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1. OBJETIVO
Comprobar experimentalmente, mediante técnicas de laboratorio, las principales propiedades físicas de líquidos y sólidos, tales como viscosidad, densidad, tensión superficial, acción capilar, dureza, maleabilidad y sublimación, con el fin de comprender la influencia de las fuerzas intermoleculares e intramoleculares en el comportamiento observable de los distintos estados condensados de la materia.
2. MARCO TEORICO
3. DESCRIPCIÓN DEL MATERIAL, REACTIVOS Y APARATOS USADOS
4. CÁLCULOS, GRÁFICOS Y RESULTADOS
II) PROPIEDADES DE LOS LÍQUIDOS
A) Viscosidad
Dato experimental:
- Volumen: 30 ml de glicerina
- Tiempo de vaciado: 19:16:27 s (equivalente a 1156,45 segundos)
B) Densidad
Datos experimentales: Masa de la probeta vacía: 21,9363 g Masa de la probeta + glicerina: 34,8815 g Volumen de glicerina: 10 ml Cálculo de la densidad: Masa de glicerina = 34,8815g − 21,9363g = 12,9452g
Densidad =
masa de la glicerina
volumen
12,9452 g
10 ml
=1,2945 g / cm ³ (valor experimental)
Valor teórico: 1,2600 g/cm³
Error %=
valor teorico − valor experimental
valor teorico
× 100 %=
× 100 %= 2 , 74 %
La densidad experimental de la glicerina es de 1,2945 g/cm³ y comparando con la teórica 1,2600 g/cm³ nos indica que se realizó bien el experimento.
C) TENSIÓN SUPERFICIAL
Con agua destilada: colocado cuidadosamente inicialmente el clip floto Solo se necesito 1 gota de alcohol: y el clip se hundió Con solución jabonosa: se intentó varias veces incluso con distintos clips pero no flotaron ninguno ni inicialmente, directo se hundieron.
D) Acción capilar
En tubos con agua y etanol se observó ascenso y menisco cóncavo. En mercurio, menisco convexo y sin ascenso. El experimento con la lana mostró que el agua y el etanol ascendieron hacia el vidrio de reloj. El clavo flotó en una mezcla densa (por la glicerina probablemente), y el corcho flotó en etanol.
III) PROPIEDADES DE LOS SÓLIDOS
A) Dureza
Ensayo 1 Orden creciente de dureza:
- Corcho
- Madera
- Estaño
- Tiza
- Cristal
- Hierro
- Carbono Ensayo 2 Resultados de rayado: Material Raya No raya Cobre (Cu) ✔️ Hierro (Fe) ✔️ Aluminio (Al) ✔️ Estaño (Sn) ✔️ Bronce (Pb) ✔️ Vidrio ✔️ Orden decreciente de dureza:
- Vidrio
- Hierro
- Cobre
- Estaño
- Aluminio
- Bronce
Un clip metálico cuidadosamente colocado sobre la superficie del agua logró flotar. Al añadir una gota de alcohol, el clip se hundió. Con la solución jabonosa no foto ni al inicio. 🧠 Interpretación: La flotación inicial del clip se debe a la alta tensión superficial del agua, que crea una “película” que puede sostener objetos ligeros si no se rompe. El alcohol y el jabón reducen la tensión superficial al romper las fuerzas cohesivas del agua, permitiendo que el clip se hunda. Este comportamiento evidencia el papel fundamental de las fuerzas intermoleculares en la superficie de los líquidos.
D) ACCIÓN CAPILAR
🔍 Observación: En tubos delgados o probetas con agua y etanol, se formó un menisco cóncavo. En el mercurio, el menisco fue convexo. En la lana introducida en agua, el líquido subió visiblemente por el tejido. Lo mismo ocurrió con etanol. No se observó ese efecto con mercurio. 🧠 Interpretación: Los líquidos como agua y etanol tienen mayores fuerzas de adhesión al vidrio o a la lana que de cohesión entre sus propias moléculas, por eso ascienden en tubos o materiales porosos. En cambio, el mercurio tiene fuertes fuerzas de cohesión entre sus átomos metálicos, lo que impide el ascenso capilar. Este fenómeno es esencial para procesos naturales como el transporte de agua en plantas.
III) PROPIEDADES DE LOS SÓLIDOS
A) DUREZA
🔍 Observación: En el ensayo 1, el corcho y la madera se deformaron con facilidad bajo presión, mientras que el hierro y el carbono resistieron. En el ensayo 2, materiales como el vidrio, el cobre y el hierro rayaron otras superficies, mientras que el aluminio y el bronce no lograron rayarlas. 🧠 Interpretación: La dureza es la resistencia al rayado o a la deformación por presión. Materiales metálicos con enlaces fuertes y estructuras compactas tienden a tener mayor dureza (como el hierro o el vidrio). Los materiales blandos (como el corcho o la madera) tienen estructuras menos cohesionadas o porosas, lo que explica su menor resistencia.
B) MALEABILIDAD
🔍 Observación: Al aplicar presión con pinzas o martillo, el estaño, plomo y cobre se deformaron sin romperse. El carbono y el cristal de sulfato de cobre se quebraron fácilmente. 🧠 Interpretación:
Los materiales que se deformaron sin romperse son maleables, una propiedad típica de los metales debido a su estructura de capas atómicas móviles. Los sólidos que se fracturaron presentan enlaces rígidos (iónicos o covalentes direccionales) que no permiten deslizamiento entre capas sin ruptura.
D) SUBLIMACIÓN
🔍 Observación: Al calentar yodo sólido en un vaso cubierto con un vidrio de reloj frío, se observó que en la parte inferior del vidrio se depositaron cristales púrpura sin que el yodo pasara por un estado líquido visible. 🧠 Interpretación: El yodo experimentó sublimación, pasando directamente de sólido a vapor y luego nuevamente a sólido. Esto indica que el yodo tiene una presión de vapor suficientemente alta en estado sólido. También se observó este fenómeno con alcanfor o naftaleno. La sublimación es útil para purificar sustancias que se descomponen si se funden.
6. CONCLUSIONES
II) PROPIEDADES DE LOS LÍQUIDOS
A) Viscosidad
La glicerina es uno de los líquidos más viscosos de uso común en laboratorio. Su comportamiento en el experimento fue coherente con su naturaleza química. El método cualitativo del tiempo de vaciado permitió ordenarla como el líquido de mayor viscosidad relativa.
B) Densidad
La glicerina es más densa que el agua y la gasolina. En mezclas se ubicará al fondo El error porcentual es bajo, lo que indica una buena exactitud en el procedimiento experimental. El valor obtenido respalda el hecho de que la glicerina es más densa que el agua, razón por la cual en una mezcla se deposita en el fondo.
C) TENSIÓN SUPERFICIAL
Este fenómeno tiene gran importancia en biología, farmacología y limpieza. Se comprobó experimentalmente que el agua tiene alta tensión superficial, y que sustancias anfipáticas (como el jabón) o polares de baja masa molar (como el alcohol) la reducen.
D) ACCIÓN CAPILAR
El comportamiento observado demuestra cómo las fuerzas de adhesión y cohesión determinan el ascenso o no de los líquidos en tubos o materiales porosos. Este efecto es fundamental en los procesos de transporte en organismos vivos (como la savia en plantas).
III) PROPIEDADES DE LOS SÓLIDOS
A) DUREZA
La dureza es una propiedad que depende del tipo de enlaces presentes en la red cristalina del sólido. Los metales con estructura compacta y enlaces metálicos fuertes tienden a ser más duros que materiales blandos o amorfos.
¿Los gases tienen viscosidad? Sí, aunque es menor que en los líquidos y aumenta con la temperatura. g).- Averiguar qué es la ductilidad de un sólido. ¿Cuáles de las muestras de sólido ensayadas espera que presenten mayor ductilidad? La ductilidad es la capacidad de un material para deformarse plásticamente sin romperse, especialmente cuando se estira para formar hilos o alambres. Es una propiedad típica de los metales.
- Muestras del experimento más dúctiles (orden estimado):
- Cobre (Cu): Muy dúctil, se usa en cables eléctricos.
- Aluminio (Al): Alta ductilidad, se puede laminar o estirar fácilmente.
- Plomo (Pb): Relativamente dúctil, aunque blando.
- Estaño (Sn): Dúctil pero menos que los anteriores.
- Hierro (Fe): Dúctil, especialmente en su forma pura o maleable. - Poco o nada dúctiles:
- Carbono (grafito): Frágil, se rompe fácilmente.
- Sulfato de cobre (cristal): Frágil, se quiebra con facilidad.
- Vidrio: Rígido y frágil, no es dúctil. Los más dúctiles del ensayo fueron: Cobre, Aluminio y Plomo. h).- Obtener de bibliografía los valores de las densidades de los diferentes líquidos ensayados y compararlos con los obtenidos experimentalmente. Densidades bibliográficas de los líquidos ensayados: Grupo Líquido Densidad Bibliográfica (g/cm³) Densidad Experimental (g/cm³) 1 Agua 1,000 Datos no obtenidos 3 Miel 1,42 1, 2 Etanol 0,789 Datos no obtenidos 4 Glicerina 1,261–1,265 1, 5 Aceite 0,91–0,93 Datos no obtenidos i).- Obtener de bibliografía los valores de las viscosidades de los líquidos ensayados graficar los mismos frente al los tiempos de vaciado de las ampollas de separación obtenidos en la práctica. Viscosidades bibliográficas a temperatura ambiente (~20–25 °C): Grupo Líquido Viscosidad (cP) Tiempo de vaciado (s) 1 Agua 1.0 Datos no obtenidos 2 Etanol 1.2 Datos no obtenidos 3 Miel 0.6–0.8 Datos no obtenidos 4 Glicerina 945 1156.27 (19 min 16 s) 5 Aceite 65–100 Datos no obtenidos
8. BIBLIOGRAFÍA
Zumdahl, S. S. & Zumdahl, S. A. (2014). Chemistry, 9th ed. Cengage Learning. Lide, D. R. (Ed.). (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics, 86th Edition. CRC Press. The Engineering Toolbox. https://www.engineeringtoolbox.com National Honey Board (US). Honey Composition and Properties. https://www.honey.com
