordencreciente de masasatómicas.Enla actualidadestatablaaparece bastante modificada,yaque se ordenan loselementosporordencreciente de númeroatómico.Dichatabla,ala que llamamosTabla PeriódicaoSistemaPeriódico,esunaexpresiónde lasrelacionesque existenentreloselementosquímicos (ENSM,2011) Todoslos elementosde unmismogrupoposeenuncomportamientoquímicosimilar,debidoaque poseen el mismonúmerode electronesensucapa más externa(estoselectronessonlosque normalmente intervienenenlasreaccionesquímicas). Podemosdistinguir4conjuntosde elementosquímicos,segúnlafacilidadde susátomospara perderoganar electrones,transformándose eniones: Metales:Se transformanfácilmenteenionespositivos.Quedansituadosalaizquierdayel centrode la tabla.Tienenpropiedadescomunes,comoconducirlaelectricidady el brillometálico.Ensumayoría son sólidosatemperaturaambiente. Semimetales:Se transformancondificultadenionespositivos.Tienenpropiedadesintermediasentre los metalesylosno metales. No metales:Se transformanfácilmenteenionesnegativos.Se sitúanenel ladoderecho.Suelenserlíquidos o gasesa temperaturaambiente,ysonmalosconductoresde laelectricidad. Inertes(Gasesnobles-He,Ne,Ar,...):No formaniones.Encondicionesnormales,nose combinancon ningúnotroelementoquímico.Elementosenlacolumnamása la derecha. Materiales: Hierro Iodo Placa calefactora Aluminio Azufre Circuitoeléctrico Cobre Carbono Magnesio Zinc Estaño
  • 7.
    Actividad práctica: 1. Describelascaracterísticasque observasdel hierro,aluminio,cobre, magnesio, zinc,estaño, iodo, azufre y carbono. Este últimoenlaforma de grafitoy carbón vegetal 2. Toma el carbono ycaliéntalo,¿conduce el calor? .Haz lomismocon el azufre (ojoque este reaccionacon el oxígenoyproduce un gas irritante).Este últimoutilizauncuerpocaliente (no expongasala llama) 3. Toma el trozo de hierroy caliéntalo,¿conduce el calor? .Repite laexperienciacon aluminio, cobre, magnesio, zincyestaño. 4. ¿Cuálesde loselementosanalizadosbrillan? 5. Arma uncircuitoeléctrico(fuente,lámparaoamperímetroyconductores) outilizael descritoen el práctico N°0. Pruebalaconductividadeléctricaencadauno de losmaterialesde lapráctica 6. ¿Qué elementostienencaracterísticascomunesycuálessonesascaracterísticas? 7. Complete lasiguiente tabla: Elemento representativo Símbolo química Z A Config. electrónica Características física Brillo, dureza, etc. Conductor térmico Bueno, Reg, Malo Conductor eléctrico Bueno, Reg, Malo Hierro Aluminio Cobre Magnesio Zinc Estaño Iodo Azufre Carbono (carbón vegetal) Carbono(grafito) 8. Ubica loselementosenlasiguientetabla,¿Cuálesestánubicadosenlazonade metalesycuales enla zona de no metales? Actividadesde profundización 1. ¿Cuálessonlascaracterísticas que observaste enlosmetales? 2. ¿Cuálessonlascaracterísticas de losno metales? 3. ¿Qué similitudesobservasenlatablaperiódicaconrespectoalosmetalesque analizaste? 4. ¿Qué similitudesobservasenlatablaperiódicaconrespectoalosno metalesque analizaste?
  • 8.
    PRÁCTICO N°3 REACCIONES QUÍMICAS Lasreaccionesquímicasse puedendefinircomolainteracciónde átomosque conllevanalaformacióno el rompimientode enlacesentre losmismos.Losátomospuedenprovenirde unelementoode un compuesto y la reacciónquímicapuede generarigualmente elementospurosocompuestos.A lassustanciasque sufren la transformaciónse lasconoce como reactivoso reactantes,mientrasque lassustanciasproducidasporla transformaciónse lesdanel nombre de productos. Cuandouna reacciónquímicaocurre,a menudoesacompañadaporcambiosobservablesasimple vistay cuantificables,incluyendocambiosenel color,formaciónde unprecipitado(sustanciainsoluble que se observaenla parte inferiordel recipiente de reacción),generaciónde ungasobservable atravésde burbujeo,apariciónodesapariciónde fasesentre doslíquidos,absorciónogeneraciónde calorapreciablea travésde un cambioen latemperaturadel recipiente,formaciónde unacapametálicaola desapariciónde un metal enunasolución.Losanterioresfenómenospuedenaparecerde maneraindividual ovariosala vez y facilitanel estudioycomprensiónde losfenómenosde reacción. Leyes estequiométricas: Las reaccionesquímicasexpresan relacionesde masa y cantidadesque respetanciertasreglasy se formulan enforma de leyes,asaber:Leyde Lavoisierode conservaciónde lamasa,Ley de Prousto de las proporcionesconstantes,Leyde Gay-Lussaco de losvolúmenesde combinación,entre otros. Estas leyesnosdanlaspautas generalesbajolascualesse producenlasreaccionesquímicas.Porejemploen el balanceode unareacciónquímica trae implícitolaleyde conservaciónde masasyla de proporciones constantes.Recordemosunpocoel métodode balanceo: Balanceo de reacciones químicas Una ecuaciónquímicabalanceadaesuna ecuaciónalgebraica que proporcionalosnúmerosrelativosde reactantesy productosenla reaccióny tiene unapremisafundamental: la leyde laconservaciónde lamateria. Esto esque la cantidadde cada especie de átomosdeberáconservarse luegode producidalareacciónquímica.Por ejemplo,la ecuación que figuraarriba, que describe lareacciónque produce amoníaco esuna ecuaciónbalanceadaporque enla izquierdatenemos porcada moléculade N2 se combina con 3 moléculasde H2 y enla derechatenemosel mismo númerode átomosde N e H. Observe que si se duplicala cantidadde moléculasde nitrógenodiatómicotambiénse duplicarálacantidaddel otroreactivoy del productode la reacciónquímica. Cuandose quiere balancearunaecuaciónquímicase toman losmenorescoeficientesenterospositivosque hacenque la ecuaciónesté balanceada. Ennuestrocasose usará la primera ecuación. Pasos para balancear una ecuación químicapor tanteo: 1. Escribe la ecuacióncon laestructurabásica para la reacción. 2. Cuentalosátomos de loselementosde losreactivos. 3. Cuentalosátomos de loselementosenlosproductos.
  • 9.
    4. Cambialos coeficientesparaqueel númerode átomosde cada elementoseaigual enambosladosde la ecuación.PD.Nuncacambiesunsubíndice de unafórmulaquímica. 5. Escribe los coeficientesensurazónmás baja posible.Loscoeficientesdebenserlosnúmerosenteros más pequeñosposibles. 6. Revisatu trabajo.Asegúrate de que el númerode átomosde cada elementoseaigual enamboslados de la ecuación. Objetivo: El objetivode estasecuenciade prácticasde laboratorioesel de poderidentificarlasreglasque estándetrás de toda reacciónquímica.  Parte I: demostrarque la masa total antesy despuésde unareacciónquímica esuna constante.  Parte II a: observarcomoloscompuestosse combinansiempre enunaproporcióndefinida.Porejemplo, el agua resultade una combinaciónde 2a 1 (2 de H y 1 de O).En el caso que esacombinaciónesde 2 a 2 (aguaoxigenada) estamoshablando de otrocompuesto,concomportamiento totalmente distinto.  Parte II b: reflexionaracercalahipótesisde Avogadroenlaexperienciade electrólisisdelagua  Parte III: Identificarycaracterizarlosácidosy bases.Asimismoanalizarel carácterneutralizantede uno sobre el otro.  Parte VI: Reconocerlascaracterísticas e implicanciasde lasreacciónde óxido-reducción En todas lasreaccionesquímicasproducidasel alumnoescribirá,laecuaciónquímica,identificandolos reactivos,sunombre ylos productos. Luegobalancearálareacciónquímicay completaráagregandolos pesosmoleculares,comolohavistoenla teoría Respectode lapráctica de laboratorio,unavezidentificados cadaunade las sustanciasintervinientes deberá colocar lascaracterísticas observadasenlaexperiencia.Porejemplo,enlaprimeraexperienciase hace reaccionarel magnesioconel oxígeno: 2 Mg + O2 (g) 2 MgO + Q Magnesio + oxígeno óxido de magnesio + calor (incluye energía radiante) Gris metálico gas incoloro polvo blanco luz ycalor 2 x 24 (16 x 2) 2 X (24+16) 48 + 32 = 80 Y se lee como: por cada molécula de oxígeno(diatómica) reaccionan2 átomos de magnesiopara obtener 2 moléculas de óxido de magnesio. La reacción química es exotérmica (desprende calor) Nota: si absorbe o requiere calor se denominaendotérmica
  • 10.
    ACTIVIDADES PRÁCTICAS PARTE I:LEY DE LAVOISIER O DE CONSERVACIÓNDE LA MASA En la primerexperiencia,muysencilla,colocamos20 ml de vinagre enunErlenmeyerde 25 ml.Agregamosenunglobo5 gr de bicarbonatode sodio,comose indicalafigura. Se coloca todoel contenidosobre unabalanza,yse pesa. Luegose vierte el contenidode bicarbonatosobre el vinagre. Se produce la reacciónentre ambosy se observael pesototal del mismo.¿Enqué medidase alteralamasa total del sistema?¿Se cumple laleyde Lavoisier? Escriba lareacciónproduciday balancee lamisma. PARTE II: LEY DE PROUST O DE LAS PROPORCIONES CONSTANTES Esta leyexpresalosiguiente: “Diferentesátomosse combinanenrelacionessimplesde númerosenteros para formar compuestos”.Dichode otramanera,un compuestosiempreestáconstituidoporlosmismos elementosyenlamismaproporciónenmasa. Sinembargo, tengamosencuentaque existenelementosque al combinarse entre síformanmás de un compuesto,porejemploel aguaH20 y el agua oxigenadaH2O2. En nuestraexperiencia, intentaremosdemostrarcual esla proporciónde átomosde hidrógenorespectoa átomosde oxígenoenla moléculade agua. Para ellodescompondremoslamoléculade aguaporelectrólisis y analizaremosel volumenproducidode hidrógenoyde oxígeno. Tendremosencuentaademásque,comoloenuncialallamadahipótesisde Avogadro, aigualesvolúmenes de gases distintoscontienenel mismonúmero de moléculas,si ambosse encuentran a igual temperatura y presión,que cualquiersustanciaenestascondicionestendráel doblede partículasenunvolumenque se multiplicapordos. Electrólisis del agua Referencia: https://quimicafacil.net/manual-de-laboratorio/electrolisis-del-agua/, Laura Gasque Silva: Laboratorio de Química General II Práctica No. 14 Electrólisis del agua Introducción: La moléculade aguase compone,comoesbienconocido,de dosátomosde hidrógeno yun átomo de oxígeno.Estosátomosestánunidosentre sí por unasfuerzasque se denominanenlacesquímicos.Esos enlacestienenasociadaunaciertaenergía,de un ciertovalor(ladenominada“energíade enlace”).Si le aplicamosa lamoléculade aguauna cantidadde energíaeléctricaencorriente continua,superiorala energíade los enlacesque unen susátomos,estosse rompen,dividiéndose asílamolécula enoxígenoe hidrógeno. La reacciónconagua pura puede serlenta.Paraacelerarlo se necesitaunelectrolito.Estopuede sertan simple como sal de mesa(existe riesgode generarclorogaseososi allíel voltaje ylapotenciasondemasiado grandes),ácidosfuertes comoel ácidosulfúrico(H2SO4), obasesfuertescomo hidróxidode potasio(KOH) e hidróxidode sodio (NaOH) se utilizanconfrecuenciacomoelectrolitosdebidoasu fuertescapacidad de conducción
  • 11.
    La electrolisisdel aguaesladescomposicióndelaguaensuselementosporlaacción de la corriente eléctrica.Esnecesarioal menos1,23 V. En el mismosentido tambiénlapodemos considerarcomouna reacciónde óxido-reducción(REDOX) porquehayunacesiónytoma de electrones.Esasí que lareacciónse escribe detallandoeste intercambio: (+) Ánodo Oxidación: → 2 H2O – 4e– → O2 + 4 H+ (–) Cátodo Reducción: → 2 H2O + 2e– → H2 + 2 OH– ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2 H2O → O2 + 2 H2 La electrólisisdel aguaes la descomposición de agua(H2O) enlos gasesoxígeno(O2) e hidrógeno(H2).Una fuente de energíaeléctricase conectaados electrodos,odosplatos(típicamente hechosde algúnmetal inerte comoel platinooel acero inoxidable),loscualessonpuestosenel agua.Enuna celdapropiamente diseñada,el hidrógenoapareceráenel cátodo(el electrodo negativamente cargado,donde loselectrones son bombeadosal agua),yel oxígenoaparecerá enel ánodo(el electrodopositivamente cargado). Materiales:  Vasode precipitado  Aguadestilada  2 tubosde ensayovolumétrico  Bicarbonatode Sodio  Fuente de tensión12volt  Amperímetro  Balanza  Conectoresocables Procedimiento:  Prepare unasoluciónal 5% de bicarbonatode sodio  Arme el dispositivosegúnlafigura (utilice preferentemente tubosgrandes, que sobresalganmuyporencimadel soporte).  Coloquenlasoluciónacuosade bicarbonato enel vasohasta aproximadamente laterceraparte de su capacidad,yagreguenunasgotas de soluciónde fenolftaleína.  Tome lostubos de ensayoycomplete sucontenidoconlasoluciónde bicarbonato.Tape conel dedoel extremo,delovueltaysumérjaloenel vasoprecipitadotratandoque noquede ninguna burbujae aire.En ese caso repetirel procedimiento.  Complete el procesoasegurandoque loscables(conel extremoal descubierto) quede cadaunoen el interiordel tubo(véase figura).  Conectencadauno de losextremos ala fuente de tensión  Eleve latensiónlentamentehastalos12 volt.  Registrentodaslasobservaciones.Filmenel experimento usandosusequiposportátiles. La fenolftaleínaesunindicadorácido-base que tiene colorrosaenmediobásico,yesincoloroenmedio ácidoo neutro.En las cercanías del electrododondese libera H2 (g) se observaráuncolor rosa unpoco más
  • 12.
    intensoque susalrededores,dadoque seconsumenionesH3O+ yhay un excesode OH- ,y enel otro electrodoendonde se formamásH+ se hará trasparente. Cuestionario: 1. Indique encuál de loselectrodosse generael H2 2. ¿Cómodetectala presenciade este gas? 3. ¿Para formarhidrógenose debe ganaro perderelectrones? 4. Indique enque electrodose generael O2 5. ¿Cómodetectala presenciade este gas 6. ¿Para formaroxígenose debe ganar o perderelectrones? 7. ¿Qué relaciónexisteentre el volumenformadode hidrógenoyel de oxígeno?. ¿Qué estáindicando? PARTE III: ÁCIDOS Y BASES Referencias: Ácidos y álcalis:realidades y mitos (Química, aire y ambiente, Investigación y ciencia), Xavier Giménez Font ,Trabajo práctico nº 5 equilibrio ácido – base(USAM) Introducción: El término "ácido"forma partedel lenguajecomún.Ciertosalimentos,como la naranja o el limón,poseen saborácido,esa sensación cortantequenoseriza la piel pero que no es totalmentedesagradable.La ciencia moderna ha ampliado sobremanera elalcance del término.Se habla del ADN y del ARN,los ácidosnucleicos responsablesdela herencia genética.Aparecen también con frecuencia los ácidosgrasos,saturadose insaturados,quetan importantesson en nuestra dieta.El ácido acetilsalicílico es el nombretécnico de la Aspirina,quetantosy tantosdoloresde cabeza nosha permitido sobrellevar.Sabemosquelasbateríasde los automóvilescontienen ácido,y desdehacecasi cuarenta añossehabla con insistencia dela lluvia ácida. El término “álcali”, o también “base”,estáigualmentepresenteen nuestrasvidas,aunqueen menormedida. Algunosálcalis,utilizadosen la limpieza de hornosy encimeras,son cáusticos,término queindica un cierto peligro para nuestra integridad,sobretodo para la piel. Los ácidosnucleicos,ADN y ARN,contienen basesen su interior,las basesnitrogenadas,para perplejidad delosjóvenesestudiantesdebiología.La complejidad no acaba ahí,puesto quelas proteínas,el verdadero edificio estructuralde los seres vivos,son ácidosy bases a la vez. Ácidos y álcalis: realidades y mitos (Química, aire y ambiente, Investigación y ciencia), Xavier Giménez Font Los ácidosy basessondos tiposde sustanciasque se caracterizarpor tenerciertas laspropiedades que no son de carácter universal peroque fácilmentelasidentifican,asaber: Los ácidos:  tienenunsaborácido (siempre ycuandopuedadegustarlo,nolohagasi noestánseguroque son comestibles)  dan un colorcaracterístico a losindicadores  reaccionancon losmetalesliberandohidrógeno.  reaccionancon lasbasesenprocesodenominadoneutralizaciónenel que ambospierdensus características. Las bases:  tienenunsaboramargo  dan un colorcaracterístico a losindicadores(distintoal de losácidos)
  • 13.
     tienenuntactojabonoso.  reaccionanconlosácidos enprocesodenominadoneutralizaciónenel que ambospierdensus características. Pero,¿qué son losácidos y que son las baseso álcalis? Comoveránen el iniciode laintroducciónalolargo del tiempose hanincorporadounsinnúmerode sustancias,tantoácidascomo básicas,que hancomplicadodar una definiciónclarayunívoca de ambos conceptos. Sinánimode profundizarmásenel tema y a solotítuloinformativo,nosquedaremosconunaparte de la definiciónque dioBrondstedLowryendonde afirmaque unácidoesunasustanciacapaz de cederun protón (H+ ) a otra sustanciaque losrecibe y unabase esuna sustanciacapaz de aceptarun H+ de unasustanciaque locede.En resumen:  un ácidocede un H+  una base recibe un H+ Existenciertassustanciasque nosonácidasni son bases,se denominanneutras,comoel casodel agua. El pH La investigación sobrelas propiedadesdelosácidosreflejó muy rápidamenteque,al disolverlosen agua, ciertos compuestos,como elácido sulfúrico,el ácido nítrico o el ácido clorhídrico, permitían niveles de acidez muy elevados,a partir de cantidadesmoderadasdelcompuesto puro. En cambio,otrosácidos,como el ácido carbónico,el ácido acético o el ácido bórico, requerían de una cantidad mucho mayordela substancia pura,o bien no permitían llegar a ciertos nivelesde acidez, por mucho ácido quese añadiera. Ácidos y álcalis: realidades y mitos (Química, aire y ambiente, Investigación y ciencia), Xavier Giménez Font En 1909 SørenSørensen,entoncesjefe de laboratoriode lacompañíacerveceraCarlsberg.Sørensendefinió una escalade acidez,que denominó pH. El pH varía habitualmente entre0y 14, de forma que el pH del agua neutraesla mitaddel intervalo,7.Valoresde pHmenoresque 7 correspondenasituacionesácidas. Además,cuandoel pH bajaenuna unidad,lacantidadde protonesse multiplicapordiez.Porlotanto, pH = 6 contiene diezvecesmásprotonesque pH= 7; pH = 5 tiene cienvecesmásque pH = 7, y así sucesivamente. Por otro lado, para lassituaciones básicas,los pHoscilan,habitualmente, entre 7y 14. Objetivo:  Identificarácidosybases  Aprenderadeterminarel pHde una sustancia  Comprenderel conceptode neutralización Materiales: Ácidos y bases de uso cotidiano Sustancia (complete los espacios vacíos) Donde se encuentra Material 1 vinagre Cinta de pH o indicador universal 2 aspirina pHmetro 3 vitamina C Vaso precipitado 4 zumo de cítricos Tubo de ensayo 5 Ácido clorhídrico sal fumante para limpieza, jugos gástricos mortero
  • 14.
    Procedimiento: El indicadoruniversal, esunamezclade sustanciascolorantesque virande color endiferentesvaloresde pHyes el mismoen el que estánimpregnadaslastirasde papel de pH. Cambiade colorcon acidezcreciente desde el violeta,pasandoporel verde (Neutra),el amarillohastael rojo.Las medicionessonsencillasyrápidas,pero con baja precisión,normalmente ±1 y cambiade colorsegúnla siguiente escala(verfigura) pH- metro: aparato empleadoparamedicionesde pHmásprecisas.Constade doselectrodosconectadosa un voltímetro.Unode loselectrodos(de referencia) tiene unvalorde potencial constante,mientrasque en el otro el potencial varíaenproporcióndirectaa la [H+ ]. Clasificaciónde productos caseros como ácidos y bases 1. Colocaren tubosde ensayo10 mL de las solucionesde sustanciasde prueba,rotularlos. 2. Medirel pH conel indicadoruniversal yconpH- metro(eneste casonecesitarámayorcantidadde la sustancia). 3. Completarel cuadrodel informe clasificándolascomoácidosobases. Reacción de neutralización La reacciónmediante lacual unabase/ácidoneutralizalaspropiedadesde unácido/base recibe el nombre de neutralizaciónporque enellase neutralizanpropiedadescaracterísticasdel ácidoyde labase. En términosgenerales,aunaecuaciónquímicade este tipose la escribe: ácido + base → sal + agua 6 Hidróxido de calcio Cal apagada Agua destilada 7 Amoníaco limpiadorescaseros 8 Hidróxido de magnesio leche de magnesia(laxante yantiácido) Sustancia Ácidos Bases o álcalis 1 2 3 4 5 6 7 8
  • 15.
    Procedimiento: Valoraciónde unasoluciónde ácido acético Para demostrarel efectoneutralizante de unabase sobre unácido utilizaremosunatécnicacomúnmente conocidacomotitulacióno valorización. Colocamos10 ml de ácido acéticoenun Erlenmeyer.Le agregamos3 gotas de fenolftaleína.Midaconel pHmetrolaacidezde la muestra. En la buretagraduada de 10 ml complete consoluciónde hidróxidode sodio. Gire el robinete parapermitirlasalidagota a gota de lasoluciónde hidróxido de sodio.En la medidaque cae lasustancianeutralizante agitelamuestrade ácido.Observaráque enla medidaque caenlasgotas a su alrededorse produce una coloraciónfuerte rosada,que rápidamente desaparece.Esta coloraciónesdebidaala presencia local de hidróxidode sodioque rápidamente desapareceporlaneutralizacióndelácido. Enlamedidaque el tiempode lacoloraciónrosadase hace más persistentenos estáindicandoque estamoscercadel puntode neutralización.Eneste momentose ralentizalafrecuenciaconque caenlasgotas hastaque cambia definitivamentede coloraciónde incoloraarosado. Una vez encontradoel puntode neutralizaciónmidael pH.Anote loobservadoyanalice el resultadode la experiencia. PARTE IV: REACCIONES REDOX Referencias: https://quimicafacil.net/manual-de-laboratorio/pila-de-daniell/#h-oxidorreducci-n-y-la-pila-de-daniell, Práctica 19 PROCESOS REDOX ESPONTÁNEOS:PILA ...http://www.qfa.uam.es PILA DANIELL La pilade Daniell esuntipode pilaelectroquímicainventadaen1836 por JohnFredericDaniell,químicoy meteorólogobritánico,yconsistíaenunaollade cobre llenade unasoluciónde sulfatode cobre (II),enla que se sumerge unrecipiente de barrosinesmaltarllenode ácidosulfúrico(ennuestrocasoutilizaremos sulfatode zinc) yun electrodode zinc. Las reaccionesde oxidación-reducciónespontáneaspueden aprovecharse parageneraruna corriente eléctricasi se diseñauna célulaadecuada.Paracomprenderlomejorpodemosconsiderarla reacciónque se produce cuando se introduce unabarra de Cu en una disoluciónacuosade CuSO4 (ladisoluciónde CuSO4 esde color azuladodebidoalosionesde cobre hidratado).Al cabode un tiempolabarra de Cu se ha recubiertode undepósitoanaranjado de cobre metálico,yel colorazuladode la disolucióncomienza a desvanecerse.Estoscambiossondebidosaque se produce la siguiente reacción: Zn(s) + Cu2+ (ac) ⇒ Zn2+ (ac) + Cu(s) gris azul incoloro anaranjado Es decir,que el Zn se oxidaa Zn2+ (pierde electrones) yel Cu2+ se reduce a Cu (gana electgrones).Si la reaccióntiene lugardel mododescrito,apesarde que es espontáneayque hahabidounintercambiode electrones,nose produce energíaeléctrica. Observeenlafiguraque se adicionaunpuente salino.A sabiendasque inicialmenteamboscompartimientosestánneutrosyel hecho de que existauna
  • 16.
    transferenciade electrones,eneste casodeizquierdaaderecha,nosllevaaque se genere undesequilibrio de cargas. En el depósitoque contiene labarrade zincaumentarálas cargas positivasyenel electrodode cobre las negativas. Estohace que cueste másy más arrancar electrones delzincenlamedidaque existen cargas + (cargas de distintosignode atraen).Lomismopasaen el otroelectrodo.Laforma de resolveresto esincorporar ionesde carga contrariapara que vayan neutralizandoel desequilibriode cargasproducido. Por elloesel puente salinoel que aportaestosiones,enel ejemplode lafiguralosionesCl - aportaránlas cargas negativasque neutralizanal excesode Zn2+ y losionesK+ neutralizaránel excedente de cargas negativasSO4 2- . Haciendo un resumen: Hay dos compartimentos:enunode ellosunabarrade Zn estásumergidaenunadisoluciónde ZnSO4 y,enel otro,una barra de Cu estásumergidaenunadisoluciónde CuSO4.Lasdosdisolucionesse mantienen conectadaseléctricamente medianteunpuente salino(disoluciónde KCl,KNO3,etc.).Unhilometálico conductorconecta lasbarras de Zn yCu, y constituye el circuitoexterno.Si todovabienel voltímetroseñala 1.1 V siempre que lasconcentracionesde los ionesinvolucradosigualesentresí. En la pilaDaniell tiene lugarel siguienteproceso:enlasuperficie delelectrodode Znse formanionesZn2+ que se incorporana la disolucióndejandoun“exceso”de electronessobre lasuperficie delelectrodo.Estos electronespasanatravésdel hiloconductorexternohastael electrodode Cu.Enlasuperficie de éste se combinanconlos ionesCu2+ y se transformanenCu, que se depositasobre este electrodo. Materiales Reactivos 3 vasosde precipitados Multímetro Láminasde cobre,zinc, magnesio Tubo enU de vidrio Cablesde conexión Soluciones0,1M de sulfatode cobre (II),sulfato de zinc,sulfatode magnesio Probetagraduadade 100 mL Algodón Soluciónconcentradade clorurode amonio Procedimiento: Ponerenun vasode precipitados unos100 mL de soluciónde sulfatode cobre 0,1 M(preparadapor el docente) sumergiendolaláminade cobre.Enun segundovasode precipitadosponunacantidadidénticade soluciónde sulfatode zinc0,1 M sumergiendolaláminade zinc.Conectalaláminade cobre a laentrada positivadel voltímetroylaláminade zinc a la entradanegativamediantedoscablesde distintocolor. El tuboen formade U se llenacompletamente conunasoluciónconcentradade clorurode amonio(puede sernitrato de potasio),tapandolosdosextremoscondosbolasde algodón;el tubosirve,comose ha dicho, de puente salino. Da la vueltaal puente salino,comprobandoque haycontinuidadenlasolucióndentrodel tuboenU,y sumergircada extremodel tuboenlosdosvasosde precipitados.Si todose hahechocorrectamente,enel voltímetropodemosobservarunaf.e.m.de unos1,1 voltios. Otro grupopuede realizarotrapilade Daniell,sustituyendoel electrodode zincporunode magnesioyla soluciónde sulfatode zincporuna soluciónde sulfatode magnesio. Por otro ladoungrupo armará una pilade Daniell utilizandolosmismosreactivosque laprimerapilapero usandosoloun recipiente.Se mezclanlassolucionesde sulfatode cobre ysulfatode zinc.Se lacoloca enun recipiente yse ubicael electrodode cobre enel fondoyel de zincsobre la superficie. Comolasoluciónde sulfatode cobre esmás densaque su par de zinc pocoa pocose separarauna de otra, yendoal fondodel recipiente el sulfatode cobre yenla parte superiorse ubicaráel sulfatode zinc.Luegoconecte labatería al voltímetroymidala tensióngenera.
  • 17.
    Una pila sobrela otra: Una vez terminadalaspilasprocederemosaconectarlasunasconotras, de la mismamanera que une habitualmente laspilasenunartefactoeléctrico,el positivovaunidoal negativode laotra pila.Midala tensióntotal yconéctelaauna radio o a un led.Observe ydiscutael resultadode laexperiencia. Cuestionario: 1. En términosgenerales,¿cómoestáconformadaunapila? 2. ¿Quiénrecibe electrones? 3. ¿A quiénse le quitaelectrones? 4. ¿Cómome puedoverificarque se estántransfiriendoelectrones?.Analice todaslasopciones posibles 5. ¿Por qué se hace necesariounpuente salino?.¿Qué sucede si quitoel puentesalino,mientras funcionalapila?
  • 18.
    PRÁCTICO N°4 LOS PROCESOSTÉRMICOS Y LAS RELACIONES LINEALES El calor y latemperaturasontérminosutilizadoscuandoqueremosdescribiralgunosprocesos termodinámicos.Estosconceptosse suelenutilizarusualmentecomosinónimosyel propósitode esta secuenciade actividadesprácticas esla favorecerunaasimilacióncorrectade lanocióndel conceptode calor (Q) y de la temperatura(T) yestablecerlasdiferenciasentreambasenfunciónde losprocesosfísicos que intervienen. Cuandohablamosde losefectosdel calortrabajamosnormalmente loscambiosde temperaturaycambios de estado,ademásde lasdilataciones.Ennuestrocasoestudiaremoslavariaciónde latemperatura (T) de un cuerpoaisladotérmicamente,comoconsecuenciade laincorporaciónde energíaal sistema.Lafuente de calor (Q) utilizadaesunaresistenciaeléctricacapazde entregar aproximadamente 160cal/segenforma constante.Enrealidad,al no disponerde unprocedimientoque permitamedirdirectamente laenergía impartidaal sistema,mediremosel tiempoque lafuente de calorestá calentando,yaseacon un mechero de gas o con una resistenciaeléctrica(tratandode nomodificarlaintensidadde lallamani cambiarlas resistenciaseléctricas).Esdecir,bienpodemospensarque el calorentregadoal sistemavaaumentando proporcionalmente al tiempo(siduplicoel tiempoduplicolacantidadde calorentregado,etc.). En estasituaciónnocontrolamosQ directamente ymedimoslasvariacionesde temperaturacadacierto intervalode tiempo. El equipoutilizadoessemejanteaunapava eléctrica,conla salvedadque enese casolasparedesnoposeen un buenaislamientoyse registranpérdidassignificativasde energíatérmica. Materiales:  Calentadoreléctrico  Termo  Termómetro  Cronómetro Procedimiento: PARTE 1 I. Arme el dispositivo,de acuerdoalafigurade laderecha II. Coloque 600 gr de agua (600 ml para el agua corriente) enel interiordel termo. III. Pongael cronómetroencero. IV. Anote el valorde la temperaturainicial delagua. V. Cada 15 segundosregistre el valorde latemperatura.Vuelque losdatosala tablasiguiente. VI. Realice ungráficoTemperaturavstiempo. Tiempo (seg) Temperatura (°C) Tiempo (seg) Temperatura (°C) Tiempo (seg) Temperatura (°C) 0 15 1:15 2:15 30 1:30 2:30 45 1:45 2:45 01:00 2:00 3:00
  • 19.
    PARTE 2 I. Armeel dispositivo,de acuerdoalafigurade laderecha II. Ponga700 gr de agua (700 ml para el agua corriente) enel interiordel termo. III. Coloque el sensorde temperaturaenel interiordel termo. IV. Conecte lapc y active el adquisidorde datos V. Una vez registradoslosdatosguarde laplanillade Excel VI. Realice ungráficoTemperaturavstiempo. PARTE 3 I. Repitalaexperienciautilizandolamismacantidadde aceite II. Una vez registradoslosdatosguarde laplanillade Excel III. Realice ungráficoTemperaturavstiempo. PARTE 4 Curva de enfriamiento:Ahoranosproponemos estudiarlaevoluciónde latemperaturade unobjeto,como, por ejemplo,unapizza,ounatarta caliente que se sacade unhorno caliente y se dejaenfriarencimade un plato.Elabore unahipótesisyproponganunagráficade la evoluciónde latemperaturaconrespectoal tiempo. Experimento(grupo1): I. Coloque 300 gr de agua caliente (300 ml para el agua corriente) envasode precipitado (véase figura). II. Coloque el sensorde temperaturaenel interiordel vasode precipitado. III. Pongael cronómetroencero. IV. Anote el valorde la temperaturainicial delagua. V. Cada 15 segundosregistre el valorde latemperatura.Vuelque losdatosala tablasiguiente. VI. Realice ungráficoTemperaturavstiempo. Tiempo (seg) Temperatura (°C) Tiempo (seg) Temperatura (°C) Tiempo (seg) Temperatura (°C) 0 15 1:15 2:15 30 1:30 2:30 45 1:45 2:45 01:00 2:00 3:00 Experimento(grupo2): VII. Coloque 300 gr de agua caliente (300 ml para el agua corriente) envasode precipitado(véase figura). VIII. Coloque el sensorde temperaturaenel interiordel vasode precipitado. IX. Conecte lapc y active el adquisidorde datos X. Una vez registradoslosdatosguarde laplanillade Excel XI. Realice ungráficoTemperaturavstiempo. Actividadescomplementarias: Cuestionario
  • 20.
    1. Los procesosenlosqueun cuerpovaría su temperaturase denominande «calentamiento» ode «enfriamiento».¿Podríasdecircuálessonlasvariablesde qué depende lavariaciónde temperatura experimentadaporuncuerpoenun procesode enfriamientoode calentamiento?.¿Recuerdascuál esla relaciónmatemáticaexistente entre latemperaturayel tiempoparaamboscasos? 2. El agua que sale del grifo,eninvierno,estáauna temperaturade unos10 °C. Ponemos250 cm3 de dichaagua en unvaso y la dejamosenel laboratorio,cuyatemperaturaambienteesde unos18 "C, prácticamente constante.Metemosuntermómetroenel vasoyanotamosla temperaturacada ciertotiempo.,j Cual serála temperaturafinal del aguaenel vaso?.Si representamosconuna gráficala evoluciónde estatemperaturadel aguafrente al tiempo,¿cómoseríalagráfica que se obtendría? 3. Luegode un trabajo minuciosolosinvestigadoresdeterminaronque uncuerpo,cuandorecibe calor (comocuando escalentadoporuna resistenciaeléctrica) varíasutemperaturasegúnlasiguiente ecuación: 𝑄 = 𝐶𝑒.𝑚.(𝑇 − 𝑇0) donde Ce representa el calor específico de una sustancia, m la masa de la misma y T y T0 respectivamente las temperatura final e inicial. a. Identifique lavariableindependiente ylavariable dependiente. b. Se puso a calentar300 gr (masa) de agua, que tiene uncalorespecíficoigual a1cal/°C gr durante unosminutos.Suponiendoque latemperaturaambiente enel momentoinicial es de 22°C, realice unagráficaQ vs T. Indique laordenadaal origen(expliquesusignificado) y el valorde la pendiente c. Respectodel casoanterior,que hubiesesucedidosi utilizabaaceite (Ce=0,5 cal/°Cgr) envez de agua? . ¿La pendiente serámayor,igual omenorque enel caso del agua?
  • 21.
    PRÁCTICO N°5 EL ESPECTROELECTROMAGNÉTICO Referencia: Fundamentos de espectroscopía empleando physicssensor, Por: Diego Luis Aristizábal Ramírez, Roberto Restrepo Aguilar y Carlos Alberto Ramírez Martínez, Universidad Nacional de Colombia, sede Medellín ; Thephysicsclassroom, ondas y vibracione;, La radiación ultravioleta, Agencia deProtección Ambiental de los Estados Unidos; Construcción de un sistema de bajo costo para la medición de rayos ultravioleta basado en internet de las cosas, Verduga-Urdánigo Fabricio1; Cevallos-Macías John2; Solórzano- Cadena Rubén Un antiguodebate se ha mantenidoentre loscientíficos acercade lanaturalezade laluz: "¿Es laluzuna onda o unacorriente de partículas?". Recordemosantesloque entendemosporunaonda. Las ondasestánentodas partes,unaola, el sonidoes una onda,la luz,lasondas sísmicas,las ondasenuna cuerda,etc.Puesbien,unaondapuede describirse como unaperturbación que viajaa travésde un mediode unlugara otro. Cuandohablamosde perturbación,estapuede serunapequeñavariaciónde lapresión si hablamosde lasondassonoras,o cuandopercibimosunmovimientoascendenteydescendentedel suelo nos remitimosaunaondasísmica superficial;unaperturbación,que aparece y desaparece repetidamenteme generaunaonda,que se trasladade unpuntoa otro. Una diferenciacrucial entre unaondayel movimientode unapartículaes justamente laondatransportaenergía sintransporte netode materia.Porejemplo,unsurfistase moverá circularmente cuandolopasa la crestade unaola, volviendoal mismo puntoque estabaantesluegoque pasala perturbación. Una buenarepresentaciónde unaondaelectromagnéticapuede asemejarse al movimientotransversalde unaondaenuna cuerda,como se muestraen lafigurade laderecha. Vemosque laperturbaciónse mueve haciala derecha,peroel movimientode laspartículasesde arriba abajo,estoes unaonda transversal. A diferenciade laondaen unacuerda laluz esuna onda electromagnética,esdecirenvezde unacuerdahay campos eléctricosymagnéticosque se retroalimentanyviajanendirección perpendicularal movimientode laonda. Sinprofundizarmásenel temaveamoscómo se caracterizauna onda electromagnética.Enla figurade abajoobservamosque engeneral,unaondatiene dosparámetrosfundamentalesque ladescriben:la amplitudyla longitudde onda.
  • 22.
    La amplitud deunaondase refiere ala cantidadmáximade desplazamientode unapartículaenel medio desde suposiciónde reposo oequilibrio.Se ve claramenteenlafigura. En cambiola longitudde ondaesotra propiedadde unaonda fundamental,yque essimplemente la longitudde unciclode onda completo. Unaonda esun patrónrepetitivo. Se repitede maneraperiódicay regulartantoen el tiempocomoenel espacio. Yla duraciónde una de esasrepeticionesespaciales (conocidacomo ciclode onda) esla longitudde onda. La longitudde ondase puede medircomoladistancia de cresta a cresta o de valle a valle ytiene unidadesde distancia. LA LUZ YEL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO Las ondaselectromagnéticasexistenconunaenorme gamade longitudesde onda.Este rangocontinuode longitudesde ondas se conoce como espectroelectromagnético. El espectroelectromagnéticose extiende desde laradiaciónde menorlongitudde onda,comolosrayos gammay losrayos X, pasandopor la radiaciónultravioleta,laluzylaradiación infrarroja,hastalasondas electromagnéticasde mayorlongitud de onda,como son lasondasde radio.La luz (parte visible de la radiaciónelectromagnética) esunamuypequeñaporciónde este espectroycomprende alas ondaselectromagnéticasque están enel rango de longitudesde ondaentre 380 nm y 750 nm, véase la tabla. Fue Newtonquiendescubrióque laluzdel Sol,al pasarpor un prismade vidrio,se descompone enlucesconloscolores del arco iris.La franjade lucesde coloresque se obtienenal separarla luzdel Sol se denominaespectrosolar. Cualquiercuerpopuede emitirluzsi estáa una temperatura losuficientemente alta,comoocurre conel filamentode una bombillacuandoesatravesadaporunacorriente eléctrica.Lossólidosylíquidosemitenunespectro fundamentalmente continuoysimilaral del Sol (contiene la mismadistribuciónde coloresysolocambialaintensidad de cada unode ellos). En cambioen estadogaseosocadasustanciatiene un espectrocaracterísticoque la identificacomosi de un códigode barras se tratara, una especie de “huella digital”,(observarque el espectrode emisiónyel de absorcióndel mismogassoncomplementarios).La espectrometríaesunatécnicaque aprovechaesta circunstanciapara conocerla composiciónde un material analizandolaluzque desprende cuandose somete aincandescencia(esutilizadaenastronomía para identificarloscomponentesde unaestrellacomo el Sol).
  • 23.
    ACTIVIDAD PRÁCTICA 1: ESPECTROVISIBLE DE EMISIÓN Y ABSORCIÓN Objetivos:  Analizarlascaracterísticasprincipalesde unespectrocontinuode emisión.  Estudiarlosaspectosprincipales de unespectro discretode emisión de unalámparade gas.  Reconocerlaslongitudesde ondacaracterísticaenun espectrode absorción. Materiales:  Espectroscopio de rejilla  Pc  Fuente de luz Procedimiento: Para analizarcuantitativamente losespectrosobtenidosloprimerohayque hacerescalibrarel conjunto espectroscopio-dispositivomóvil.Básicamente loque hayque haceresobtenerunespectrode unafuente de luz fluorescente de laque se conoce lalongitudde ondade dos rayas del espectro,unaazul (436 nm),yotra verde (546 nm) o una azul (436 nm),y otra rojo(692nm), que esla menoscomún. Utilice el programaTheremino pararegistrarlosespectros Ademásdel espectrode laslámparasfluorescentes analizar los espectrosde diferenteslámparas,detalladoacontinuación: ACTIVIDAD PRÁCTICA 2: RADIACIÓN ULTRAVIOLETA Objetivos:  Concientizaracerca de los efectosde la radiación UV enel cuerpohumano Características de la actividad práctica: En estaactividadse desarrollaráen tresetapas:  Etapa previa:se realizaránlasprácticasde introducciónalostemasabordados,se analizaránlos prototiposutilizadosenlaexperienciayse conformaránlosgruposde trabajo  Etapa de desarrollo:losalumnos analizaránlosresultadosobtenidosde maneraonline y desarrollaránel restode laexperienciade formaremota.  Etapas de conclusionesyanálisisde resultados:lasreflexionesfinaleslasdesarrollaránenel aulao eneventualesexposiciones. Fuentes de luz Imagen del espectro Fluorescente Neón Sol directo Cielo Lámpara incandescente Lámparas Led
  • 24.
    RADIACIÓN UV Introducción La radiaciónsolarque llega al planetatierra contiene un extenso rango delongitudesdeonda queabarca desdelos rayosgama hastalasondasderadio de muy baja frecuencia (rayosinfrarrojos),gran partedela radiación dañina para losseres vivoses absorbida porla capa de ozono,esta absorbedesdelosrayosgama hastapartede la radiación UV.La radiación UV presenta una longitud deonda máscorta quela luz visible, abarcando desdelos100 nmhastalos 400 nmy es indetectableal ojo humano,ademásdeserun tipo de radiación queprovoca dañosen losseres humanos. La radiación UV se clasifica en basea su longitud de onda:UV-A de315 nma 400 nm,UV-Bde280 nma 315 nmy por último UV-Cdesde100 nm hasta280 nm,esta última es absorbida en su totalidad porla capa de ozono y no llega a la superficieterrestre. A lo largo del tiempo la capa de ozono sufrió dañosporla contaminación delmedio ambientey otrosfactoresambientalesporlo quese ha derivado un aumento considerableen la radiación ultravioletaquellega hasta la superficieterrestre. Provocando una mayor incidencia de radiación UV hacia los seres humanos,generandocáncerdepiel, cataratasy carnosidadesen los ojos. Índice UV Inicialmenteel índice UV se formuló independientementeen variospaíses,pero seestandarizo como una recomendación conjunta dela Organización Mundialdela Salud (WHO),el Programa Medioambientaldelas NacionesUnidas(UNEP) y la Comisión Internacional deRadiación No-ionizante(ICNIRP),con eltítulo Índice UV SolarMundial. El índice UV es la unidad de medida de losniveles de radiación UV relativosa sus efectossobrela piel humana (UV queinduceeritema),esexpresado numéricamentecon númerosenteroselcual es equivalentea multiplicar la irradiancia efectiva media (W/m2 ) por40, si se presenta medidasdirectasdel IUV se recomienda usarvaloresmediosde 5-10 min. Diseño e implementación de un sistema de monitoreo de la radiación ultravioleta en la ciudad de Arequipa ( JOHN FREDDY CRUZ CHECA), Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa Objetivos  Comparar laemisiónde radiaciónUV de diferenteslámparasyla proveniente del Sol.  Establecerlaevoluciónde lairradiancia(mw/cm2 ) alolargodel día  Realizarunagráfica de barra IndiceUV vsTiempo(horas) Materiales: Dispositivoparamedirlairradianciaenel rangoUV Procedimiento: Actividad 1:  Medirla irradiancia ultravioletaemitidaporlámparas presentes enel laboratorio,lámparade gas UVc,luznegra, focosde filamento,ledsUV,etc..Compare el valorde susmediciones. Vuelqueestos datosen lasiguiente tabla: Tipo Irradiancia I(mW/cm2 ) Índice UV = 40 x I
  • 25.
     Medirla intensidadderadiaciónrecibidaenfunciónde ladistanciaalaslámparas. Volcarlosdatos en una tablay graficar Irradiancia(mW/cm2 )vsdistancia(cm). ¿Qué tipode relaciónespera? Actividad 2: Nota: El índice UV presentaunavariabilidaddebidaalarotaciónde la Tierra,perotambiéndepende de las condicionesclimáticasdel cielo.Regularmente se ve unadistribuciónconpicosmáximosentre las12y las 3 de la tarde con mínimosal amaneceryal atardecer.  Registrarlosdatosen formaremota.  Graficar Irradianciavstiempo  Realizarungráficode barra Irradianciavstiempo  Estudiarel caso de cielonubladoydespejado  Analizarlosresultadosydiscutirenclase