VOLUMETRÍA-SEPARACIÓN DE MEZCLAS

LABORATORIO #2

UNIVERSIDAD DE NARIÑO

CURSOS PRE-UNIVERSITARIOS

INTRODUCCIÓN

Este trabajo lo realizaremos con el fin de aumentar y ampliar conocimientos de lo que es la volumetría, además lo realizaremos con el fin de dar a conocer lo que practicamos en el laboratorio.

La volumetría es un concepto que se utiliza para identificar los volúmenes a través de diversos métodos, como lo puede ser a través de los diferentes elementos como las buretas, pipetas, probetas, beakers, erlenmeyers, etc.

También daremos a conocer cómo se utilizan éstos elementos y cuales de ellos son los más precisos.

Además de conocer y aplicar métodos de separación de mezclas.

OBJETIVOS

Mediante la experimentación adquirir destrezas en el manejo cuidadoso de los instrumentos utilizados en Volumetría.

MATERIALES Y REACTIVOS

Material de vidrio y otros.

Bureta, Probeta de 100 ml, Pipeta volumétrica, Pipetas de 1,5 y 10 ml, Beakers de 50 y 250 ml, Tubos de ensayo, Balones de 200 ml.

Reactivos:

Nitrato de plata y KOH

FUNDAMENTO TEÓRICO

Para medir los volúmenes de los líquidos se utilizan normalmente probeta, bureta y pipeta, sin embargo, en trabajos cuantitativos que se realizan con sustancias líquidas se requiere de volúmenes exactos y para esto se utilizan buretas y pipetas con las cuales se pueden registrar cantidades fijas de reactivos. Las probetas solo deben usarse cuando no se requiera hacer mediciones exactas de volúmenes. Las características que debe poseer un excelente trabajo en el laboratorio de Química deben ser;

Precisión: El método es preciso si cuando se hace la misma determinación repetidas veces se halla siempre el mismo valor. La precisión absoluta es difícil, si no imposible de lograr, pues tanto los equipos como los materiales de laboratorio tienen cierto margen de error que sumados contribuyen al error final de la prueba.

Exactitud: Expresa la concordancia entre el valor obtenido y el valor aceptado de la cantidad. La exactitud se expresa en términos de error absoluto, es decir, el valor determinado experimentalmente menos el valor aceptado. El valor relativo corresponde al error dividido entre el valor aceptado. Los métodos que proporcionan resultados exactos usualmente se usan como métodos de referencia, contra los cuales se constata la exactitud de los demás métodos.

Volumetría: También llamada valoración química, método químico para medir cuánta cantidad de una disolución se necesita para reaccionar exactamente con otra disolución de concentración y volumen conocidos. Para ello se va añadiendo gota a gota la disolución desconocida o `problema' a la otra disolución (disolución valorada) desde un recipiente cilíndrico denominado bureta, hasta que la reacción finaliza. Según el tipo de reacción que se produzca, la volumetría será, por ejemplo, volumetría ácido-base, de oxidación-reducción o de precipitación. El final de la reacción suele determinarse a partir del cambio de color de un indicador, como papel de tornasol o una mezcla especial de indicadores denominada indicador universal.

Si se prepara una cantidad de ácido o base con una concentración conocida, se puede medir cuánta cantidad de la otra disolución se necesita para completar la reacción de neutralización, y a partir de ello determinar la concentración de dicha disolución. Para determinar cuánto ion cloruro hay en una disolución se emplea una disolución de nitrato de plata de concentración conocida. Cuando la reacción se completa se forma cloruro de plata insoluble, que aparece en el fondo del líquido como un precipitado blanco.

PROCEDIMIENTO

*Al llegar al laboratorio se tomo una probeta y se prosiguió a llenarla de H2O con un color azul. Luego de esto se prosiguió vertiendo el agua en un tubo de ensayo y se calculo al ojo el volumen. Con este procedimiento se aprendió a manejar los tubos de ensayo menisco y probeta.

*Se tomo 200ml de H2O azul en un beaker, se lo lleno con diferentes medidas y al final se consiguió un excelente control de medidas de líquidos usando el beaker.

*Se tomo 50ml de H2O y se le agrego 7gr de arena, agitando se logro obtener una mezcla de H2O y arena. Después de un tiempo la arena se asentó y se prosiguió a tomar otro beaker, permitiendo que toda el agua pase a este, tomando un color un poco mas claro que cuando estaba mezclado con la arena, la arena se quedo asentada en el beaker inicial.

*Se mezclo en un embudo de extracción 10ml de H2O y 10ml de aceite, se tapo el embudo y se agito permitiendo que estos dos líquidos se mezclen. Después de aproximadamente diez minutos se retiro la tapa del embudo de extracción y se abrió la llave, y se observo que primeramente salio el agua y se lo recogió en un tubo de ensayo, después en un segundo tubo de ensayo recogimos la mezcla entre agua y aceite (porque el aceite no sale completamente puro), y en un tercer tubo si el aceite puro, conociendo este método como Extracción.

*Se utilizo el embudo y se procedió a doblar correctamente el papel filtro en forma de cono y se lo coloco en el embudo. Luego aplicamos a este embudo nitrato de plata con KOH y por ultimo se paramos en un tuvo de ensayo.

CUESTIONARIO

1. Instrumentos para medir volúmenes:

Aproximados fijos: Probeta

Exactos Variables: Bureta

Exactos fijos: Balones volumétricos

Aproximados variables: Pipetas

2. La variación del volumen precedido por el cambio de temperatura se debe a que estos dos factores en el líquido son inversamente proporcional, ósea mientras la temperatura aumenta, el volumen del líquido disminuye, por medio de la evaporación.

3. La técnica del lavado: es una tecnología de membrana, que participa en el proceso de filtración y puede ser de tres clases. Cuando se aplica un chorro de agua delantero, las membranas son lavadas desde alante con el agua entrante o con el permeado. El agua entrante o el permeado fluyen a través del sistema más rápidamente que durante la fase de producción. Debido a la mayor rapidez de flujo y a la turbulencia resultante, las partículas que habían sido absorbidas por la membrana son liberadas y descargadas. Las partículas que habían sido absorbidas por los poros de la membrana no son liberadas. Estas partículas solo pueden ser eliminadas por medio del lavado con chorro de agua trasero.

. El lavado con chorro de agua trasero es un proceso de filtración inversa. Se hace fluir el permeado a presión a través de la parte por donde entra el agua, aplicando el doble de flujo que se usa durante la filtración. En caso de que el flujo no se haya reestablecido suficientemente después del lavado con chorro de agua trasero, se puede aplicar un proceso de limpieza química.

. Durante el proceso de limpieza química, las membranas son empapadas con una solución de lejía clorinada, ácido hipoclórico o peróxido de hidrógeno. Primeramente la solución se empapa en las membranas durante unos minutos y después se aplica un chorro de agua delantero o trasero que enjuaga los contaminantes.

. Un método de limpieza más innovador es el llamado lavado por chorro de aire o por chorro de aire y agua. Este es un lavado por chorro delantero durante el cual se inyecta aire en el tubo de abastecimiento. Debido a la inyección del aire (permaneciendo igual la velocidad del agua), se crea un sistema de limpieza mucho más turbulento.

Lavado con chorro delantero

Cuando se aplica un flujo desde alante a una membrana, se abre la barrera responsable del manejo de los “dead-end”. Al mismo tiempo la membrana está realizando temporalmente una filtración tangencial, sin la producción de permeado.

El propósito del chorro de agua delantero es la eliminación de la capa de contaminantes formada en la membrana por medio de la creación de turbulencias. Durante el lavado con chorro de agua delantero se tiene alto gradiente de presión hidráulica.

Lavado con chorro trasero

Cuando se aplica un flujo desde atrás, los poros de la membrana son lavados del revés. La presión en la parte del permeado de la membrana es mayor que la presión dentro de las membranas, haciendo que los poros se limpien. El lavado con chorro trasero se realiza bajo una presión sobre 2.5 veces mayor que la presión de producción.

El permeado es lo que siempre se usa para lavar desde atrás, porque la cámara del permeado siempre debe estar libre de contaminantes.

Una consecuencia del lavado con chorro trasero es un decrecimiento en la recuperación del proceso. Debido a esto, el lavado con chorro trasero debe realizarse en el menor tiempo posible.

Sin embargo, el chorro debe ser mantenido el tiempo suficiente para lavar el volumen de un módulo por lo menos una vez.

Limpieza por chorro de aire o por chorro de aire y agua

La suciedad de la superficie de la membrana necesita ser eliminada tan efectivamente como sea posible durante la limpieza con chorro trasero. El así llamado lavado con chorro de aire, un concepto desarrollado por Nuon en cooperación con DVH y X-flow, ha demostrado ser muy útil para la realización de este proceso. El uso de un chorro de aire significa lavar el interior de las membranas con una mezcla de aire y agua.

Durante el lavado con aire, se añade aire al chorro de agua delantero, provocando la formación de burbujas, que producen una mayor turbulencia. Debido a esta turbulencia la suciedad se desprende de la superficie de la membrana.

La ventaja del lavado con chorro de aire frente al lavado con chorro de agua delantero es que usa una menor capacidad de bombeo durante el proceso de limpieza.

4. Las reacciones utilizadas en el laboratorio fueron:

.

CONCLUSIONES

Con la realización de este trabajo, nos dimos cuenta, que los elementos que se usan para medir volúmenes también están clasificados, ya que algunos son más precisos que otros y también sus tamaños y demás se presentan de diversas formas.

Aprendimos a pipetear sustancias no tóxicas y nos dimos cuenta que las sustancias tóxicas para el organismo las debemos pipetear con una pera.

Aprendimos a calcular volúmenes al ojo, si así se lo puede llamar, ya que muchos de los elementos no tienen unas unidades fijas o escritas.

Además en cuanto al tema de la separación de mezclas pasamos de lo teórico a lo práctico concluyendo así que este es el mejor método para aprender.

BIBLIOGRAFÍA