Química
Química
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 001 DETERMINACIÓN DE DENSIDADES | Hoja 1 de 5 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 10-01-2001 |
1.- OBJETO:
El objeto del presente documento es la determinación de la densidad de sólidos por el método de balanza y probeta.
2.- ALCANCE:
Este procedimiento podrá aplicarse para la determinación de la densidad de cualquier sólido no soluble en agua.
3.- REFERENCIAS:
-
CHEMTEC. “Tecnología química moderna”. Tomo I. Ed. Reverté.
-
RODRIGUEZ SANTOS. “Técnica química de laboratorio”. Ed. Gustavo Gili.
-
JOSE Mª CASAS SABATA. “Experimentaciones químicas”. Ed. D. Bosco.
4.- GENERAL:
Densidad, masa de un cuerpo por unidad de volumen. En ocasiones se habla de densidad relativa que es la relación entre la densidad de un cuerpo y la densidad del agua a 4 °C, que se toma como unidad. Como un centímetro cúbico de agua a 4 °C tiene una masa de 1 g, la densidad relativa de la sustancia equivale numéricamente a su densidad expresada en gramos por centímetro cúbico.
La densidad puede obtenerse de varias formas. Por ejemplo, para objetos macizos de densidad mayor que el agua, se determina primero su masa en una balanza, y después su volumen; éste se puede calcular a través del cálculo si el objeto tiene forma geométrica, o sumergiéndolo en un recipiente calibrando, con agua, y viendo la diferencia de altura que alcanza el líquido. La densidad es el resultado de dividir la masa por el volumen. Para medir la densidad de líquidos se utiliza el densímetro, que proporciona una lectura directa de la densidad.
El término de densidad también se aplica a las siguientes magnitudes:
-
La relación entre el número de partículas en un volumen dado, o el total de una determinada cantidad —como la energía o el momento— que existe en un volumen, y dicho volumen. Es el caso de la densidad de carga, la densidad de electrones o la densidad de energía.
-
La energía luminosa por unidad de volumen (densidad de energía luminosa).
-
La oscuridad de una imagen en una película o placa fotográfica (densidad fotográfica).
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 001 DETERMINACIÓN DE DENSIDADES | Hoja 2 de 5 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 10-01-2001 |
Los métodos para la determinación de densidades según el estado físico de la sustancia en cuestión sería:
-
Sólidos: Con balanza y probeta, balanza hidrostática, con picnómetro (sólidos pulverulentos).
-
Líquidos: Con picnómetro, con balanza Mohr-Westphal, con densímetros, con aerómetros.
-
Gases: Con balanza y balón para gases.
Con balanza y probeta es una aplicación directa del principio de Arquímedes. Con la balanza se halla la masa del cuerpo y su volumen se mide por el agua desalojada de una probeta graduada.
5.- MATERIAL Y PRODUCTOS:
| MATERIAL | Nº | PRODUCTOS |
| Balanza Probeta | 1 1 | Agua destilada |
6.- PROCEDIMIENTO:
6.1. - Método operatorio:
-
Pesar el sólido seco y frío, con un pesa sustancias y balanza granataria.
-
Llenar con agua destilada la probeta hasta un volumen V1.
-
Introducir el sólido problema en la probeta.
-
Medir el volumen desalojado de agua V2 y anotarlo.
-
Cálculos.
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6.2. Diagrama de flujo:
| PESAR SÓLIDO SECO Y FRÍO |
| V1 |
| INTRODUCIR SÓLIDO |
| V2 |
| CALCULAR |
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7.- CÁLCULOS E INCERTIDUMBRES:
V2 - V1 = V del agua desalojada = V del sólido (cc)
Densidad del 1er objeto:
V1 = 150cc muestra de roca, granito: m = 30.1g
V2 = 161cc
= m / (V2 - V1) = 30.1 / 161-150 = 2.736g/cc
Densidad del 2º objeto:
V1 = 100cc muestra de 6 perlitas de cristal: m = 4.1g
V2 = 102cc
= 4.1 / 102-100 = 2.05g/cc
Densidad del 3er objeto:
V1 = 50cc muestra de 6 perlitas de cristal: m = 4.2g
V2 = 51.5cc
= 4.2 / 51.5 -50 = 2.8g/cc
Densidad del 4º objeto:
V1 = 50.5cc muestra de roca, granito: m = 16.5g
V2 = 57cc
= 16.5 / 57 -50.5 = 2.54g/cc
Densidad del 5º objeto:
V1 = 70cc muestra de pelota de goma: m = 16.4g
V2 = 80cc
= 16.4 / 80 -70 = 1.64g/cc
8.- INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS:
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9.- ANEXOS:
El 1º, el 2º y el 5º están hechos con probeta grande de 250cc por lo tanto no son tan precisos.
El 3º y el 4º están hechos con una probeta de 100cc y es más preciso.
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 002 DETERMINACIÓN DEL PESO ESPECÍFICO CON LA BALANZA HIDROSTÁTICA | Hoja 1 de 5 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 31-01-2001 |
1.- OBJETO:
El objeto del presente documento es la determinación del peso específico con la balanza hidrostática.
2.- ALCANCE:
Este procedimiento podrá aplicarse para la determinación del peso específico de cualquier sustancia con la balanza hidrostática.
3.- REFERENCIAS:
-
CHEMTEC. “Tecnología química moderna”. Tomo I. Ed. Reverté.
-
RODRIGUEZ SANTOS. “Técnica química de laboratorio”. Ed. Gustavo Gili.
-
JOSE Mª CASAS SABATA. “Experimentaciones químicas”. Ed. D. Bosco.
-
JOSE Mª CASAS SABATA. “Técnicas de laboratorio químico 2.1. Operaciones básicas”. Ed. Bruño-edebé. FP2.
4.- GENERAL:
La balanza hidrostática
La historia del famoso "Eureka" de Arquímedes era tan conocida en los días de Galileo como lo es hoy en día. Galileo, que era un gran admirador de Arquímedes y adoptó muchos de sus métodos, probablemente la leyó en una de las ediciones de Los diez libros de Arquitectura de Vitruviu, que era muy popular en la Europa renacentista.
Supuestamente, fue en una bañera donde a Arquímedes se le ocurrió la solución al problema que le había planteado el rey de Siracusa: ¿estaba hecha enteramente de oro una corona supuestamente de puro oro? El midió la cantidad de agua desplazada por la corona y por una cantidad igual de oro, y encontró que la corona desplazaba más agua. Su gravedad específica era por tanto menor que la del oro, y por tanto podía haber sido adulterada con otro material.
Pesar metales preciosos en aire y después en agua era una práctica frecuente entre los joyeros de Europa. Galileo tenía algunas ideas para refinar la práctica, y a la edad de 22, escribió un pequeño tratado sobre ello, que tituló La Bilancetta, o "La pequeña balanza". Lo que Galileo describió era una balanza precisa para medir cosas en aire y agua.
La balanza es un dispositivo mecánico o electrónico empleado en hogares, laboratorios, empresas e industrias para determinar el peso o la masa (debido a la relación que existe entre ambas magnitudes) de un objeto o sustancia; también puede denominarse báscula en algunos casos. El mecanismo para pesar más sencillo es la balanza de brazos
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iguales, empleada por primera vez por los egipcios alrededor del 2500 a.C. Esta balanza consta de una barra, con un plato colgado de cada extremo, que se sostiene en el centro sobre un punto de apoyo. Para emplear esta balanza se coloca un objeto de peso desconocido en uno de los platos, y se van poniendo objetos de peso conocido en el otro plato hasta que la balanza esté equilibrada y la barra quede en posición horizontal. El peso y la masa del objeto son entonces los mismos que los de las pesas del otro plato.
Hace unos 2.000 años aparecieron las balanzas denominadas romanas, que deben su nombre a haber sido inventadas por los antiguos romanos. Al igual que la balanza de brazos iguales, la romana consta de una barra sostenida en un punto de apoyo. Las pesadas se realizan equilibrando un peso conocido situado a un lado del punto de apoyo con un peso desconocido situado al otro lado. Sin embargo, al contrario que en la balanza de brazos iguales, el punto de apoyo de la romana no está en el centro; el objeto que se quiere pesar se cuelga del brazo corto, mientras que por el brazo más largo puede deslizarse una pesa (denominada pilón) acercándola o alejándola del punto de apoyo. Una vez colgado el objeto de la romana, se ajusta la posición del pilón hasta que equilibra la carga del brazo corto; la posición de la pesa, que se mide mediante marcas realizadas en el brazo largo, indica el peso del objeto.
Algunas balanzas modernas que emplean los mismos principios que la balanza de brazos iguales o la romana pueden efectuar pesadas muy precisas. Las balanzas de precisión empleadas en laboratorios científicos son capaces de determinar el peso de pequeñas cantidades de material con una precisión de una millonésima de gramo. Estos dispositivos están encerrados en cajas de vidrio o plástico para evitar que las corrientes de aire o las variaciones de temperatura afecten a la pesada.
Otras balanzas mecánicas empleadas en la actualidad son las balanzas de péndulo y las balanzas de resorte. En una balanza de péndulo, una plataforma está unida a un péndulo pesado. Cuando se coloca un objeto sobre la plataforma, el péndulo se desplaza hacia el lado para equilibrar la carga; una aguja fijada al péndulo indica el peso el objeto. En una báscula de resorte, la plataforma está conectada a un resorte que se estira o se comprime para equilibrar la carga colocada sobre la plataforma. Una aguja, cuya posición depende de la extensión o compresión del resorte, indica el peso de la carga. Las básculas de baño suelen ser de este tipo.
Las balanzas electrónicas, que emplean electricidad para determinar el peso, son más rápidas y por lo general más precisas que las mecánicas. También pueden incorporarse a sistemas computerizados, lo que las hace más útiles y eficaces que las balanzas mecánicas en la mayoría de las aplicaciones. Un tipo de báscula electrónica bastante común emplea un elemento piezoeléctrico sensible a la deformación, un alambre delgado cuya resistencia eléctrica cambia al ser estirado o comprimido. Este sensor piezoeléctrico va fundido a una columna que sostiene la plataforma de la balanza. Cuando se coloca una carga sobre la plataforma la columna y el sensor piezoeléctrico se
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comprimen. El consiguiente cambio en la resistencia del sensor puede emplearse para determinar el peso del objeto.
El peso es la medida de la fuerza gravitatoria ejercida sobre un objeto. El peso de un objeto puede determinarse con un método comparativo —como se hace en una balanza de laboratorio— o midiendo directamente la fuerza gravitatoria con una balanza de muelle, como la báscula de baño doméstica (véase Masa). La deformación de este tipo de balanza depende de la atracción gravitatoria local; por eso una balanza de muelle marca pesos diferentes para una misma masa (o cantidad de materia) en lugares con una atracción gravitatoria diferente. Por ejemplo, cualquier objeto pesa algo más si está situado a nivel del mar que si está en la cima de una montaña, o si está cerca del polo que si está en el ecuador. Sin embargo su masa es la misma. Si se compara el peso en la Tierra y en la luna, las diferencias son más espectaculares. Por ejemplo, un objeto con 1 kilogramo de masa, que en la Tierra pesa unos 9,8 newtons, pesaría solamente 1,6 newtons en la Luna. Una balanza de brazos está formada por dos platos suspendidos de una barra transversal que descansa sobre un punto de apoyo. Una aguja fijada a la barra señala cuando ambos platos contienen masas idénticas. Como ambas masas están sometidas a la misma atracción gravitatoria, el pesado se produce por comparación, por lo que es independiente de la atracción gravitatoria local.
El peso específico es la relación entre el peso de una sustancia y su volumen.
Pe = P / V P = m x g = m / V Pe = P / V = (g x m) / V = x g
6.- PROCEDIMIENTO:
6.1.- Método operatorio:
-
Ajustar el fiel al 0 con el tornillo de nivelación situado a la izquierda de la balanza.
-
Colocar el objeto a pesar en el centro del platillo y realizar la pesada. Anotar el resultado.
-
Suspender la muestra de un hilo, sumergirla en agua y realizamos la pesada.
-
Calcular el resultado.
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6.2.- Diagrama de flujo:
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7.- CÁLCULOS E INCERTIDUMBRES:
Peso en aire = 3'31
Peso en agua = 2'43
Pe = Paire / (Paire - Pagua) = 3'31 / (3'31 - 2'43) = 3'31 / 0'88 = 3'76
8.- INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS:
9.- ANEXO:
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 003 DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DE UN LÍQUIDO USANDO UN PICNÓMETRO | Hoja 1 de 4 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 12-01-2001 |
1.- OBJETO:
El objeto del presente documento es la determinación de la densidad de un líquido usando un picnómetro.
2.- ALCANCE:
Este procedimiento podrá aplicarse para la determinación de la densidad de cualquier líquido.
3.- REFERENCIAS:
-
CHEMTEC. “Tecnología química moderna”. Tomo I. Ed. Reverté.
-
RODRIGUEZ SANTOS. “Técnica química de laboratorio”. Ed. Gustavo Gili.
-
JOSE Mª CASAS SABATA. “Experimentaciones químicas”. Ed. D. Bosco.
4.- GENERAL:
Densidad, masa de un cuerpo por unidad de volumen. En ocasiones se habla de densidad relativa que es la relación entre la densidad de un cuerpo y la densidad del agua a 4 °C, que se toma como unidad. Como un centímetro cúbico de agua a 4 °C tiene una masa de 1 g, la densidad relativa de la sustancia equivale numéricamente a su densidad expresada en gramos por centímetro cúbico.
La densidad puede obtenerse de varias formas. Por ejemplo, para objetos macizos de densidad mayor que el agua, se determina primero su masa en una balanza, y después su volumen; éste se puede calcular a través del cálculo si el objeto tiene forma geométrica, o sumergiéndolo en un recipiente calibrando, con agua, y viendo la diferencia de altura que alcanza el líquido. La densidad es el resultado de dividir la masa por el volumen. Para medir la densidad de líquidos se utiliza el densímetro, que proporciona una lectura directa de la densidad.
El término de densidad también se aplica a las siguientes magnitudes:
-
La relación entre el número de partículas en un volumen dado, o el total de una determinada cantidad —como la energía o el momento— que existe en un volumen, y dicho volumen. Es el caso de la densidad de carga, la densidad de electrones o la densidad de energía.
-
La energía luminosa por unidad de volumen (densidad de energía luminosa).
-
La oscuridad de una imagen en una película o placa fotográfica (densidad fotográfica).
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 003 DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DE UN LÍQUIDO USANDO UN PICNÓMETRO | Hoja 2 de 4 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 12-01-2001 |
Los métodos para la determinación de densidades según el estado físico de la sustancia en cuestión sería:
-
Sólidos: Con balanza y probeta, balanza hidrostática, con picnómetro (sólidos pulverulentos).
-
Líquidos: Con picnómetro, con balanza Mohr-Westphal, con densímetros, con aerómetros.
-
Gases: Con balanza y balón para gases.
Determinar la densidad con un picnómetro es de gran utilidad para productos pulverulentos como cementos, harinas, arena, etc.
Se determina el volumen del cuerpo al introducirlo en el picnómetro por el peso del agua que desaloja. El tapón es un tubo de diámetro interior estrecho que impide la evaporación del líquido y con un enrase para efectuar las lecturas con gran exactitud.
Hay que tener algunos cuidados especiales en el trabajo con el picnómetro, como:
-
Realizar más de una prueba con el mismo material.
-
Pesar con balanza analítica a fin de evitar errores.
-
Si se derrama líquido en el picnómetro debe secarse con papel de filtro antes de pesar.
5.- MATERIAL Y PRODUCTOS:
| MATERIAL | Nº | PRODUCTOS |
| Balanza analítica Picnómetro 5ml Papel de filtro | 1 1 1 | Agua destilada Acetona Líquido problema |
6.- PROCEDIMIENTO:
6.1.- Método operatorio:
-
Limpiar el picnómetro y secarlo con acetona.
-
Pesarlo vacío en la balanza analítica (M1) y agarrarlo con papel para que no influya en la pesada la grasa de las manos al cogerlo.
-
Sacar el tapón y llenarlo con el líquido problema hasta el borde, metemos la tapa y sacamos lo que está sobrando del capilar con un rulo de papel hasta que quede enrasado con el enrase del capilar.
-
Pesarlo lleno, agarrándolo con papel (M2).
-
Se vacía, se lava, no se seca y se hace lo mismo pero con agua destilada (pesarlo lleno).
-
Se repite todo, se pesa (M3).
-
CHEMTEC. “Tecnología química moderna”. Tomo I. Ed. Reverté.
-
RODRIGUEZ SANTOS. “Técnica química de laboratorio”. Ed. Gustavo Gili.
-
JOSE Mª CASAS SABATA. “Experimentaciones químicas”. Ed. D. Bosco.
-
La relación entre el número de partículas en un volumen dado, o el total de una determinada cantidad —como la energía o el momento— que existe en un volumen, y dicho volumen. Es el caso de la densidad de carga, la densidad de electrones o la densidad de energía.
-
La energía luminosa por unidad de volumen (densidad de energía luminosa).
-
La oscuridad de una imagen en una película o placa fotográfica (densidad fotográfica).
-
Sólidos: Con balanza y probeta, balanza hidrostática, con picnómetro (sólidos pulverulentos).
-
Líquidos: Con picnómetro, con balanza Mohr-Westphal, con densímetros, con aerómetros.
-
Gases: Con balanza y balón para gases.
-
Realizar más de una prueba con el mismo material.
-
Pesar con balanza analítica a fin de evitar errores.
-
Si se derrama líquido en el picnómetro debe secarse con papel de filtro antes de pesar.
-
Lavar el picnómetro y llenar con agua destilada hasta el enrase.
-
Pesar el picnómetro lleno de agua y el sólido seco sobre un mismo platillo. M1.
-
Retirar el sólido y pesar el picnómetro lleno de agua. M2.
-
Sacar el picnómetro e introducir el sólido dentro del picnómetro con el agua.
-
Se cierra, se enrasa y se pesa. M3.
-
CHEMTEC. “Tecnología química moderna”. Tomo I. Ed. Reverté.
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RODRIGUEZ SANTOS. “Técnica química de laboratorio”. Ed. Gustavo Gili.
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JOSE Mª CASAS SABATA. “Experimentaciones químicas”. Ed. D. Bosco.
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JOSE Mª CASAS SABATA. “Técnicas de laboratorio químico 2.1. Operaciones básicas”. Ed. Bruño-edebé. FP2.
-
La relación entre el número de partículas en un volumen dado, o el total de una determinada cantidad —como la energía o el momento— que existe en un volumen, y dicho volumen. Es el caso de la densidad de carga, la densidad de electrones o la densidad de energía.
-
La energía luminosa por unidad de volumen (densidad de energía luminosa).
-
La oscuridad de una imagen en una película o placa fotográfica (densidad fotográfica).
-
Sólidos: Con balanza y probeta, balanza hidrostática, con picnómetro (sólidos pulverulentos).
-
Líquidos: Con picnómetro, con balanza Mohr-Westphal, con densímetros, con aerómetros.
-
Gases: Con balanza y balón para gases.
-
Líquidos más densos que el agua: pesa-ácidos, pesa-jarabes, etc.
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Líquidos menos densos que el agua. Pesa-éteres, pesa-alcoholes, etc.
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Para líquidos menos densos que el agua el punto de enrase con agua destilada marca 10ºBé. La graduación se efectúa haciéndolo flotar en una disolución de 10g de sal común y 90g de agua; este punto es el 0 y se marca hasta 66ºBé, de abajo hacia arriba.
-
Para líquidos más densos que el agua el punto de enrase con agua destilada marca 0ºBé. Para graduarlo se introduce en una disolución de 15g de sal común y 85g de agua, marcándose el valor 15 en el enrase y continuando la graduación hasta 66ºBé.
-
Introducir el aerómetro, densímetro o alcohómetro para menos denso que el agua dentro de la probeta con líquido problema.
-
Observar y anotar lo que marca.
-
Si no vale se introduce el aerómetro, densímetro o alcohómetro para más denso que el agua dentro de la probeta con el líquido problema y anotar.
-
CHEMTEC. “Tecnología química moderna”. Tomo I. Ed. Reverté.
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RODRIGUEZ SANTOS. “Técnica química de laboratorio”. Ed. Gustavo Gili.
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JOSE Mª CASAS SABATA. “Experimentaciones químicas”. Ed. D. Bosco.
-
JOSE Mª CASAS SABATA. “Técnicas de laboratorio químico 2.1. Operaciones básicas”. Ed. Bruño-edebé. FP2.
-
La relación entre el número de partículas en un volumen dado, o el total de una determinada cantidad —como la energía o el momento— que existe en un volumen, y dicho volumen. Es el caso de la densidad de carga, la densidad de electrones o la densidad de energía.
-
La energía luminosa por unidad de volumen (densidad de energía luminosa).
-
La oscuridad de una imagen en una película o placa fotográfica (densidad fotográfica).
-
Sólidos: Con balanza y probeta, balanza hidrostática, con picnómetro (sólidos pulverulentos).
-
Líquidos: Con picnómetro, con balanza Mohr-Westphal, con densímetros, con aerómetros, inmersores.
-
Gases: Con balanza y balón para gases.
-
Con la balanza conectada colocamos en el platillo la probeta llena con el líquido problema.
-
Taramos para que aparezca el 0.
-
Introducimos el inmersor de forma que no toque ni el fondo ni las paredes y que quede totalmente cubierto por el líquido.
-
Leemos la masa que marca la balanza.
-
Hacemos el siguiente cálculo: = m / 10 (cuando se introduce el inmersor en la probeta con el líquido se produce un aumento de peso en gramos 10 veces la densidad del líquido).
-
CHEMTEC. “Tecnología química moderna”. Tomo I. Ed. Reverté.
-
RODRIGUEZ SANTOS. “Técnica química de laboratorio”. Ed. Gustavo Gili.
-
JOSE Mª CASAS SABATA. “Experimentaciones químicas”. Ed. D. Bosco.
-
JOSE Mª CASAS SABATA. “Técnicas de laboratorio químico 2.1. Operaciones básicas”. Ed. Bruño-edebé. FP2.
-
Se vierte por la rama N hasta que se llene completamente la ampolla d. Se aspira por la rama M hasta que el agua se llene tanto que llegue al ensanchamiento siguiente al V superando un nivel algo superior al nivel c.
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Dejar fluir el agua por su propio peso manteniendo el aparato en posición vertical y en el momento que pase por c (enrase superior) se empezará a contar el tiempo que tarda hasta que pasa por b, anotando el peso empleado (t).
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Limpio y seco el viscosímetro se repite el experimento con el líquido problema en absoluta igualdad de condiciones y anotamos el tiempo (t1)
-
Se coloca la pipeta y presionamos en A y apretamos la pera para vaciar el aire.
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Presionar S para succionar el líquido por encima del enrase.
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Presionar E para enrasar y luego para vaciar.
-
SEARS / ZAMANSKY. “Física general”. Ed. Aguilar.
-
J. M. ESTEBAN y I. L. NEGRO. “Hacia la física y la química”. Ed. Alhambra.
-
E. SOLER y A. NEGRO. “Física práctica básica”. Ed. Alhambra.
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Montar el calorímetro con tapa, agitador y termómetro (0-50ºC).
-
Dejar estabilizar y anotar la temperatura (T1).
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Calentar agua en un vaso de precipitados, aproximadamente unos300cc hasta unos 60ºC.
-
Retirar el vaso de la placa calefactora y dejar estabilizar la temperatura del agua caliente y medirla con el termómetro de 0-100ºC (T2).
-
Se vierte el agua caliente en el vaso calorimétrico y se cierra este.
-
Agitamos y dejamos que se estabilice la temperatura de todo el sistema, cuando vemos que está estable anotamos la temperatura final (Tf).
-
Abrimos el vaso y medimos el agua que tenemos dentro del calorímetro.
-
Medimos con una probeta limpia y seca el agua en donde el volumen del agua en cc es igual a la masa del agua en gramos.
-
SEARS / ZAMANSKY. “Física general”. Ed. Aguilar.
-
J. M. ESTEBAN y I. L. NEGRO. “Hacia la física y la química”. Ed. Alhambra.
-
E. SOLER y A. NEGRO. “Física práctica básica”. Ed. Alhambra.
-
Pesar la masa del sólido en la balanza granataria.
-
Se ata el sólido con la cuerda.
-
Se calienta agua hasta la temperatura de ebullición y se introduce el sólido que tiene que estar totalmente sumergido en el agua hirviendo.
-
Se deja hervir durante unos minutos.
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Anotar la temperatura del agua (T1) que es la misma que la del sólido.
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Dentro del calorímetro introducimos agua 300cc a temperatura ambiente. Tapamos, agitamos y esperamos a que se estabilice la temperatura. Medimos la temperatura (T2).
-
Cogemos el sólido por la cuerda y lo más rápido posible lo introducimos dentro del calorímetro, cerramos y agitamos. Dejamos estabilizar.
-
Anotar la temperatura (T3).
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Se cambia la masa del agua a 200g a temperatura ambiente (T1).
-
Se pesan aproximadamente 250cc de líquido problema y se calienta a 50ºC.
-
Se introduce en el calorímetro.
-
J. Mª. CASAS SABATA. “Técnicas de laboratorio químico 2.1.”. Ed. Edebé.
-
J. Mª. CASAS SABATA. “Técnicas de laboratorio químico 2.2.”. Ed. Edebé.
-
LÓPEZ SOLANAS. “ Técnicas de laboratorio.”. Ed. Edunsa.
-
Se coge el capilar y se pone en la llama para cerrar un extremo.
-
El sólido tiene que estar seco y triturado con un mortero.
-
Ir arrastrando el capilar, por su lado abierto, por el sólido para que se llene.
-
Soltar el capilar dentro de la varilla hueca para que se compacte el sólido dentro del capilar. La cantidad del sólido es aproximadamente lo que tiene de altura el bulbo del termómetro.
-
Con la arandela se unen el termómetro y el capilar.
-
Lavar y secar el tubo. Para calentarlo utilizamos la glicerina como baño, es decir, la metemos en el tubo Thiele hasta 1cm más de la tubuladura lateral del mismo. El termómetro tiene que estar justo por debajo de la tubuladura lateral con el capilar pegado. La parte superior del capilar tiene que quedar por fuera del baño de glicerina, para que no entre.
-
Calentamos la tubuladura lateral con el mechero.
-
Cuando se funda algo de sólido dentro del capilar anotamos la temperatura T1 y cuando acabe de fundir apuntamos la temperatura T2 y acaba la práctica.
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J. Mª. CASAS SABATA. “Técnicas de laboratorio químico 2.1.”. Ed. Edebé.
-
J. Mª. CASAS SABATA. “Técnicas de laboratorio químico 2.2.”. Ed. Edebé.
-
LÓPEZ SOLANAS. “ Técnicas de laboratorio.”. Ed. Edunsa.
-
Se coge el capilar y se pone en la llama para cerrar un extremo.
-
El sólido tiene que estar seco y triturado con un mortero.
-
Ir arrastrando el capilar, por su lado abierto, por el sólido para que se llene.
-
Soltar el capilar dentro de la varilla hueca para que se compacte el sólido dentro del capilar. La cantidad del sólido es aproximadamente lo que tiene de altura el bulbo del termómetro.
-
Se coloca este capilar en uno los agujeros del Büchi.
-
Siguiendo el procedimiento de utilización del Büchi (marcando setpoint que es la temperatura mínima y también maxpoint que es la temperatura máxima, etc.) se consigue determinar el punto de fusión de la sustancia problema.
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J. Mª. CASAS SABATA. “Técnicas de laboratorio químico 2.1.”. Ed. Edebé.
-
J. Mª. CASAS SABATA. “Técnicas de laboratorio químico 2.2.”. Ed. Edebé.
-
LÓPEZ SOLANAS. “ Técnicas de laboratorio.”. Ed. Edunsa.
-
matraz de fondo redondo
-
cabeza de destilación
-
pieza para el termómetro
-
refrigerante Liebig
-
gomas de refrigerante
-
alargadera
-
colector
-
Lavar, secar y engrasar esmerilados.
-
Introducir en el matraz el líquido problema y unas perlas de vidrio.
-
Hacer el montaje completo siguiendo las normas.
-
Calentar suavemente hasta que empiece la ebullición y observemos que la temperatura se mantiene constante (temperatura de ebullición = T1).
-
J. Mª. CASAS SABATA. “Técnicas de laboratorio químico 2.1.”. Ed. Edebé.
-
J. Mª. CASAS SABATA. “Técnicas de laboratorio químico 2.2.”. Ed. Edebé.
-
LÓPEZ SOLANAS. “ Técnicas de laboratorio.”. Ed. Edunsa.
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Se introduce la muestra líquida en el capilar hasta una altura de 5-10mm con una jeringa.
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El capilar de puntos de ebullición se sumerge en la muestra con su parte más ancha hacia abajo. Si no se conoce el punto de ebullición de la sustancia setpoint se elige de valor bajo, se programa gradient y maxpoint, cuando el aparato avise introducimos los capilares con el líquido en los orificios de los extremos del soporte.
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A 20ºC no se ve nada.
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Después se empiezan a ver unas burbujas.
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Cuando se ve un rosario de burbujas es el punto de ebullición.
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Se marca el nº abajo (xample).
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mediante aleaciones del hierro que lo convierten en químicamente resistente a la corrosión;
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impregnándolo con materiales que reaccionen a las sustancias corrosivas más fácilmente que el hierro, quedando éste protegido al consumirse aquéllas; y
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recubriéndolo con una capa impermeable que impida el contacto con el aire y el agua.
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En un vaso de precipitados calentamos 300ml de agua destilada más 5 g de Agar.
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Agitamos y calentamos hasta que el agar se disperse.
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Retirar la calefacción y añadir 0'5ml de ferricianuro potásico (que se preparan con 8g de sal en 50ml de agua destilada) 0'5M y 0'5ml de fenolftaleína al 1%.
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Agitar y dejar enfriar sin que solidifique.
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Desengrasar con acetona 6 puntas de hierro y colocarlas en las 3 placas petri. En la primera ponemos una punta normal y otra que tenga la punta limada. En la segunda una punta doblada varias veces por el mismo sitio y otra doblada una sola vez. En la tercera placa las puntas llevan enrolladas unos hilos de cobre y otros con hilos de cinc.
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Se vierte la disolución de agar templada sobre las placas, procurando cubrir bien las puntas.
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Generalmente los colores aparecen en el tiempo de trabajo, de no ser así se conservarán hasta el día siguiente.
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La unión hierro - cobre favorece la corrosión del hierro.
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La unión hierro - cinc impide la corrosión del hierro. El cinc actúa como ánodo de sacrificio.
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CASAS SABATA. “Técnicas de laboratorio químico 2.2”. Ed. Edebé.
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SEARS. “Física general”.
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hexano.
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Agua destilada.
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n-butanol
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Se limpia el prisma con un algodón empapado en alcohol y se seca con papel fino.
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Con el capilar se deposita una gota de líquido problema en el prisma o se introduce el líquido problema por la ranura del prisma.
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Enfocamos con el espejo la luz hasta que a través del ocular se vea el campo iluminado.
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Giramos el mando grande hasta que se haga coincidir la separación entre el campo claro y el campo oscuro en el punto donde se cruzan las 2 líneas.
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Giramos el mando pequeño en un sentido u otro hasta que la línea de separación entre el campo claro y el campo oscuro sea nítida.
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Se lee directamente en la escala el índice de refracción.
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Cuando se acaba la lectura hay que limpiar el prisma como lo teníamos al principio.
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CASAS SABATA. “Técnicas de laboratorio químico 2.2”. Ed. Edebé.
-
SEARS. “Física general”.
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G. W. EWING. “Métodos instrumentales de análisis químico”. Ed. McGraw-Hill.
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Preparar 5g de una sustancia ópticamente activa y disolverla en 100ml de agua.
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Introducir en el polarímetro agua destilada y medir el 0.
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Vaciar la cubeta, se enjuaga con un poco de la disolución preparada, la tiramos y llenamos la cubeta de la disolución preparada. Cuidado de que no queden burbujas.
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Observar por el polarímetro, moviendo el mando hasta que el campo visual sea uniforme.
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Leer el ángulo en la escala ().
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Ver (l) en la cubeta.
-
Hacer los cálculos y ver las tablas para identificar la sustancia.
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 003 DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DE UN LÍQUIDO USANDO UN PICNÓMETRO | Hoja 3 de 4 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha:12 -01-2001 |
6.2.- Diagrama de flujo:
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 003 DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DE UN LÍQUIDO USANDO UN PICNÓMETRO | Hoja 4 de 4 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 12-01-2001 |
7.-CÁLCULOS E INCERTIDUMBRES:
Es el cálculo de la densidad de un líquido con respecto a la densidad del agua.
Masa del líquido problema: M2 - M1
Masa de agua: M3 - M1
M2 - M1
V pic. M2 - M1
relativa = =
M3 - M1 M3 - M1
V pic.
= densidad relativa y no tiene unidades.
M1 es la masa del picnómetro vacío.
M2 es la masa del picnómetro con la sustancia problema.
M3 es la masa del picnómetro con agua destilada.
Para el cloruro bárico:
M1 = 44'991g
M2 = 155'908g relativa = (155'908 - 44'991) / (146'805 - 44'991) = 1'0894
M3 = 146'805g
Para el alcohol etílico:
M1 = 28'4506g
M2 = 45'8808g relativa = (45'8808 - 28'4506) / (50'0768 - 28'4506) = 0'805
M3 = 50'0768g
8.- INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS:
9.- ANEXOS:
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 004 DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DE UN SÓLIDO PULVERULENTO O GRANULADO CON UN PICNÓMETRO | Hoja 1 de 4 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha:17 -01-2001 |
1.- OBJETO:
El objeto del presente documento es la determinación de la densidad de un sólido pulverulento o granulado con un picnómetro.
2.- ALCANCE:
Este procedimiento podrá aplicarse para la determinación de la densidad de cualquier sólido pulverulento o granulado con un picnómetro.
3.- REFERENCIAS:
4.- GENERAL:
Densidad, masa de un cuerpo por unidad de volumen. En ocasiones se habla de densidad relativa que es la relación entre la densidad de un cuerpo y la densidad del agua a 4 °C, que se toma como unidad. Como un centímetro cúbico de agua a 4 °C tiene una masa de 1 g, la densidad relativa de la sustancia equivale numéricamente a su densidad expresada en gramos por centímetro cúbico.
La densidad puede obtenerse de varias formas. Por ejemplo, para objetos macizos de densidad mayor que el agua, se determina primero su masa en una balanza, y después su volumen; éste se puede calcular a través del cálculo si el objeto tiene forma geométrica, o sumergiéndolo en un recipiente calibrando, con agua, y viendo la diferencia de altura que alcanza el líquido. La densidad es el resultado de dividir la masa por el volumen. Para medir la densidad de líquidos se utiliza el densímetro, que proporciona una lectura directa de la densidad.
El término de densidad también se aplica a las siguientes magnitudes:
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 004 DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DE UN SÓLIDO PULVERULENTO O GRANULADO CON UN PICNÓMETRO | Hoja 2 de 4 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 17-01-2001 |
Los métodos para la determinación de densidades según el estado físico de la sustancia en cuestión sería:
Determinar la densidad con un picnómetro es de gran utilidad para productos pulverulentos como cementos, harinas, arena, etc.
Se determina el volumen del cuerpo al introducirlo en el picnómetro por el peso del agua que desaloja. El tapón es un tubo de diámetro interior estrecho que impide la evaporación del líquido y con un enrase para efectuar las lecturas con gran exactitud.
Hay que tener algunos cuidados especiales en el trabajo con el picnómetro, como:
5.- MATERIAL Y PRODUCTOS:
| MATERIAL | Nº | PRODUCTOS |
| Balanza analítica Picnómetro 5ml Papel de filtro | 1 1 1 | Agua destilada Sólido seco |
6.- PROCEDIMIENTO:
6.1.- Método operatorio:
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 004 DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DE UN SÓLIDO PULVERULENTO O GRANULADO CON UN PICNÓMETRO | Hoja 3 de 4 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 17-01-2001 |
6.2.- Diagrama de flujo:
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 004 DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DE UN SÓLIDO PULVERULENTO O GRANULADO CON UN PICNÓMETRO | Hoja 4 de 4 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 17-01-2001 |
7.- CÁLCULOS E INCERTIDUMBRES:
M1 es el picnómetro con agua más el sólido seco en el pesa sustancias (perlas de vidrio).
M2 es el picnómetro con agua.
M3 es el agua y el sólido juntos en el picnómetro.
M1 = 50'7376g
M2 = 50'0533g
M3 = 50'4479g
M1 - M2 = masa del sólido
M1 - M3 = masa del agua desalojada
Aplicando la fórmula de la densidad relativa sería:
relativa = (50'7376 - 50'0533) / (50'7376 - 50'4479) = 2'3620
8.- INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS:
9.- ANEXOS:
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 005 DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD CON DENSÍMETRO, AERÓMETRO Y ALCOHÓMETRO | Hoja 1 de 5 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 19-01-2001 |
1.- OBJETO:
El objeto del presente documento es la determinación de la densidad por medio de los densímetros, aerómetros y alcohómetros.
2.- ALCANCE:
Este procedimiento podrá aplicarse para la determinación de la densidad de cualquier líquido con el densímetro y el aerómetro, y para saber el % de alcohol puro en una disolución hidroalcohólica con el alcohómetro.
3.- REFERENCIAS:
4.- GENERAL:
Densidad, masa de un cuerpo por unidad de volumen. En ocasiones se habla de densidad relativa que es la relación entre la densidad de un cuerpo y la densidad del agua a 4 °C, que se toma como unidad. Como un centímetro cúbico de agua a 4 °C tiene una masa de 1 g, la densidad relativa de la sustancia equivale numéricamente a su densidad expresada en gramos por centímetro cúbico.
La densidad puede obtenerse de varias formas. Por ejemplo, para objetos macizos de densidad mayor que el agua, se determina primero su masa en una balanza, y después su volumen; éste se puede calcular a través del cálculo si el objeto tiene forma geométrica, o sumergiéndolo en un recipiente calibrando, con agua, y viendo la diferencia de altura que alcanza el líquido. La densidad es el resultado de dividir la masa por el volumen. Para medir la densidad de líquidos se utiliza el densímetro, que proporciona una lectura directa de la densidad.
El término de densidad también se aplica a las siguientes magnitudes:
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 005 DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD CON DENSÍMETRO, AERÓMETRO Y ALCOHÓMETRO | Hoja 2 de 5 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 19-01-2001 |
Los métodos para la determinación de densidades según el estado físico de la sustancia en cuestión sería:
Los densímetros son varillas flotadoras huecas, con lastre en la parte inferior y graduadas en densidades. Se fundamentan en el principio de Arquímedes y no presentan gran precisión.
Hay densímetros graduados para:
Cuanto menor es la densidad de un líquido tanto más se hunden en él los densímetros.
Los aerómetros tienen el mismo fundamento que los densímetros, pero se distinguen de ellos, porque en lugar de medir densidades miden las concentraciones de las disoluciones en las cuales se sumergen.
Existen aerómetros graduados según varias características de medición: grados Baumé, alcohómetros, lactómetros, oleómetros, etc.
1º.- Graduado en grados Baumé.
Se puede convertir grados Baumé en densidades y viceversa mediante las fórmulas:
Para líquidos menos densos que el agua:
Qa = 146 / (136 - n) Qa = densidad absoluta en g/cc
Para líquidos más densos que el agua: n = número de grados Baumé
Qa = 146 / (146 - n)
Conociendo la concentración en % de la sustancia y los ºBaumé, puede hallarse cualquier otra concentración sólo con medir este último valor, ya que existe proporcionalidad directa entre ellos.
Hay tablas en las que se expresa la equivalencia entre grados Baumé y densidades.
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 005 DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD CON DENSÍMETRO, AERÓMETRO Y ALCOHÓMETRO | Hoja 3 de 5 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 19-01-2001 |
2º.- Alcohómetro de Gay-Lussac.
Es un aerómetro centesimal en el que los números de la escala indican el % de alcohol puro en una disolución hidroalcohólica.
Debe efectuarse corrección de la temperatura tal como se expresa en las tablas.
5.- MATERIAL Y PRODUCTOS:
| MATERIAL | Nº | PRODUCTOS |
| Densímetro Aerómetro Alcohómetro | 1 1 1 | Carbonato sódico (Na2CO3) 30% Glicerina Jabón Agua del grifo |
6.- PROCEDIMIENTO:
6.1.- Método operatorio:
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 005 DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD CON DENSÍMETRO, AERÓMETRO Y ALCOHÓMETRO | Hoja 4 de 5 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 19-01-2001 |
6.2.- Diagrama de flujo:
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 005 DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD CON DENSÍMETRO, AERÓMETRO Y ALCOHÓMETRO | Hoja 5 de 5 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 19-01-2001 |
7.- CÁLCULOS E INCERTIDUMBRES:
| AERÓMETRO MENOS DENSO | AERÓMETRO MÁS DENSO | DENSÍMETRO MENOS DENSO | DENSÍMETRO MÁS DENSO | |
| CARBONATO SÓDICO 30% | _ | 14º Bé 1'108g/cc | _ | 1'150g/cc |
| GLICERINA | _ | 31º Bé = ( * ) 1'274g/cc | _ | 1'320g/cc |
| JABÓN | _ | _ | _ | 1'040g/cc |
| AGUA DE GRIFO | 10º Bé 1'000g/cc | _ | 1'000g/cc | _ |
( * ) 31º Bé entre 1'236g/cc a 30ºC y 1'285g/cc a 32ºC
1'285 - 1'263 = 0'022
0'022 2ºBé
x 1ºBé x = 0'011
1'285 - 0'011 = 1'274 para 31ºBé
Cálculo con el alcohómetro:
1º) Tª de una mezcla hidroalcohólica = 19'5ºC
Alcohómetro 25º = 23'3
2º) Tª de una mezcla hidroalcohólica = 19ºC
Alcohómetro 13º = 12'4
8.- INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS:
9.- ANEXOS.
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 006 DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD CON UN INMERSOR | Hoja 1 de 4 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 26-01-2001 |
1.- OBJETO:
El objeto del presente documento es determinar la densidad de un líquido con un inmersor.
2.- ALCANCE:
Este procedimiento podrá utilizarse para la determinación de la densidad de cualquier líquido.
3.- REFERENCIAS:
4.- GENERAL:
Densidad, masa de un cuerpo por unidad de volumen. En ocasiones se habla de densidad relativa que es la relación entre la densidad de un cuerpo y la densidad del agua a 4 °C, que se toma como unidad. Como un centímetro cúbico de agua a 4 °C tiene una masa de 1 g, la densidad relativa de la sustancia equivale numéricamente a su densidad expresada en gramos por centímetro cúbico.
La densidad puede obtenerse de varias formas. Por ejemplo, para objetos macizos de densidad mayor que el agua, se determina primero su masa en una balanza, y después su volumen; éste se puede calcular a través del cálculo si el objeto tiene forma geométrica, o sumergiéndolo en un recipiente calibrando, con agua, y viendo la diferencia de altura que alcanza el líquido. La densidad es el resultado de dividir la masa por el volumen. Para medir la densidad de líquidos se utiliza el densímetro, que proporciona una lectura directa de la densidad.
El término de densidad también se aplica a las siguientes magnitudes:
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 006 DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD CON UN INMERSOR | Hoja 2 de 4 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 26-01-2001 |
Los métodos para la determinación de densidades según el estado físico de la sustancia en cuestión sería:
El inmersor es un cilindro con lastre en el fondo que se suspende de un hilo para hallar la densidad de un líquido cualquiera.
5.- MATERIAL Y PRODUCTOS.
| MATERIAL | Nº | PRODUCTOS |
| Balanza granataria Probeta Inmersor Soporte | 1 1 1 1 | Líquido problema |
6.- PROCEDIMIENTO:
6.1.- Método operatorio:
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 006 DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD CON UN INMERSOR | Hoja 3 de 4 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 26-01-2001 |
6.2.- Diagrama de flujo:
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 006 DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD CON UN INMERSOR | Hoja 4 de 4 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 26-01-2001 |
7.- CÁLCULOS E INCERTIDUMBRES:
| JABÓN | AGUA | |
| 1º ensayo | = 10'18 / 10 | = 10'01 / 10 |
| 2º ensayo | = 10'18 / 10 | = 10'05 / 10 |
8.- INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS:
9.- ANEXOS:
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 007 DETERMINACIÓN DE LA VISCOSIDAD CON EL VISCOSÍMETRO DE OSTWALD | Hoja 1 de 5 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 02-02-2001 |
1.- OBJETO:
El objeto del presente documento es la determinación de la viscosidad con el viscosímetro de Ostwald.
2.- ALCANCE:
Este procedimiento es un método aplicable a la determinación de viscosidades relativas de fluido.
3.- REFERENCIAS:
4.- GENERAL:
La viscosidad es la propiedad de un fluido que tiende a oponerse a su flujo cuando se le aplica una fuerza. Los fluidos de alta viscosidad presentan una cierta resistencia a fluir; los fluidos de baja viscosidad fluyen con facilidad. La fuerza con la que una capa de fluido en movimiento arrastra consigo a las capas adyacentes de fluido determina su viscosidad, que se mide con un recipiente (viscosímetro) que tiene un orificio de tamaño conocido en el fondo. La velocidad con la que el fluido sale por el orificio es una medida de su viscosidad.
Flujos de la capa límite:
Según la teoría molecular, cuando un fluido empieza a fluir bajo la influencia de la gravedad, las moléculas de las capas estacionarias del fluido deben cruzar una frontera o límite para entrar en la región de flujo. Una vez cruzado el límite, estas moléculas reciben energía de las que están en movimiento y comienzan a fluir. Debido a la energía transferida, las moléculas que ya estaban en movimiento reducen su velocidad. Al mismo tiempo, las moléculas de la capa de fluido en movimiento cruzan el límite en sentido opuesto y entran en las capas estacionarias, con lo que transmiten un impulso a las moléculas estacionarias. El resultado global de este movimiento bidireccional de un lado al otro del límite es que el fluido en movimiento reduce su velocidad, el fluido estacionario se pone en movimiento, y las capas en movimiento adquieren una velocidad media.
Para hacer que una capa de fluido se mantenga moviéndose a mayor velocidad que otra capa es necesario aplicar una fuerza continua. La viscosidad en poises se define como
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| C.M. Laboratorio | Fecha: 02-02-2001 |
la magnitud de la fuerza (medida en dinas por centímetro cuadrado de superficie) necesaria para mantener —en situación de equilibrio— una diferencia de velocidad de 1 cm por segundo entre capas separadas por 1 cm. La viscosidad del agua a temperatura ambiente
(20 °C) es de 0,0100 poises; en el punto de ebullición (100 °C) disminuye hasta 0,0028 poises.
Efectos del calor:
La viscosidad de un fluido disminuye con la reducción de densidad que tiene lugar al aumentar la temperatura. En un fluido menos denso hay menos moléculas por unidad de volumen que puedan transferir impulso desde la capa en movimiento hasta la capa estacionaria. Esto, a su vez, afecta a la velocidad de las distintas capas. El momento se transfiere con más dificultad entre las capas, y la viscosidad disminuye. En algunos líquidos, el aumento de la velocidad molecular compensa la reducción de la densidad. Los aceites de silicona, por ejemplo, cambian muy poco su tendencia a fluir cuando cambia la temperatura, por lo que son muy útiles como lubricantes cuando una máquina está sometida a grandes cambios de temperatura.
Flujos viscosos: movimiento laminar y turbulento:
Los primeros experimentos cuidadosamente documentados del rozamiento en flujos de baja velocidad a través de tuberías fueron realizados independientemente en 1839 por el fisiólogo francés Jean Louis Marie Poiseuille, que estaba interesado por las características del flujo de la sangre, y en 1840 por el ingeniero hidráulico alemán Gotthilf Heinrich Ludwig Hagen.
El primer intento de incluir los efectos de la viscosidad en las ecuaciones matemáticas se debió al ingeniero francés Claude Louis Marie Navier en 1827 e, independientemente, al matemático británico George Gabriel Stokes, quien en 1845 perfeccionó las ecuaciones básicas para los fluidos viscosos incompresibles. Actualmente se las conoce como ecuaciones de Navier-Stokes, y son tan complejas que sólo se pueden aplicar a flujos sencillos. Uno de ellos es el de un fluido real que circula a través de una tubería recta. El teorema de Bernoulli no se puede aplicar aquí, porque parte de la energía mecánica total se disipa como consecuencia del rozamiento viscoso, lo que provoca una caída de presión a lo largo de la tubería. Las ecuaciones sugieren que, dados una tubería y un fluido determinados, esta caída de presión debería ser proporcional a la velocidad de flujo.
Los experimentos realizados por primera vez a mediados del siglo XIX demostraron que esto sólo era cierto para velocidades bajas; para velocidades mayores, la caída de presión era más bien proporcional al cuadrado de la velocidad. Este problema no se resolvió hasta 1883, cuando el ingeniero británico Osborne Reynolds demostró la existencia de dos tipos de flujo viscoso en tuberías. A velocidades bajas, las partículas del fluido siguen las líneas de corriente (flujo laminar), y los resultados experimentales coinciden con las predicciones analíticas. A velocidades más elevadas, surgen fluctuaciones en la velocidad del flujo, o remolinos (flujo turbulento), en una forma que ni siquiera en la
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 007 DETERMINACIÓN DE LA VISCOSIDAD CON EL VISCOSÍMETRO DE OSTWALD | Hoja 3 de 5 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 02-02-2001 |
actualidad se puede predecir completamente. Reynolds también determinó que la transición del flujo laminar al turbulento era función de un único parámetro, que desde entonces se conoce como número de Reynolds. Si el número de Reynolds —que carece de dimensiones
y es el producto de la velocidad, la densidad del fluido y el diámetro de la tubería dividido entre la viscosidad del fluido— es menor de 2.100, el flujo a través de la tubería es siempre laminar; cuando los valores son más elevados suele ser turbulento. El concepto de número de Reynolds es esencial para gran parte de la moderna mecánica de fluidos.
Los flujos turbulentos no se pueden evaluar exclusivamente a partir de las predicciones calculadas, y su análisis depende de una combinación de datos experimentales y modelos matemáticos; gran parte de la investigación moderna en mecánica de fluidos está
dedicada a una mejor formulación de la turbulencia. Puede observarse la transición del flujo laminar al turbulento y la complejidad del flujo turbulento cuando el humo de un cigarrillo asciende en aire muy tranquilo. Al principio, sube con un movimiento laminar a lo largo de líneas de corriente, pero al cabo de cierta distancia se hace inestable y se forma un sistema de remolinos entrelazados.
El viscosímetro de Ostwald es un tubo de vidrio de forma irregular, una de sus dos ramas posee un estrechamiento capilar con dos ensanchamientos en los extremos. El volumen V de ampolla viene limitado por dos señales. Mide la viscosidad relativa.
5.- MATERIAL Y PRODUCTOS:
| MATERIAL | Nº | PRODUCTOS |
| Viscosímetro de Ostwald Pipeteador Cronómetro | 1 1 1 | Líquidos problema |
6.- PROCEDIMIENTO:
6.1.- Método operatorio:
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 007 DETERMINACIÓN DE LA VISCOSIDAD CON EL VISCOSÍMETRO DE OSTWALD | Hoja 4 de 5 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 02-02-2001 |
6.2.- Diagrama de flujo:
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 007 DETERMINACIÓN DE LA VISCOSIDAD CON EL VISCOSÍMETRO DE OSTWALD | Hoja 5 de 5 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 02-02-2001 |
7.- CÁLCULOS E INCERTIDUMBRES:
1 = (t1 / t) x 1 absoluta = 1 x agua 1 = liq x tliq / agua x tagua
1 = viscosidad relativa
t1 = tiempo del líquido problema
t = tiempo del agua
1 = densidad del problema
| T AGUA | T1 JABON |
| 16''23 22''11 19''97 20''18 20'' | 4'27'' 4'10'' 4'39'' 4'24'' 4'32'' |
| MEDIA JABÓN = 4'30'' | MEDIA DEL AGUA = 19''4 |
1 = (4'30min / 19'4seg) x 1'018g/cc = (270seg /19'4seg) x 1'018 = 14'16 stock
8.- INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS:
9.- ANEXO:
Aspirador de pipetas:
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 008 DETERMINACIÓN DEL EQUIVALENTE EN AGUA DEL CALORÍMETRO | Hoja 1 de 8 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 21-02-2001 |
1.- OBJETO:
El objeto del presente documento es la determinación del equivalente en agua del calorímetro.
2.- ALCANCE:
Este procedimiento se podrá aplicar en cualquier calorímetro de agua.
3.- REFERENCIAS:
4.- GENERAL:
Calor, en física, es transferencia de energía de una parte a otra de un cuerpo, o entre diferentes cuerpos, en virtud de una diferencia de temperatura. El calor es energía en tránsito; siempre fluye de una zona de mayor temperatura a una zona de menor temperatura, con lo que eleva la temperatura de la segunda y reduce la de la primera, siempre que el volumen de los cuerpos se mantenga constante. La energía no fluye desde un objeto de temperatura baja a un objeto de temperatura alta si no se realiza trabajo.
Hasta principios del siglo XIX, el efecto del calor sobre la temperatura de un cuerpo se explicaba postulando la existencia de una sustancia o forma de materia invisible, denominada calórico. Según la teoría del calórico, un cuerpo de temperatura alta contiene más calórico que otro de temperatura baja; el primero cede parte del calórico al segundo al ponerse en contacto ambos cuerpos, con lo que aumenta la temperatura de dicho cuerpo y disminuye la suya propia. Aunque la teoría del calórico explicaba algunos fenómenos de la transferencia de calor, las pruebas experimentales presentadas por el físico británico Benjamin Thompson en 1798 y por el químico británico Humphry Davy en 1799 sugerían que el calor, igual que el trabajo, corresponde a energía en tránsito (proceso de intercambio de energía). Entre 1840 y 1849, el físico británico James Prescott Joule, en una serie de experimentos muy precisos, demostró de forma concluyente que el calor es una transferencia de energía y que puede causar los mismos cambios en un cuerpo que el trabajo.
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 008 DETERMINACIÓN DEL EQUIVALENTE EN AGUA DEL CALORÍMETRO | Hoja 2 de 8 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 21-02-2001 |
Temperatura
La sensación de calor o frío al tocar una sustancia depende de su temperatura, de la capacidad de la sustancia para conducir el calor y de otros factores. Aunque, si se procede con cuidado, es posible comparar las temperaturas relativas de dos sustancias mediante el tacto, es imposible evaluar la magnitud absoluta de las temperaturas a partir de reacciones subjetivas. Cuando se aporta calor a una sustancia, no sólo se eleva su temperatura, con lo que proporciona una mayor sensación de calor, sino que se producen alteraciones en varias propiedades físicas que pueden medirse con precisión. Al variar la temperatura, las sustancias se dilatan o se contraen, su resistencia eléctrica cambia, y —en el caso de un gas— su presión varía. La variación de alguna de estas propiedades suele servir como base para una escala numérica precisa de temperaturas.
La temperatura depende de la energía cinética media (o promedio) de las moléculas de una sustancia; según la teoría cinética, la energía puede corresponder a movimientos rotacionales, vibracionales y traslacionales de las partículas de una sustancia. La temperatura, sin embargo, sólo depende del movimiento de traslación de las moléculas. En teoría, las moléculas de una sustancia no presentarían actividad traslacional alguna a la temperatura denominada cero absoluto.
Escalas de temperatura
En la actualidad se emplean diferentes escalas de temperatura; entre ellas están la escala Celsius —también conocida como escala centígrada—, la escala Fahrenheit, la escala Kelvin, la escala Rankine o la escala termodinámica internacional (véase Termómetro). En la escala Celsius, el punto de congelación del agua equivale a 0 °C, y su punto de ebullición a 100 °C. Esta escala se utiliza en todo el mundo, en particular en el trabajo científico. La escala Fahrenheit se emplea en los países anglosajones para medidas no científicas y en ella el punto de congelación del agua se define como 32 °F y su punto de ebullición como 212 °F. En la escala Kelvin, la escala termodinámica de temperaturas más empleada, el cero se define como el cero absoluto de temperatura, es decir, -273,15 °C. La magnitud de su unidad, llamada kelvin y simbolizada por K, se define como igual a un grado Celsius. Otra escala que emplea el cero absoluto como punto más bajo es la escala Rankine, en la que cada grado de temperatura equivale a un grado en la escala Fahrenheit. En la escala Rankine, el punto de congelación del agua equivale a 492 °R, y su punto de ebullición a 672 °R.
En 1933, científicos de treinta y una naciones adoptaron una nueva escala internacional de temperaturas, con puntos fijos de temperatura adicionales basados en la escala Kelvin y en principios termodinámicos. La escala internacional emplea como patrón un termómetro de resistencia de platino (cable de platino) para temperaturas entre -190 °C y 660 °C. Desde los 660 °C hasta el punto de fusión del oro (1.063 °C) se emplea
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| C.M. Laboratorio | Fecha: 21-02-2001 |
un termopar patrón: los termopares son dispositivos que miden la temperatura a partir de la tensión producida entre dos alambres de metales diferentes. Más allá del punto de fusión del oro las temperaturas se miden mediante el llamado pirómetro óptico, que se basa en la intensidad de la luz de una frecuencia determinada que emite un cuerpo caliente.
En 1954, un acuerdo internacional adoptó el punto triple del agua —es decir, el punto en que las tres fases del agua (vapor, líquido y sólido) están en equilibrio— como referencia para la temperatura de 273,16 K. El punto triple puede determinarse con mayor precisión que el punto de congelación, por lo que supone un punto fijo más satisfactorio para la escala termodinámica. En criogenia, o investigación de bajas temperaturas, se han obtenido temperaturas de tan sólo 0,00001 K mediante la desmagnetización de sustancias paramagnéticas. En las explosiones nucleares se han alcanzado momentáneamente temperaturas evaluadas en más de 100 millones de kelvin.
Unidades de calor
En las ciencias físicas, la cantidad de calor se expresa en las mismas unidades que la energía y el trabajo, es decir, en julios. Otra unidad es la caloría, definida como la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 1 gramo de agua a 1 atmósfera de presión desde 15 hasta 16 °C. Esta unidad se denomina a veces caloría pequeña o caloría gramo para distinguirla de la caloría grande, o kilocaloría, que equivale a 1.000 calorías y se emplea en nutrición. La energía mecánica puede convertirse en calor a través del rozamiento, y el trabajo mecánico necesario para producir 1 caloría se conoce como equivalente mecánico del calor. A una caloría le corresponden 4,1855 julios. Según la ley de conservación de la energía, todo el trabajo mecánico realizado para producir calor por rozamiento aparece en forma de energía en los objetos sobre los que se realiza el trabajo. Joule fue el primero en demostrarlo de forma fehaciente en un experimento clásico: calentó agua en un recipiente cerrado haciendo girar unas ruedas de paletas y halló que el aumento de temperatura del agua era proporcional al trabajo realizado para mover las ruedas.
Cuando el calor se convierte en energía mecánica, como en un motor de combustión interna, la ley de conservación de la energía también es válida. Sin embargo, siempre se pierde o disipa energía en forma de calor porque ningún motor tiene una eficiencia perfecta.
Calor latente
El cambio de temperatura de una sustancia conlleva una serie de cambios físicos. Casi todas las sustancias aumentan de volumen al calentarse y se contraen al enfriarse. El comportamiento del agua entre 0 y 4 °C constituye una importante excepción a esta regla. Se denomina fase de una sustancia a su estado, que puede ser sólido, líquido o gaseoso.
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Los cambios de fase en sustancias puras tienen lugar a temperaturas y presiones definidas. El paso de sólido a gas se denomina sublimación, de sólido a líquido fusión, y de líquido a vapor vaporización. Si la presión es constante, estos procesos tienen lugar a una temperatura constante. La cantidad de calor necesaria para producir un cambio de fase se llama calor latente; existen calores latentes de sublimación, fusión y vaporización. Si se hierve agua en un recipiente abierto a la presión de 1 atmósfera, la temperatura no aumenta por encima de los 100 °C por mucho calor que se suministre. El calor que se absorbe sin cambiar la temperatura del agua es el calor latente; no se pierde, sino que se emplea en transformar el agua en vapor y se almacena como energía en el vapor. Cuando el vapor se condensa para formar agua, esta energía vuelve a liberarse. Del mismo modo, si se calienta una mezcla de hielo y agua, su temperatura no cambia hasta que se funde todo el hielo. El calor latente absorbido se emplea para vencer las fuerzas que mantienen unidas las partículas de hielo, y se almacena como energía en el agua. Para fundir 1 kg de hielo se necesitan 19.000 julios, y para convertir 1 kg de agua en vapor a 100 °C, hacen falta 129.000 julios.
Calor específico
La cantidad de calor necesaria para aumentar en un grado la temperatura de una unidad de masa de una sustancia se conoce como calor específico. Si el calentamiento se produce manteniendo constante el volumen de la sustancia o su presión, se habla de calor específico a volumen constante o a presión constante. En todas las sustancias, el primero siempre es menor o igual que el segundo. El calor específico del agua a 15 °C es de 4.185,5 julios por kilogramo y grado Celsius. En el caso del agua y de otras sustancias prácticamente incompresibles, no es necesario distinguir entre los calores específicos a volumen constante y presión constante ya que son aproximadamente iguales. Generalmente, los dos calores específicos de una sustancia dependen de la temperatura.
Transferencia de calor
Los procesos físicos por los que se produce la transferencia de calor son la conducción y la radiación. Un tercer proceso, que también implica el movimiento de materia, se denomina convección. La conducción requiere contacto físico entre los cuerpos —o las partes de un cuerpo— que intercambian calor, pero en la radiación no hace falta que los cuerpos estén en contacto ni que haya materia entre ellos. La convección se produce a través del movimiento de un líquido o un gas en contacto con un cuerpo de temperatura diferente.
Principios para la medida del calor
Se llama principio de igualdad de los intercambios de calor cuando 2 cuerpos a distinta temperatura se ponen en contacto y el sistema formado por ellos está aislado del
exterior. El calor cedido por el cuerpo que está a mayor temperatura es igual al ganado por el cuerpo a menor temperatura. El sistema debe de estar en equilibrio.
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El principio de las transformaciones inversas dice que la cantidad de calor que hay que suministrar a un cuerpo para que aumente su temperatura un determinado nº de grados es igual a la cantidad de calor que pierde ese cuerpo cuando baja su temperatura ese mismo nº de grados.
Calorímetro
El calorímetro es el instrumento que mide dicha energía. El tipo de calorímetro de uso más extendido consiste en un envase cerrado y perfectamente aislado con agua, un dispositivo para agitar y un termómetro. Se coloca una fuente de calor en el calorímetro, se agita el agua hasta lograr el equilibrio, y el aumento de temperatura se comprueba con el termómetro. Si se conoce la capacidad calorífica del calorímetro (que también puede medirse utilizando una fuente corriente de calor), la cantidad de energía liberada puede calcularse fácilmente. Cuando la fuente de calor es un objeto caliente de temperatura conocida, el calor específico y el calor latente pueden ir midiéndose según se va enfriando el objeto. El calor latente, que no está relacionado con un cambio de temperatura, es la energía térmica desprendida o absorbida por una sustancia al cambiar de un estado a otro, como en el caso de líquido a sólido o viceversa. Cuando la fuente de calor es una reacción química, como sucede al quemar un combustible, las sustancias reactivas se colocan en un envase de acero pesado llamado bomba. Esta bomba se introduce en el calorímetro y la reacción se provoca por ignición, con ayuda de una chispa eléctrica.
5.- MATERIAL Y PRODUCTOS:
| MATERIAL | Nº | PRODUCTOS |
| Calorímetro de agua Termómetro de 0-50ºC Termómetro de 0-100ºC Probeta Vaso de precipitados Placa calefactora | 1 1 1 1 1 1 | Agua |
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 008 DETERMINACIÓN DEL EQUIVALENTE EN AGUA DEL CALORÍMETRO | Hoja 6 de 8 Ed. 0 |
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6.- PROCEDIMIENTO:
6.1.- Método operatorio:
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6.2.- Diagrama de flujo:
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7.- CÁLCULOS E INCERTIDUMBRES:
Qganado = Qcedido
(calorímetro) = m x c x AT = m x c x AT (agua)
A x AT = m x c x AT
A = (m x c x AT)(agua) / AT(calorímetro)
Por ejemplo:
T1 = 17ºC
T2 = 50ºC
Tf = 46ºC
AT (agua) = 50-46 = 4
AT (calorímetro) = 46-17 = 29
A = (300 x 1 x 4) / 29 = 41'37g
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 009 DETERMINACIÓN DEL CALOR ESPECÍFICO DE UN SÓLIDO | Hoja 1 de 8 Ed. 0 |
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1.- OBJETO:
El objeto del presente documento es la determinación del calor específico de un sólido.
2.- ALCANCE:
Este procedimiento es aplicable para la determinación del calor específico de sólidos y líquidos.
3.- REFERENCIAS:
4.- GENERAL:
Calor, en física, es transferencia de energía de una parte a otra de un cuerpo, o entre diferentes cuerpos, en virtud de una diferencia de temperatura. El calor es energía en tránsito; siempre fluye de una zona de mayor temperatura a una zona de menor temperatura, con lo que eleva la temperatura de la segunda y reduce la de la primera, siempre que el volumen de los cuerpos se mantenga constante. La energía no fluye desde un objeto de temperatura baja a un objeto de temperatura alta si no se realiza trabajo.
Hasta principios del siglo XIX, el efecto del calor sobre la temperatura de un cuerpo se explicaba postulando la existencia de una sustancia o forma de materia invisible, denominada calórico. Según la teoría del calórico, un cuerpo de temperatura alta contiene más calórico que otro de temperatura baja; el primero cede parte del calórico al segundo al ponerse en contacto ambos cuerpos, con lo que aumenta la temperatura de dicho cuerpo y disminuye la suya propia. Aunque la teoría del calórico explicaba algunos fenómenos de la transferencia de calor, las pruebas experimentales presentadas por el físico británico Benjamin Thompson en 1798 y por el químico británico Humphry Davy en 1799 sugerían que el calor, igual que el trabajo, corresponde a energía en tránsito (proceso de intercambio de energía). Entre 1840 y 1849, el físico británico James Prescott Joule, en una serie de experimentos muy precisos, demostró de forma concluyente que el calor es una transferencia de energía y que puede causar los mismos cambios en un cuerpo que el trabajo.
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Temperatura
La sensación de calor o frío al tocar una sustancia depende de su temperatura, de la capacidad de la sustancia para conducir el calor y de otros factores. Aunque, si se procede con cuidado, es posible comparar las temperaturas relativas de dos sustancias mediante el tacto, es imposible evaluar la magnitud absoluta de las temperaturas a partir de reacciones subjetivas. Cuando se aporta calor a una sustancia, no sólo se eleva su temperatura, con lo que proporciona una mayor sensación de calor, sino que se producen alteraciones en varias propiedades físicas que pueden medirse con precisión. Al variar la temperatura, las sustancias se dilatan o se contraen, su resistencia eléctrica cambia, y —en el caso de un gas— su presión varía. La variación de alguna de estas propiedades suele servir como base para una escala numérica precisa de temperaturas.
La temperatura depende de la energía cinética media (o promedio) de las moléculas de una sustancia; según la teoría cinética, la energía puede corresponder a movimientos rotacionales, vibracionales y traslacionales de las partículas de una sustancia. La temperatura, sin embargo, sólo depende del movimiento de traslación de las moléculas. En teoría, las moléculas de una sustancia no presentarían actividad traslacional alguna a la temperatura denominada cero absoluto.
Escalas de temperatura
En la actualidad se emplean diferentes escalas de temperatura; entre ellas están la escala Celsius —también conocida como escala centígrada—, la escala Fahrenheit, la escala Kelvin, la escala Rankine o la escala termodinámica internacional (véase Termómetro). En la escala Celsius, el punto de congelación del agua equivale a 0 °C, y su punto de ebullición a 100 °C. Esta escala se utiliza en todo el mundo, en particular en el trabajo científico. La escala Fahrenheit se emplea en los países anglosajones para medidas no científicas y en ella el punto de congelación del agua se define como 32 °F y su punto de ebullición como 212 °F. En la escala Kelvin, la escala termodinámica de temperaturas más empleada, el cero se define como el cero absoluto de temperatura, es decir, -273,15 °C. La magnitud de su unidad, llamada kelvin y simbolizada por K, se define como igual a un grado Celsius. Otra escala que emplea el cero absoluto como punto más bajo es la escala Rankine, en la que cada grado de temperatura equivale a un grado en la escala Fahrenheit. En la escala Rankine, el punto de congelación del agua equivale a 492 °R, y su punto de ebullición a 672 °R.
En 1933, científicos de treinta y una naciones adoptaron una nueva escala internacional de temperaturas, con puntos fijos de temperatura adicionales basados en la escala Kelvin y en principios termodinámicos. La escala internacional emplea como patrón un termómetro de resistencia de platino (cable de platino) para temperaturas entre -190 °C y 660 °C. Desde los 660 °C hasta el punto de fusión del oro (1.063 °C) se emplea
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un termopar patrón: los termopares son dispositivos que miden la temperatura a partir de la tensión producida entre dos alambres de metales diferentes. Más allá del punto de fusión del oro las temperaturas se miden mediante el llamado pirómetro óptico, que se basa en la intensidad de la luz de una frecuencia determinada que emite un cuerpo caliente.
En 1954, un acuerdo internacional adoptó el punto triple del agua —es decir, el punto en que las tres fases del agua (vapor, líquido y sólido) están en equilibrio— como referencia para la temperatura de 273,16 K. El punto triple puede determinarse con mayor precisión que el punto de congelación, por lo que supone un punto fijo más satisfactorio para la escala termodinámica. En criogenia, o investigación de bajas temperaturas, se han obtenido temperaturas de tan sólo 0,00001 K mediante la desmagnetización de sustancias paramagnéticas. En las explosiones nucleares se han alcanzado momentáneamente temperaturas evaluadas en más de 100 millones de kelvin.
Unidades de calor
En las ciencias físicas, la cantidad de calor se expresa en las mismas unidades que la energía y el trabajo, es decir, en julios. Otra unidad es la caloría, definida como la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 1 gramo de agua a 1 atmósfera de presión desde 15 hasta 16 °C. Esta unidad se denomina a veces caloría pequeña o caloría gramo para distinguirla de la caloría grande, o kilocaloría, que equivale a 1.000 calorías y se emplea en nutrición. La energía mecánica puede convertirse en calor a través del rozamiento, y el trabajo mecánico necesario para producir 1 caloría se conoce como equivalente mecánico del calor. A una caloría le corresponden 4,1855 julios. Según la ley de conservación de la energía, todo el trabajo mecánico realizado para producir calor por rozamiento aparece en forma de energía en los objetos sobre los que se realiza el trabajo. Joule fue el primero en demostrarlo de forma fehaciente en un experimento clásico: calentó agua en un recipiente cerrado haciendo girar unas ruedas de paletas y halló que el aumento de temperatura del agua era proporcional al trabajo realizado para mover las ruedas.
Cuando el calor se convierte en energía mecánica, como en un motor de combustión interna, la ley de conservación de la energía también es válida. Sin embargo, siempre se pierde o disipa energía en forma de calor porque ningún motor tiene una eficiencia perfecta.
Calor latente
El cambio de temperatura de una sustancia conlleva una serie de cambios físicos. Casi todas las sustancias aumentan de volumen al calentarse y se contraen al enfriarse. El comportamiento del agua entre 0 y 4 °C constituye una importante excepción a esta regla. Se denomina fase de una sustancia a su estado, que puede ser sólido, líquido o gaseoso.
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| C.M. Laboratorio | Fecha: 21-02-2001 |
Los cambios de fase en sustancias puras tienen lugar a temperaturas y presiones definidas. El paso de sólido a gas se denomina sublimación, de sólido a líquido fusión, y de líquido a vapor vaporización. Si la presión es constante, estos procesos tienen lugar a una temperatura constante. La cantidad de calor necesaria para producir un cambio de fase se llama calor latente; existen calores latentes de sublimación, fusión y vaporización. Si se hierve agua en un recipiente abierto a la presión de 1 atmósfera, la temperatura no aumenta por encima de los 100 °C por mucho calor que se suministre. El calor que se absorbe sin cambiar la temperatura del agua es el calor latente; no se pierde, sino que se emplea en transformar el agua en vapor y se almacena como energía en el vapor. Cuando el vapor se condensa para formar agua, esta energía vuelve a liberarse. Del mismo modo, si se calienta una mezcla de hielo y agua, su temperatura no cambia hasta que se funde todo el hielo. El calor latente absorbido se emplea para vencer las fuerzas que mantienen unidas las partículas de hielo, y se almacena como energía en el agua. Para fundir 1 kg de hielo se necesitan 19.000 julios, y para convertir 1 kg de agua en vapor a 100 °C, hacen falta 129.000 julios.
Calor específico
La cantidad de calor necesaria para aumentar en un grado la temperatura de una unidad de masa de una sustancia se conoce como calor específico. Si el calentamiento se produce manteniendo constante el volumen de la sustancia o su presión, se habla de calor específico a volumen constante o a presión constante. En todas las sustancias, el primero siempre es menor o igual que el segundo. El calor específico del agua a 15 °C es de 4.185,5 julios por kilogramo y grado Celsius. En el caso del agua y de otras sustancias prácticamente incompresibles, no es necesario distinguir entre los calores específicos a volumen constante y presión constante ya que son aproximadamente iguales. Generalmente, los dos calores específicos de una sustancia dependen de la temperatura.
Transferencia de calor
Los procesos físicos por los que se produce la transferencia de calor son la conducción y la radiación. Un tercer proceso, que también implica el movimiento de materia, se denomina convección. La conducción requiere contacto físico entre los cuerpos —o las partes de un cuerpo— que intercambian calor, pero en la radiación no hace falta que los cuerpos estén en contacto ni que haya materia entre ellos. La convección se produce a través del movimiento de un líquido o un gas en contacto con un cuerpo de temperatura diferente.
Principios para la medida del calor
Se llama principio de igualdad de los intercambios de calor cuando 2 cuerpos a distinta temperatura se ponen en contacto y el sistema formado por ellos está aislado del
exterior. El calor cedido por el cuerpo que está a mayor temperatura es igual al ganado por el cuerpo a menor temperatura. El sistema debe de estar en equilibrio.
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 009 DETERMINACIÓN DEL CALOR ESPECÍFICO DE UN SÓLIDO | Hoja 5 de 8 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 21-02-2001 |
El principio de las transformaciones inversas dice que la cantidad de calor que hay que suministrar a un cuerpo para que aumente su temperatura un determinado nº de grados es igual a la cantidad de calor que pierde ese cuerpo cuando baja su temperatura ese mismo nº de grados.
Calorímetro
El calorímetro es el instrumento que mide dicha energía. El tipo de calorímetro de uso más extendido consiste en un envase cerrado y perfectamente aislado con agua, un dispositivo para agitar y un termómetro. Se coloca una fuente de calor en el calorímetro, se agita el agua hasta lograr el equilibrio, y el aumento de temperatura se comprueba con el termómetro. Si se conoce la capacidad calorífica del calorímetro (que también puede medirse utilizando una fuente corriente de calor), la cantidad de energía liberada puede calcularse fácilmente. Cuando la fuente de calor es un objeto caliente de temperatura conocida, el calor específico y el calor latente pueden ir midiéndose según se va enfriando el objeto. El calor latente, que no está relacionado con un cambio de temperatura, es la energía térmica desprendida o absorbida por una sustancia al cambiar de un estado a otro, como en el caso de líquido a sólido o viceversa. Cuando la fuente de calor es una reacción química, como sucede al quemar un combustible, las sustancias reactivas se colocan en un envase de acero pesado llamado bomba. Esta bomba se introduce en el calorímetro y la reacción se provoca por ignición, con ayuda de una chispa eléctrica.
5.-MATERIAL Y PRODUCTOS:
| MATERIAL | Nº | PRODUCTOS |
| Calorímetro completo Placa calefactora Vaso de precipitados Probeta Termómetro de 100ºC Balanza granataria Cuerda fina | 1 1 1 1 1 1 1 | Agua destilada Sólido problema |
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 009 DETERMINACIÓN DEL CALOR ESPECÍFICO DE UN SÓLIDO | Hoja 6 de 8 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 21-02-2001 |
6.-PROCEDIMIENTO:
6.1.- Método operatorio:
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 009 DETERMINACIÓN DEL CALOR ESPECÍFICO DE UN SÓLIDO | Hoja 7 de 8 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 21-02-2001 |
6.2.- Diagrama de flujo:
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 009 DETERMINACIÓN DEL CALOR ESPECÍFICO DE UN SÓLIDO | Hoja 8 de 8 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 21-02-2001 |
7.- CÁLCULOS E INCERTIDUMBRES:
Qganado = Qcedido
(calorímetro) m x c x AT = m1 x c1 x AT1(sólido)
c1 = (m x c x AT) (calorímetro) / m1 x AT1(sólido)
Por ejemplo:
T1 = 95ºC
T2 = 15'5ºC
Tf = 18ºC
m1 (sólido) = 84'05g
m (calorímetro) = 300 + 31'70 = 331'70g
c = 1
c1 = (331'70 x 1 x (18 - 15'5)) / (84'05 x (95 - 18)) = 0'13
8.- ANEXOS:
El procedimiento para líquidos se haría cambiando al sólido por un líquido mezclándolo con el agua del calorímetro.
Procedimiento:
Cálculos.
Por ejemplo:
T1 = 50ºC
T2 = 17ºC
Tf = 33'5ºC
m1 = 250'64g (tiosulfato sódico)
m = 200 + 31'70 = 231'70g
c = 1
c1 = (231'70 x 1 x (33'5 - 17)) / (250'64 x (50 - 33'5)) = 0'924
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 010 DETERMINACIÓN DEL PUNTO DE FUSIÓN CON EL TUBO THIELE | Hoja 1 de 4 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 14-03-2001 |
1.- OBJETO:
El objeto del presente documento es la determinación del punto de fusión de un sólido con el tubo Thiele.
2.- ALCANCE:
Este procedimiento será aplicable a cualquier sólido para determinar su punto de fusión, si es un sólido desconocido y también como criterio de pureza de un sólido conocido.
3.- REFERENCIAS:
4.- GENERAL:
Punto de solidificación o Punto de congelación es la temperatura a la que un líquido sometido a una presión determinada se transforma en sólido.
El punto de solidificación de un líquido puro (no mezclado) es en esencia el mismo que el punto de fusión de la misma sustancia en su estado sólido, y se puede definir como la temperatura a la que el estado sólido y el estado líquido de una sustancia se encuentran en equilibrio.
Si aplicamos calor a una mezcla de sustancia sólida y líquida en su punto de solidificación, la temperatura de la sustancia permanecerá constante hasta su licuación total, ya que el calor se absorbe, no para calentar la sustancia, sino para aportar el calor latente de la fusión. Del mismo modo, si se sustrae el calor de una mezcla de sustancia sólida y líquida en su punto de solidificación, la sustancia permanecerá a la misma temperatura hasta solidificarse completamente, pues el calor es liberado por la sustancia en su proceso de transformación de líquido a sólido. Así, el punto de solidificación o el punto de fusión de una sustancia pura puede definirse como la temperatura a la que la solidificación o fusión continúan una vez comenzado el proceso.
Todos los sólidos se funden al calentarse y alcanzar sus respectivos puntos de fusión, pero la mayoría de los líquidos pueden permanecer en este estado aunque se enfríen por debajo de su punto de solidificación. Un líquido puede permanecer en este estado de sobreenfriamiento durante cierto tiempo. Este fenómeno se explica por la teoría molecular, que define a las moléculas de los sólidos como moléculas ordenadas, y a las
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 010 DETERMINACIÓN DEL PUNTO DE FUSIÓN CON EL TUBO THIELE | Hoja 2 de 4 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 14-03-2001 |
de los líquidos, desordenadas. Para que un líquido se solidifique, necesita tener un núcleo (un punto de orden molecular) alrededor del cual puedan cristalizar las moléculas
desordenadas. La formación de un núcleo depende del azar, pero una vez formado, el líquido sobreenfriado se solidificará rápidamente. El punto de solidificación de una disolución es más bajo que el punto de solidificación del disolvente puro antes de la introducción del soluto (sustancia disuelta).
El punto de fusión es una propiedad física característica de cada sólido puro. Se ve poco alterado por diferencias de presión, sin embargo si se altera por las impurezas.
5.- MATERIAL Y PRODUCTOS:
| MATERIAL | Nº | PRODUCTOS |
| Capilar Varilla hueca Termómetro de 0 - 200ºC Arandela fina de goma de refrigerante Tubo Thiele Mechero Bunsen | 1 1 1 1 1 | Sólido desconocido Glicerina |
6.- PROCEDIMIENTO:
6.1.- Método operatorio:
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 010 DETERMINACIÓN DEL PUNTO DE FUSIÓN CON EL TUBO THIELE | Hoja 3 de 4 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 14-03-2001 |
6.2.- Diagrama de flujo:
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 010 DETERMINACIÓN DEL PUNTO DE FUSIÓN CON EL TUBO THIELE | Hoja 4 de 4 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 14-03-2001 |
7.- CÁLCULOS E INCERTIDUMBRES:
Se tomarían los datos de la temperatura 1º cuando empieza a fundirse (T1) y 2º cuando se acabe de fundir (T2).
Por ejemplo para el azufre:
T1 = 94ºC
T2 = 115ºC
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 011 DETERMINACIÓN DEL PUNTO DE FUSIÓN CON UN BÜCHI | Hoja 1 de 3 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 21-03-2001 |
1.- OBJETO:
El objeto del presente documento es la determinación del punto de fusión de un sólido con el Büchi.
2.- ALCANCE:
Este procedimiento será aplicable a cualquier sólido para determinar su punto de fusión, si es un sólido desconocido y también como criterio de pureza de un sólido conocido.
3.- REFERENCIAS:
4.- GENERAL:
Punto de solidificación o Punto de congelación es la temperatura a la que un líquido sometido a una presión determinada se transforma en sólido.
El punto de solidificación de un líquido puro (no mezclado) es en esencia el mismo que el punto de fusión de la misma sustancia en su estado sólido, y se puede definir como la temperatura a la que el estado sólido y el estado líquido de una sustancia se encuentran en equilibrio.
Si aplicamos calor a una mezcla de sustancia sólida y líquida en su punto de solidificación, la temperatura de la sustancia permanecerá constante hasta su licuación total, ya que el calor se absorbe, no para calentar la sustancia, sino para aportar el calor latente de la fusión. Del mismo modo, si se sustrae el calor de una mezcla de sustancia sólida y líquida en su punto de solidificación, la sustancia permanecerá a la misma temperatura hasta solidificarse completamente, pues el calor es liberado por la sustancia en su proceso de transformación de líquido a sólido. Así, el punto de solidificación o el punto de fusión de una sustancia pura puede definirse como la temperatura a la que la solidificación o fusión continúan una vez comenzado el proceso.
Todos los sólidos se funden al calentarse y alcanzar sus respectivos puntos de fusión, pero la mayoría de los líquidos pueden permanecer en este estado aunque se enfríen por debajo de su punto de solidificación. Un líquido puede permanecer en este estado de sobreenfriamiento durante cierto tiempo. Este fenómeno se explica por la teoría molecular, que define a las moléculas de los sólidos como moléculas ordenadas, y a las
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 011 DETERMINACIÓN DEL PUNTO DE FUSIÓN CON UN BÜCHI | Hoja 2 de 3 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 21-03-2001 |
de los líquidos, desordenadas. Para que un líquido se solidifique, necesita tener un núcleo (un punto de orden molecular) alrededor del cual puedan cristalizar las moléculas
desordenadas. La formación de un núcleo depende del azar, pero una vez formado, el líquido sobreenfriado se solidificará rápidamente. El punto de solidificación de una disolución es más bajo que el punto de solidificación del disolvente puro antes de la introducción del soluto (sustancia disuelta).
El punto de fusión es una propiedad física característica de cada sólido puro. Se ve poco alterado por diferencias de presión, sin embargo si se altera por las impurezas.
5.- MATERIAL Y PRODUCTOS:
| MATERIAL | Nº | PRODUCTOS |
| Aparato Büchi Capilares | 1 3 | Azufre Urea Ácido salicílico |
6.- PROCEDIMIENTO:
6.1.- Método operatorio:
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 011 DETERMINACIÓN DEL PUNTO DE FUSIÓN CON UN BÜCHI | Hoja 3 de 3 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 21-03-2001 |
7.- CÁLCULOS E INCERTIDUMBRES:
Para las muestras problema obtuvimos:
Ácido salicílico: 159'7
Azufre: 120'4
Urea: 132'8
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 012 DETERMINACIÓN DEL PUNTO DE EBULLICIÓN DE UN LÍQUIDO POR DESTILACIÓN SIMPLE | Hoja 1 de 6 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 28-03-2001 |
1.- OBJETO:
El objeto del presente documento es la determinación del punto de ebullición por destilación simple.
2.- ALCANCE:
Este procedimiento se podrá aplicar a todos los líquidos que no se descompongan antes de llegar a su temperatura de ebullición.
3.- REFERENCIAS:
4.- GENERAL:
Calor
Calor es en física la transferencia de energía de una parte a otra de un cuerpo, o entre diferentes cuerpos, en virtud de una diferencia de temperatura. El calor es energía en tránsito; siempre fluye de una zona de mayor temperatura a una zona de menor temperatura, con lo que eleva la temperatura de la segunda y reduce la de la primera, siempre que el volumen de los cuerpos se mantenga constante. La energía no fluye desde un objeto de temperatura baja a un objeto de temperatura alta si no se realiza trabajo.
Hasta principios del siglo XIX, el efecto del calor sobre la temperatura de un cuerpo se explicaba postulando la existencia de una sustancia o forma de materia invisible, denominada calórico. Según la teoría del calórico, un cuerpo de temperatura alta contiene más calórico que otro de temperatura baja; el primero cede parte del calórico al segundo al ponerse en contacto ambos cuerpos, con lo que aumenta la temperatura de dicho cuerpo y disminuye la suya propia. Aunque la teoría del calórico explicaba algunos fenómenos de la transferencia de calor, las pruebas experimentales presentadas por el físico británico Benjamin Thompson en 1798 y por el químico británico Humphry Davy en 1799 sugerían que el calor, igual que el trabajo, corresponde a energía en tránsito (proceso de intercambio de energía). Entre 1840 y 1849, el físico británico James Prescott Joule, en una serie de experimentos muy precisos, demostró de forma concluyente que el calor es una transferencia de energía y que puede causar los mismos cambios en un cuerpo que el trabajo.
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 012 DETERMINACIÓN DEL PUNTO DE EBULLICIÓN DE UN LÍQUIDO POR DESTILACIÓN SIMPLE | Hoja 2 de 6 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 28-03-2001 |
Destilación
Destilación es el proceso que consiste en calentar un líquido hasta que sus componentes más volátiles pasan a la fase de vapor y, a continuación, enfriar el vapor para recuperar dichos componentes en forma líquida por medio de la condensación. El objetivo principal de la destilación es separar una mezcla de varios componentes aprovechando sus distintas volatilidades, o bien separar los materiales volátiles de los no volátiles. En la evaporación y en el secado, normalmente el objetivo es obtener el componente menos volátil; el componente más volátil, casi siempre agua, se desecha. Sin embargo, la finalidad principal de la destilación es obtener el componente más volátil en forma pura. Por ejemplo, la eliminación del agua de la glicerina evaporando el agua, se llama evaporación, pero la eliminación del agua del alcohol evaporando el alcohol se llama destilación, aunque se usan mecanismos similares en ambos casos.
Si la diferencia en volatilidad (y por tanto en punto de ebullición) entre los dos componentes es grande, puede realizarse fácilmente la separación completa en una destilación individual. El agua del mar, por ejemplo, que contiene un 4% de sólidos disueltos (principalmente sal común), puede purificarse fácilmente evaporando el agua, y condensando después el vapor para recoger el producto: agua destilada. Para la mayoría de los propósitos, este producto es equivalente al agua pura, aunque en realidad contiene algunas impurezas en forma de gases disueltos, siendo la más importante el dióxido de carbono.
Si los puntos de ebullición de los componentes de una mezcla sólo difieren ligeramente, no se puede conseguir la separación total en una destilación individual. Un ejemplo importante es la separación de agua, que hierve a 100 °C, y alcohol, que hierve a 78,5 °C. Si se hierve una mezcla de estos dos líquidos, el vapor que sale es más rico en alcohol y más pobre en agua que el líquido del que procede, pero no es alcohol puro. Con el fin de concentrar una disolución que contenga un 10% de alcohol (como la que puede obtenerse por fermentación) para obtener una disolución que contenga un 50% de alcohol (frecuente en el whisky), el destilado ha de destilarse una o dos veces más, y si se desea alcohol industrial (95%) son necesarias varias destilaciones.
Teoría de la destilación
En la mezcla simple de dos líquidos solubles entre sí, la volatilidad de cada uno es perturbada por la presencia del otro. En este caso, el punto de ebullición de una mezcla al 50%, por ejemplo, estaría a mitad de camino entre los puntos de ebullición de las sustancias puras, y el grado de separación producido por una destilación individual dependería solamente de la presión de vapor, o volatilidad de los componentes separados a esa temperatura. Esta sencilla relación fue anunciada por vez primera por el químico francés François Marie Raoult (1830-1901) y se llama ley de Raoult. Esta ley sólo se
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 012 DETERMINACIÓN DEL PUNTO DE EBULLICIÓN DE UN LÍQUIDO POR DESTILACIÓN SIMPLE | Hoja 3 de 6 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 28-03-2001 |
aplica a mezclas de líquidos muy similares en su estructura química, como el benceno y el tolueno. En la mayoría de los casos se producen amplias desviaciones de esta ley. Si un componente sólo es ligeramente soluble en el otro, su volatilidad aumenta anormalmente. En el ejemplo anterior, la volatilidad del alcohol en disolución acuosa diluida es varias veces mayor que la predicha por la ley de Raoult. En disoluciones de alcohol muy concentradas, la desviación es aún mayor: la destilación de alcohol de 99% produce un vapor de menos de 99% de alcohol. Por esta razón el alcohol no puede ser concentrado por destilación más de un 97%, aunque se realice un número infinito de destilaciones.
Aparato de destilación
Técnicamente el término alambique se aplica al recipiente en el que se hierven los líquidos durante la destilación, pero a veces se aplica al aparato entero, incluyendo la columna fraccionadora, el condensador y el receptor en el que se recoge el destilado. Este término se extiende también a los aparatos de destilación destructiva o craqueo. Los alambiques para trabajar en el laboratorio están hechos normalmente de vidrio, pero los industriales suelen ser de hierro o acero. En los casos en los que el hierro podría contaminar el producto se usa a menudo el cobre, y los alambiques pequeños para la destilación de whisky están hechos frecuentemente de vidrio y cobre. A veces también se usa el término retorta para designar a los alambiques.
Punto de ebullición
Punto de ebullición es la temperatura a la que la presión de vapor de un líquido se iguala a la presión atmosférica existente sobre dicho líquido. A temperaturas inferiores al punto de ebullición (p.e.), la evaporación tiene lugar únicamente en la superficie del líquido. Durante la ebullición se forma vapor en el interior del líquido, que sale a la superficie en forma de burbujas, con el característico hervor tumultuoso de la ebullición. Cuando el líquido es una sustancia simple o una mezcla azeotrópica, continúa hirviendo mientras se le aporte calor, sin aumentar la temperatura; esto quiere decir que la ebullición se produce a una temperatura y presión constantes con independencia de la cantidad de calor aplicada al líquido.
Cuando se aumenta la presión sobre un líquido, el p.e. aumenta. El agua, sometida a una presión de 1 atmósfera (101.325 pascales), hierve a 100 °C, pero a una presión de 217 atmósferas el p.e. alcanza su valor máximo, 374 °C. Por encima de esta temperatura, (la temperatura crítica del agua) el agua en estado líquido es idéntica al vapor saturado.
Al reducir la presión sobre un líquido, baja el valor del p.e. A mayores alturas, donde la presión es menor, el agua hierve por debajo de 100 °C. Si la presión sobre una muestra de agua desciende a 6 pascales, la ebullición tendrá lugar a 0 °C.
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 012 DETERMINACIÓN DEL PUNTO DE EBULLICIÓN DE UN LÍQUIDO POR DESTILACIÓN SIMPLE | Hoja 4 de 6 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 28-03-2001 |
Los puntos de ebullición se dan dentro de un amplio margen de temperaturas. El p.e. más bajo es el del helio, -268,9 °C; el más alto es probablemente el del volframio, unos 5.900 °C. Los puntos de ebullición correspondientes a los distintos elementos y compuestos que se citan en sus respectivos artículos, se refieren a la presión atmosférica normal, a no ser que se especifique otra distinta.
5.- MATERIAL Y PRODUCTOS:
| MATERIAL | Nº | PRODUCTOS |
| Equipo completo de destilación simple: Termómetro adecuado a la Tª que vamos a alcanzar Manta calefactora o cualquier sistema de calentamiento adecuado Perlas de vidrio | 1 1 1 1 | Líquidos problema |
6.- PROCEDIMIENTO:
6.1.- Método operatorio:
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 012 DETERMINACIÓN DEL PUNTO DE EBULLICIÓN DE UN LÍQUIDO POR DESTILACIÓN SIMPLE | Hoja 5 de 6 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 28-03-2001 |
6.2.- Diagrama de flujo:
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 012 DETERMINACIÓN DEL PUNTO DE EBULLICIÓN DE UN LÍQUIDO POR DESTILACIÓN SIMPLE | Hoja 6 de 6 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 28-03-2001 |
7.- ANEXO:
La destilación no puede ir rápida y tiene que ser a 1 gota por segundo, también se tiene que poder mover el matraz y todo tiene que estar seco.
En la práctica se observa que al llegar al punto de ebullición la temperatura se mantiene y que cuando acaba de destilar el primer componente aumenta rápidamente la temperatura hasta alcanzar el punto de ebullición del segundo componente.
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 013 DETERMINACIÓN DEL PUNTO DE EBULLICIÓN CON UN APARATO BÜCHI | Hoja 1 de 3 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 06-03-2001 |
1.- OBJETO:
El objeto del presente documento es la determinación del punto de ebullición de un líquido con el Büchi.
2.- ALCANCE:
Este procedimiento será aplicable a cualquier líquido para determinar su punto de ebullición.
3.- REFERENCIAS:
4.- GENERAL:
Calor
Calor es en física la transferencia de energía de una parte a otra de un cuerpo, o entre diferentes cuerpos, en virtud de una diferencia de temperatura. El calor es energía en tránsito; siempre fluye de una zona de mayor temperatura a una zona de menor temperatura, con lo que eleva la temperatura de la segunda y reduce la de la primera, siempre que el volumen de los cuerpos se mantenga constante. La energía no fluye desde un objeto de temperatura baja a un objeto de temperatura alta si no se realiza trabajo.
Hasta principios del siglo XIX, el efecto del calor sobre la temperatura de un cuerpo se explicaba postulando la existencia de una sustancia o forma de materia invisible, denominada calórico. Según la teoría del calórico, un cuerpo de temperatura alta contiene más calórico que otro de temperatura baja; el primero cede parte del calórico al segundo al ponerse en contacto ambos cuerpos, con lo que aumenta la temperatura de dicho cuerpo y disminuye la suya propia. Aunque la teoría del calórico explicaba algunos fenómenos de la transferencia de calor, las pruebas experimentales presentadas por el físico británico Benjamin Thompson en 1798 y por el químico británico Humphry Davy en 1799 sugerían que el calor, igual que el trabajo, corresponde a energía en tránsito (proceso de intercambio de energía). Entre 1840 y 1849, el físico británico James Prescott Joule, en una serie de experimentos muy precisos, demostró de forma concluyente que el calor es una transferencia de energía y que puede causar los mismos cambios en un cuerpo que el trabajo.
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 013 DETERMINACIÓN DEL PUNTO DE EBULLICIÓN CON UN APARATO BÜCHI | Hoja 2 de 3 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 06-03-2001 |
Punto de ebullición
Punto de ebullición es la temperatura a la que la presión de vapor de un líquido se iguala a la presión atmosférica existente sobre dicho líquido. A temperaturas inferiores al punto de ebullición (p.e.), la evaporación tiene lugar únicamente en la superficie del líquido. Durante la ebullición se forma vapor en el interior del líquido, que sale a la superficie en forma de burbujas, con el característico hervor tumultuoso de la ebullición. Cuando el líquido es una sustancia simple o una mezcla azeotrópica, continúa hirviendo mientras se le aporte calor, sin aumentar la temperatura; esto quiere decir que la ebullición se produce a una temperatura y presión constantes con independencia de la cantidad de calor aplicada al líquido.
Cuando se aumenta la presión sobre un líquido, el p.e. aumenta. El agua, sometida a una presión de 1 atmósfera (101.325 pascales), hierve a 100 °C, pero a una presión de 217 atmósferas el p.e. alcanza su valor máximo, 374 °C. Por encima de esta temperatura, (la temperatura crítica del agua) el agua en estado líquido es idéntica al vapor saturado.
Al reducir la presión sobre un líquido, baja el valor del p.e. A mayores alturas, donde la presión es menor, el agua hierve por debajo de 100 °C. Si la presión sobre una muestra de agua desciende a 6 pascales, la ebullición tendrá lugar a 0 °C.
Los puntos de ebullición se dan dentro de un amplio margen de temperaturas. El p.e. más bajo es el del helio, -268,9 °C; el más alto es probablemente el del volframio, unos 5.900 °C. Los puntos de ebullición correspondientes a los distintos elementos y compuestos que se citan en sus respectivos artículos, se refieren a la presión atmosférica normal, a no ser que se especifique otra distinta.
5.- MATERIAL Y PRODUCTOS:
| MATERIAL | Nº | PRODUCTOS |
| Aparato Büchi completo | 1 | Líquido problema |
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 013 DETERMINACIÓN DEL PUNTO DE EBULLICIÓN CON UN APARATO BÜCHI | Hoja 3 de 3 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 06-03-2001 |
6.- PROCEDIMIENTO:
6.1.- Método operatorio:
6.2.- Diagrama de flujo:
7.- CÁLCULOS E INCERTIDUMBRES:
SETPOINT = 70ºC
GRADIENT = 2ºC / MIN
MAXPOINT = 85ºC
Pto. de ebullición = 79+/- 0'1 de la sustancia problema.
| IES Manuel Antonio | PNN / EFFQ / 001 PRÁCTICA DE CORROSIÓN | Hoja 1 de 3 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 06-03-2001 |
1.- OBJETIVO:
El objetivo de esta práctica es mostrar que el fenómeno de corrosión es un proceso electroquímico, es decir, la oxidación del metal y la reducción del agente corrosivo se producen en distintas zonas sobre la superficie del metal.
El ensayo se hace para los casos de corrosión galvánica por tensión y por fatiga.
2.- GENERAL:
Corrosión es el desgaste total o parcial que disuelve o ablanda cualquier sustancia por reacción química o electroquímica con el medio ambiente. El término corrosión se aplica a la acción gradual de agentes naturales, como el aire o el agua salada sobre los metales.
El ejemplo más familiar de corrosión es la oxidación del hierro, que consiste en una compleja reacción química en la que el hierro se combina con oxígeno y agua para formar óxido de hierro hidratado. El óxido es un sólido que mantiene la misma forma general que el metal del que se ha formado, pero con un aspecto poroso, algo más voluminoso, y relativamente débil y quebradizo.
Hay tres métodos para evitar la oxidación del hierro:
El método de la aleación es el más satisfactorio pero también el más caro. Un buen ejemplo de ello es el acero inoxidable, una aleación de hierro con cromo o con níquel y cromo. Esta aleación está totalmente a prueba de oxidación e incluso resiste la acción de productos químicos corrosivos como el ácido nítrico concentrado y caliente. El segundo método, la protección con metales activos, es igualmente satisfactorio pero también costoso. El ejemplo más frecuente es el hierro galvanizado que consiste en hierro cubierto con cinc. En presencia de soluciones corrosivas se establece un potencial eléctrico entre el hierro y el cinc, que disuelve éste y protege al hierro mientras dure el cinc. El tercer método, la protección de la superficie con una capa impermeable, es el más barato y por ello el más común. Este método es válido mientras no aparezcan grietas en la capa exterior, en cuyo caso la oxidación se produce como si no existiera dicha capa. Si la capa protectora es un metal inactivo, como el cromo o el estaño, se establece un potencial eléctrico que protege la capa, pero que provoca la oxidación acelerada del hierro. Los recubrimientos más apreciados son los esmaltes horneados, y los menos costosos son las pinturas de minio de plomo.
| IES Manuel Antonio | PNN / EFFQ / 001 PRÁCTICA DE CORROSIÓN | Hoja 2 de 3 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 06-03-2001 |
Algunos metales como el aluminio, aunque son muy activos químicamente, no suelen sufrir corrosión en condiciones atmosféricas normales. Generalmente el aluminio se corroe con facilidad, formando en la superficie del metal una fina capa continua y transparente que lo protege de una corrosión acelerada. El plomo y el cinc, aunque son menos activos que el aluminio, están protegidos por una película semejante de óxido. El cobre, comparativamente inactivo, se corroe lentamente con el agua y el aire en presencia de ácidos débiles como la disolución de dióxido de carbono en agua —que posee propiedades ácidas—, produciendo carbonato de cobre básico, verde y poroso. Los productos de corrosión verdes, conocidos como cardenillo o pátina, aparecen en aleaciones de cobre como el bronce y el latón, o en el cobre puro, y se aprecian con frecuencia en estatuas y techos ornamentales.
Los metales llamados nobles son tan inactivos químicamente que no sufren corrosión atmosférica. Entre ellos se encuentran el oro, la plata y el platino. La combinación de agua, aire y sulfuro de hidrógeno afecta a la plata, pero la cantidad de sulfuro de hidrógeno normalmente presente en la atmósfera es tan escasa que el grado de corrosión es insignificante, apareciendo únicamente un ennegrecimiento causado por la formación de sulfuro de plata. Este fenómeno puede apreciarse en las joyas antiguas y en las cuberterías de plata.
La corrosión en los metales supone un problema mayor que en otros materiales. El vidrio se corroe con soluciones altamente alcalinas, y el hormigón con aguas ricas en sulfatos. La resistencia a la corrosión del vidrio y del hormigón puede incrementarse mediante cambios en su composición.
2.- MATERIAL Y PRODUCTOS:
| MATERIAL | Nº | PRODUCTOS |
| Placas petri Puntas Vaso de precipitados o erlenmeyer Hilos de cobre Granalla de cinc | 3 6 1 1 1 | Agar Ferricianuro potásico (K3[Fe(CN)6] o hexacianoferrato III de potasio 0'5M Fenolftaleína |
3.- MÉTODO OPERATORIO:
| IES Manuel Antonio | PNN / EFFQ / 001 PRÁCTICA DE CORROSIÓN | Hoja 3 de 3 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 06-03-2001 |
4.- REACCIONES QUE VAN A TENER LUGAR EN ÉL:
ÁNODO: Fe Fe+2 + 2e-
CÁTODO: 2H2O + 2e- H2 + 2OH-
ÁNODO: Fe+2 + [Fe(CN)6]3- Fe[Fe(CN)6 ] azul Turnbull.
CÄTODO: tiene color rosa debido al cambio de color de la fenolftaleína cuando el pH es menor de 8'5.
5.- CONCLUSIÓN:
Deberemos apreciar las piezas de hierro sometidas a tensiones o deformaciones porque son más propensas a la corrosión.
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 014 DETERMINACIÓN DE ÍNDICES DE REFRACCIÓN CON EL REFRACTÓMETRO DE ABBE | Hoja 1 de 6 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 16-05-2001 |
1.- OBJETO:
El objeto del presente documento es la determinación de índices de refracción con el refractómetro de Abbe.
2.- ALCANCE:
Este procedimiento se utilizará para medir el índice de refracción de cualquier líquido no corrosivo con valores comprendidos entre 1'3 y 1'7.
3.- REFERENCIAS:
4.- GENERAL:
Reflexión y refracción
Si un rayo de luz que se propaga a través de un medio homogéneo incide sobre la superficie de un segundo medio homogéneo, parte de la luz es reflejada y parte entra como rayo refractado en el segundo medio, donde puede o no ser absorbido. La cantidad de luz reflejada depende de la relación entre los índices de refracción de ambos medios. El plano de incidencia se define como el plano formado por el rayo incidente y la normal (es decir, la línea perpendicular a la superficie del medio) en el punto de incidencia (véase figura 1). El ángulo de incidencia es el ángulo entre el rayo incidente y la normal. Los ángulos de reflexión y refracción se definen de modo análogo.
Las leyes de la reflexión afirman que el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión, y que el rayo incidente, el rayo reflejado y la normal en el punto de incidencia se encuentran en un mismo plano. Si la superficie del segundo medio es lisa, puede actuar como un espejo y producir una imagen reflejada (figura 2). En la figura 2, la fuente de luz es el objeto A; un punto de A emite rayos en todas las direcciones. Los dos rayos que inciden sobre el espejo en B y C, por ejemplo, se reflejan como rayos BD y CE. Para un observador situado delante del espejo, esos rayos parecen venir del punto F que está detrás del espejo. De las leyes de reflexión se deduce que CF y BF forman el mismo ángulo con la superficie del espejo que AC y AB. En este caso, en el que el espejo es plano, la imagen del objeto parece situada detrás del espejo y separada de él por la misma distancia que hay entre éste y el objeto que está delante.
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 014 DETERMINACIÓN DE ÍNDICES DE REFRACCIÓN CON EL REFRACTÓMETRO DE ABBE | Hoja 2 de 6 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 16-05-2001 |
Si la superficie del segundo medio es rugosa, las normales a los distintos puntos de la superficie se encuentran en direcciones aleatorias. En ese caso, los rayos que se encuentren en el mismo plano al salir de una fuente puntual de luz tendrán un plano de incidencia, y por tanto de reflexión, aleatorio. Esto hace que se dispersen y no puedan formar una imagen.
Ley de Snell
Esta importante ley, llamada así en honor del matemático holandés Willebrord van Roijen Snell, afirma que el producto del índice de refracción del primer medio y el seno del ángulo de incidencia de un rayo es igual al producto del índice de refracción del segundo medio y el seno del ángulo de refracción. El rayo incidente, el rayo refractado y la normal a la superficie de separación de los medios en el punto de incidencia están en un mismo plano. En general, el índice de refracción de una sustancia transparente más densa es mayor que el de un material menos denso, es decir, la velocidad de la luz es
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 014 DETERMINACIÓN DE ÍNDICES DE REFRACCIÓN CON EL REFRACTÓMETRO DE ABBE | Hoja 3 de 6 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 16-05-2001 |
menor en la sustancia de mayor densidad. Por tanto, si un rayo incide de forma oblicua sobre un medio con un índice de refracción mayor, se desviará hacia la normal, mientras que si incide sobre un medio con un índice de refracción menor, se desviará alejándose de ella. Los rayos que inciden en la dirección de la normal son reflejados y refractados en esa misma dirección.
Para un observador situado en un medio menos denso, como el aire, un objeto situado en un medio más denso parece estar más cerca de la superficie de separación de lo que está en realidad. Un ejemplo habitual es el de un objeto sumergido, observado desde encima del agua, como se muestra en la figura 3 (sólo se representan rayos oblicuos para ilustrar el fenómeno con más claridad). El rayo DB procedente del punto D del objeto se desvía alejándose de la normal, hacia el punto A. Por ello, el objeto parece situado en C, donde la línea ABC intersecta una línea perpendicular a la superficie del agua y que pasa por D.
En la figura 4 se muestra la trayectoria de un rayo de luz que atraviesa varios medios con superficies de separación paralelas. El índice de refracción del agua es más bajo que el del vidrio. Como el índice de refracción del primer y el último medio es el mismo, el rayo emerge en dirección paralela al rayo incidente AB, pero resulta desplazado.
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 014 DETERMINACIÓN DE ÍNDICES DE REFRACCIÓN CON EL REFRACTÓMETRO DE ABBE | Hoja 4 de 6 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 16-05-2001 |
Prismas
Cuando la luz atraviesa un prisma —un objeto transparente con superficies planas y pulidas no paralelas—, el rayo de salida ya no es paralelo al rayo incidente. Como el índice de refracción de una sustancia varía según la longitud de onda, un prisma puede separar las diferentes longitudes de onda contenidas en un haz incidente y formar un espectro. En la figura 5, el ángulo CBD entre la trayectoria del rayo incidente y la trayectoria del rayo emergente es el ángulo de desviación. Puede demostrarse que cuando el ángulo de incidencia es igual al ángulo formado por el rayo emergente, la desviación es mínima. El índice de refracción de un prisma puede calcularse midiendo el ángulo de desviación mínima y el ángulo que forman las caras del prisma.
Ángulo crítico
Puesto que los rayos se alejan de la normal cuando entran en un medio menos denso, y la desviación de la normal aumenta a medida que aumenta el ángulo de incidencia, hay un determinado ángulo de incidencia, denominado ángulo crítico, para el que el rayo refractado forma un ángulo de 90°. Con la normal, por lo que avanza justo a lo largo de la superficie de separación entre ambos medios. Si el ángulo de incidencia se hace mayor que el ángulo crítico, los rayos de luz serán totalmente reflejados. La reflexión total no puede producirse cuando la luz pasa de un medio menos denso a otro más denso. Las tres ilustraciones de la figura 6 muestran la refracción ordinaria, la refracción en el ángulo crítico y la reflexión total.
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 014 DETERMINACIÓN DE ÍNDICES DE REFRACCIÓN CON EL REFRACTÓMETRO DE ABBE | Hoja 5 de 6 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 16-05-2001 |
5.- MATERIAL Y PRODUCTOS:
| MATERIAL | Nº | PRODUCTOS |
| Refractómetro de Abbe Tubos capilares o pipetas Pasteur | 1 1 | Líquidos problema Etanol o metanol (para limpieza) |
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 014 DETERMINACIÓN DE ÍNDICES DE REFRACCIÓN CON EL REFRACTÓMETRO DE ABBE | Hoja 6 de 6 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 16-05-2001 |
6.- PROCEDIMIENTO:
6.1.- Método operatorio:
7.- CÁLCULOS E INCERTIDUMBRES:
El índice de refracción:
Agua destilada:
Índice de refracción = 1'3316 1______0'0004
Tª = 19'1ºC + 0'0004 0'9 ____ x = 0'00036
20 - 19'1 = 0'9
Teórico = -
1'3316 + 0'00036 = 1'33196 índice de refracción.
Hexano:
Índice de refracción = 1'3800
Tª = 19'2ºC + 0'0004
Teórico = 1'3751
1'3800 + 0.0004 = 1'3804 índice de refracción.
n- butanol:
Índice de refracción = 1'3978
Tª = 19'4 + 0'0004
Teórico = 1'3993
1'3993 + 0'0004 = 1'3997 índice de refracción.
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 015 DETERMINACIÓN POLARIMÉTRICA | Hoja 1 de 5 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 06-05-2001 |
1.- OBJETO:
El objeto del presente documento es hallar la rotación específica de los compuestos ópticamente activos.
2.- ALCANCE:
Este procedimiento se podrá aplicar sólo a las sustancias ópticamente activas puesto que la rotación específica es una característica de ellas.
3.- REFERENCIAS:
4.- GENERAL:
Polarización de la luz
Los átomos de una fuente de luz ordinaria emiten pulsos de radiación de duración muy corta. Cada pulso procedente de un único átomo es un tren de ondas prácticamente monocromático (con una única longitud de onda). El vector eléctrico correspondiente a esa onda no gira en torno a la dirección de propagación de la onda, sino que mantiene el mismo ángulo, o acimut, respecto a dicha dirección. El ángulo inicial puede tener cualquier valor. Cuando hay un número elevado de átomos emitiendo luz, los ángulos están distribuidos de forma aleatoria, las propiedades del haz de luz son las mismas en todas direcciones, y se dice que la luz no está polarizada. Si los vectores eléctricos de todas las ondas tienen el mismo ángulo acimutal (lo que significa que todas las ondas transversales están en el mismo plano), se dice que la luz está polarizada en un plano, o polarizada linealmente.
Cualquier onda electromagnética puede considerarse como la suma de dos conjuntos de ondas: uno en el que el vector eléctrico vibra formando ángulo recto con el plano de incidencia y otro en el que vibra de forma paralela a dicho plano. Entre las vibraciones de ambas componentes puede existir una diferencia de fase, que puede permanecer constante o variar de forma constante. Cuando la luz está linealmente polarizada, por ejemplo, esta diferencia de fase se hace 0 o 180°. Si la relación de fase es aleatoria, pero una de las componentes es más intensa que la otra, la luz está en parte polarizada. Cuando la luz es dispersada por partículas de polvo, por ejemplo, la luz que se
| IES Manuel Antonio | PG / EFFQ / 015 DETERMINACIÓN POLARIMÉTRICA | Hoja 2 de 5 Ed. 0 |
| C.M. Laboratorio | Fecha: 06-05-2001 |
dispersa en un ángulo de 90°. Con la trayectoria original del haz está polarizada en un plano, lo que explica por qué la luz procedente del cenit está marcadamente polarizada.
Para ángulos de incidencia distintos de 0 o 90°, la proporción de luz reflejada en el límite entre dos medios no es igual para ambas componentes de la luz. La componente que vibra de forma paralela al plano de incidencia resulta menos reflejada. Cuando la luz incide sobre un medio no absorbente con el denominado ángulo de Brewster, llamado así en honor al físico británico del siglo XIX David Brewster, la parte reflejada de la componente que vibra de forma paralela al plano de incidencia se hace nula. Con ese ángulo de incidencia, el rayo reflejado es perpendicular al rayo refractado; la tangente de dicho ángulo de incidencia es igual al cociente entre los índices de refracción del segundo medio y el primero.
Algunas sustancias son anisótropas, es decir, muestran propiedades distintas según la dirección del eje a lo largo del cual se midan. En esos materiales, la velocidad de la luz depende de la dirección en que ésta se propaga a través de ellos. Algunos cristales son birrefringentes, es decir, presentan doble refracción. A no ser que la luz se propague de forma paralela a uno de los ejes de simetría del cristal (un eje óptico del cristal), la luz se separa en dos partes que avanzan con velocidades diferentes. Un cristal uniáxico tiene uno de estos ejes. La componente cuyo vector eléctrico vibra en un plano que contiene el eje óptico es el llamado rayo ordinario; su velocidad es la misma en todas las direcciones del cristal, y cumple la ley de refracción de Snell. La componente que vibra formando un ángulo recto con el plano que contiene el eje óptico constituye el rayo extraordinario, y la velocidad de este rayo depende de su dirección en el cristal. Si el rayo ordinario se propaga a mayor velocidad que el rayo extraordinario, la birrefringencia es positiva; en caso contrario la birrefringencia es negativa.
Cuando un cristal es biáxico, la velocidad depende de la dirección de propagación para todas las componentes. Se pueden cortar y tallar los materiales birrefringentes para introducir diferencias de fase específicas entre dos grupos de ondas polarizadas, para separarlos o para analizar el estado de polarización de cualquier luz incidente. Un polarizador sólo transmite una componente de la vibración, ya sea reflejando la otra mediante combinaciones de prismas adecuadamente tallados o absorbiéndola. El fenómeno por el que un material absorbe preferentemente una componente de la vibración se denomina dicroísmo. El material conocido como Polaroid presenta dicroísmo; está formado por numerosos cristales dicroicos de pequeño tamaño incrustados en plástico, con todos sus ejes orientados de forma paralela. Si la luz incidente es no polarizada, el Polaroid absorbe aproximadamente la mitad de la luz. Los reflejos de grandes superficies planas, como un lago o una carretera mojada, están compuestos por luz parcialmente polarizada, y un Polaroid con la orientación adecuada puede absorberlos en más de la mitad. Este es el principio de las gafas o anteojos de sol Polaroid.
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Los llamados analizadores pueden ser físicamente idénticos a los polarizadores. Si se cruzan un polarizador y un analizador situados consecutivamente, de forma que el analizador esté orientado para permitir la transmisión de las vibraciones situadas en un plano perpendicular a las que transmite el polarizador, se bloqueará toda la luz procedente del polarizador.
Las sustancias `ópticamente activas' giran el plano de polarización de la luz linealmente polarizada. Un cristal de azúcar o una solución de azúcar, pueden ser ópticamente activos. Si se coloca una solución de azúcar entre un polarizador y un analizador cruzados tal como se ha descrito antes, parte de la luz puede atravesar el sistema. El ángulo que debe girarse el analizador para que no pase nada de luz permite conocer la concentración de la solución. El polarímetro se basa en este principio.
Algunas sustancias —como el vidrio y el plástico— que no presentan doble refracción en condiciones normales pueden hacerlo al ser sometidas a una tensión. Si estos materiales bajo tensión se sitúan entre un polarizador y un analizador, las zonas coloreadas claras y oscuras que aparecen proporcionan información sobre las tensiones. La tecnología de la fotoelasticidad se basa en la doble refracción producida por tensiones.
También puede introducirse birrefrigencia en materiales normalmente homogéneos mediante campos magnéticos y eléctricos. Cuando se somete un líquido a un campo magnético fuerte, puede presentar doble refracción. Este fenómeno se conoce como efecto Kerr, en honor del físico británico del siglo XIX John Kerr. Si se coloca un material apropiado entre un polarizador y un analizador cruzados, puede transmitirse o no la luz según si el campo eléctrico en el material está conectado o desconectado. Este sistema puede actuar como un conmutador o modulador de luz extremadamente rápido
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Luz polarizada (PIE DE FOTO)
La luz polarizada está formada por fotones individuales cuyos vectores de campo eléctrico están todos alineados en la misma dirección. La luz normal es no polarizada, porque los fotones se emiten de forma aleatoria, mientras que la luz láser es polarizada porque los fotones se emiten coherentemente. Cuando la luz atraviesa un filtro polarizador, el campo eléctrico interactúa más intensamente con las moléculas orientadas en una determinada dirección. Esto hace que el haz incidente se divida en dos haces con vectores eléctricos perpendiculares entre sí. Un filtro horizontal absorbe los fotones con vector eléctrico vertical (arriba). Un segundo filtro girado 90° respecto al primero absorbe el resto de los fotones; si el ángulo es diferente sólo se absorbe una parte de la luz.
El microscopio petrográfico o de polarización se utiliza para identificar y estimar cuantitativamente los componentes minerales de las rocas ígneas y las rocas metamórficas. Cuenta con un prisma de Nicol u otro tipo de dispositivo para polarizar la luz que pasa a través del espécimen examinado. Otro prisma Nicol o analizador determina la polarización de la luz que ha pasado a través del espécimen. El microscopio tiene un soporte giratorio que indica el cambio de polarización acusado por el espécimen.
5.- MATERIAL Y PRODUCTOS:
| MATERIAL | Nº | PRODUCTOS |
| Vaso de precipitados Matraz aforado Polarímetro | 1 1 1 | Sustancia ópticamente activa 5g Agua destilada |
6.- PROCEDIMIENTO:
6.1.- Método operatorio:
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6.2.- Diagrama de flujo:
7.- CÁLCULOS E INCERTIDUMBRES:
0'2 = AGUA DESTILADA
0'33 = SUSTANCIA DESCONOCIDA 5g / 100ml
[ ]T = (100 x ) / (l x c) [ ]T = (100 x 3'1) / (0'947 x 5) = 65'46
3'3-0'2 = 3'1
AJUSTAR EL FIEL A 0
OBJETO EN EL PLATILLO
ANOTAR RESULTADO
SUMERGIR MUESTRA EN AGUA
ANOTAR PESADA
CÁLCULOS
LAVAR Y SECAR PICNÓMETRO CON ACETONA
PESAR VACÍO
LLENARLO CON LÍQUIDO PROBLEMA Y ENRASAR CON UN RULO DE PAPEL
PESARLO LLENO M2
SE LAVA NO SE SECA Y HACER LO MISMO CON AGUA DESTILADA.
PESARLO LLENO M3
HACER LOS CÁLCULOS
LAVAR PICNÓMETRO Y LLENAR CON AGUA DESTILADA HASTA ENRASAR
M1 PICNOMETRO LLENO DE AGUA DESTILADA MÁS SÓLIDO SECO EN EL MISMO PLATILLO
M2 PICNÓMETRO LLENO DE AGUA
METER SÓLIDO EN EL PICNÓMETRO CON EL AGUA
ENRASAR Y PESAR M3
INTRODUCIR AERÓMETRO, DENSÍMETRO O ALCOHÓMETRO MENOS DENSO EN EL LÍQUIDO P.
ANOTAR
SI NO VALE METER EL MÁS DENSO TANTO SEA CON EL ALCOHÓMETRO, DENSÍMETRO O ALCOHÓMETRO.
ANOTAR
PESAR PLATILLO CON LA PROBETA DEL LÍQUIDO P
TARAR
INTRODUCIR INMERSOR COLGANDO
LEER LA MASA
CALCULAR
Calentar 300cc agua a 60ºC en vaso de prec.
Medir T1 del calorímetro
Sacar el vaso de prec. Y medir la temperatura del agua T2.
T2
Medir la temperatura del agua dentro del calorímetro Tf
Pesar el agua del calorímetro
Pesar el sólido
Calentar el agua hasta ebullición y se introduce el sólido
Anotar la temperatura T1
Dentro del calorímetro introducir 300cc de agua a Tª ambiente y medir la Tª T2
Coger el sólido y meterlo en el calorímetro. Anotar su temperatura Tf.
Cubeta + sustancia
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| Enviado por: | Silvia |
| Idioma: | castellano |
| País: | España |
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