Materiales de laboratorio, Apuntes de Bioquímica

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Guía de Laboratorio

Química General

Docente: Lic. Betty Isabel Vallejo Ramos

CARRERA DE BIOQUÍMICA Y FARMACIA

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LABORATORIO N°

PROPIEDADES GENERALES DE LA MATERIA

1. OBJETIVO

1.1. OBJETIVO GENERAL

 Comprender y analizar las propiedades generales de la materia a través de la determinación experimental de la densidad de sólidos y líquidos, así como la preparación y el comportamiento de mezclas homogéneas y heterogéneas.

1.2. OBJETIVO ESPECIFICO

 Aplicar técnicas experimentales para la determinación de densidades de sólidos y líquidos utilizando diferentes métodos.  Comparar los valores obtenidos con datos teóricos y evaluar posibles fuentes de error en la experimentación.  Identificar la influencia de la densidad en el comportamiento de líquidos y sólidos en mezclas.  Fomentar el uso adecuado del material y equipo de laboratorio siguiendo normas de seguridad e higiene

2. FUNDAMENTO

La materia es todo aquello que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio. Sus propiedades se pueden clasificar en propiedades generales, que son comunes a todas las sustancias, y propiedades específicas, que permiten diferenciar una sustancia de otra. Dentro de las propiedades generales encontramos la masa, el volumen, la densidad, la impenetrabilidad, la divisibilidad y la inercia.

2.1. Masa y Volumen 2.1.1. Masa (m)

Es la cantidad de materia contenida en un cuerpo. Se mide en gramos (g) o kilogramos (kg) y se determina con una balanza.

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En esta práctica, la densidad se determinará para sólidos y líquidos utilizando dos métodos:

 Para sólidos : Se determinará su volumen mediante la fórmula matemática en el caso de formas regulares o mediante el desplazamiento de líquidos para formas irregulares.  Para líquidos: Se calculará utilizando la balanza y material volumétrico como probetas y picnómetros.

Los valores experimentales de densidad se compararán con valores teóricos para evaluar la precisión de la medición.

2.1.4. Preparación de Mezclas y Comportamiento de Sustancias con Diferentes Densidades

En este laboratorio también se evaluará la preparación de mezclas homogéneas y heterogéneas.

 Mezclas homogéneas: Son aquellas en las que los componentes están distribuidos uniformemente y forman una única fase visible, como la disolución de cloruro de sodio en agua.  Mezclas heterogéneas: Son aquellas en las que los componentes se pueden distinguir visualmente, como una mezcla de aceite y agua.

Cuando se mezclan líquidos de diferentes densidades, estos pueden organizarse en capas dependiendo de su densidad relativa. En este experimento, se analizará cómo líquidos como el aceite, la glicerina y el etanol se estratifican debido a sus diferencias de densidad.

Asimismo, se observará el comportamiento de sólidos sumergidos en estos líquidos. Se soltará una esfera de vidrio y una de plastoformo en una probeta con diferentes líquidos para analizar su flotabilidad y registrar el tiempo de desplazamiento.

Finalmente, se agitará vigorosamente la mezcla de líquidos para evaluar cómo se comportan después de la agitación y si vuelven a separarse en capas o no.

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2.1.5. Importancia de la Densidad en Aplicaciones Científicas y Cotidianas

El concepto de densidad tiene aplicaciones importantes en múltiples campos, tales como:

 Industria química y farmacéutica: Para el control de calidad de soluciones y formulaciones.  Medicina y bioquímica : En la determinación de densidades de líquidos biológicos como la orina o el plasma sanguíneo.  Ingeniería y materiales: En la selección de materiales para construcción, transporte y manufactura.  Ecología y oceanografía: Para entender fenómenos como la flotabilidad de los icebergs y la estratificación del agua en océanos y lagos.

3. MATERIALES

• Esferas de vidrio
• Esferas de plastoformo 3.1. Materiales volumétricos
• 4 probetas de 50 mL
• 4 probetas de 100 mL
• 2 probetas de 10mL
• 4 vasos de presipitados de 250mL
• Varillas
• Pisetas
• Espátula
• Termómetro
• Picnómetro de 10mL 3.2. Equipos
• Balanza analítica de precisión
• Vernier 4. REACTIVOS
• Glicerina
• Cloruro de sodio

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Con picnómetro:

 Pesar el picnómetro de 25mL y registrar la masa del picnómetro vacío.  Medir en el picnómetro de 25mL etanol hasta llenar por completo el picnómetro tapar sin que hayan presencia de burbujas de aire  Limpiar el exceso de líquido del picnómetro con una servilleta, pesar en la balanza y registrar la masa  Con los datos obtenidos determinar la densidad del líquido utilizando la siguiente formula: 𝛿𝐸𝑇𝐴𝑁𝑂𝐿 = (𝑚𝑃𝐼𝐶𝑁Ó𝑀𝐸𝑇𝑅𝑂+𝐸𝑇𝐴𝑁𝑂𝐿𝑉^ − 𝑚𝑃𝐼𝐶𝑁Ó𝑀𝐸𝑇𝑅𝑂) 𝑃𝐼𝐶𝑁Ó𝑀𝐸𝑇𝑅𝑂

 Realizar el mismo procedimiento con los otros líquidos 5.2. Preparación de las mezclas homogéneas

Cloruro de sodio:

 Pesar en el vidrio de reloj 10 gramos de cloruro de sodio  En un vaso de precipitado de 250mL disolver el cloruro de sodio con 200 mL de agua destilada medidos con una probeta.

Hidróxido de sodio:

 Pesar en el vidrio de reloj 1 gramo de hidróxido de sodio  En un vaso de precipitado de 250mL disolver el hidróxido de sodio con 200 mL de agua destilada medidos con una probeta. 5.3. Comportamiento de las mezclas según su densidad  Para observar el comportamiento de los líquidos y sólidos, en una probeta de 100mL medir 10ml de aceite, 10ml de glicerina, 10ml de etanol, 10ml de solución de cloruro de sodio, 10ml de solución de hidróxido de sodio.  De la parte superior de la probeta soltar la esfera de vidrio, calcular y registrar el tiempo de desplazamiento de la esfera por los líquidos hasta la parte inferior

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 Con una varilla agitar vigorosamente por 10 segundos tratando de que los líquidos se mezclen y anotar el comportamiento de los líquidos

6. RESULTADOS  Registrar los datos y densidades obtenidas de los solidos SOLIDO MASA (g)

DIAMETRO

(cm)

VOLUMEN

(cm^3 ) 𝑉 = 𝜋 6 ∗ 𝐷^3

DENSIDAD

(g/cm^3 ) 𝛿 = 𝑚 𝑉 ESFERA DE VIDRIO ESFERA DE PLASTOFORMO

 Registrar de los datos y densidades obtenidas de los líquidos con la probeta SOLUCIÓN MASA (g) VOLUMEN (mL) DENSIDAD (g/mL) 𝛿 = 𝑚 𝑉 NaCl NaOH ETANOL GLICERINA ACEITE

 Registrar de los datos y densidades obtenidas de los líquidos con el picnómetro SOLUCIÓN MASA PICNOMETRO (g)

MASA

PICNOMETRO

Y LÍQUIDO(g)

VOLUMEN

(mL)

DENSIDAD

(g/mL) 𝛿 = 𝑚 𝑉 NaCl NaOH ETANOL GLICERINA ACEITE

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 Realizar un cometario sobre el comportamiento de los líquidos después de la agitación vigorosa con la varilla por 10 segundos. SOLUCIÓN OBSERVACIÓN

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CUESTIONARIO

**1. Describa masa y los métodos para determinarla

2. Explica qué es la densidad y cómo se calcula. ¿Por qué la densidad** **es una propiedad intensiva de la materia?
3. Describe el procedimiento para determinar la densidad de un sólido y** un líquido utilizando la balanza analítica y material volumétrico. ¿Cuál **es la diferencia entre el método con probeta y con picnómetro?
4. Realice los cálculos y resultados de la practica con los datos** **obtenidos en la practica
5. Si una esfera de vidrio tarda más en descender en un líquido que en** otro, ¿qué puedes concluir sobre la densidad de los líquidos? Explica tu respuesta con base en la experiencia realizada en el laboratorio.

Nota 1: el estudiante deberá presentar el cuestionario en fecha 8 de marzo de 2025, manuscrito en hoja tamaño carta sin cuadricula con el siguiente formato:

Nota 2: estudiante inasistente deberá presentar carta de justificación con respaldo legible y cuestionario descrito en Nota 1

NOMBRE COMPLETO Y APELLIDOS DEL ESTUDIANTE: CODIGO: FECHA DE ENTREGA DEL CUESTIONARIO:

LETRA^ PRIMERA DEL NOMBRE DEL^ PRIMER ESTUDIANTE

CUESTIONATIO N°…… LABORATORIO ….: nombre del laboratorio.

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Cada elemento tiene una configuración electrónica particular que determina su estructura de niveles de energía y, por ende, la longitud de onda de la luz emitida. Por ejemplo, el sodio (Na) produce una intensa llama amarilla debido a la transición de sus electrones entre los niveles 3s y 3p, mientras que el cobre (Cu) emite una llama de color verde debido a sus transiciones electrónicas específicas.

La identificación de elementos mediante la prueba de la llama se ha utilizado desde hace siglos en química analítica y tiene aplicaciones en la industria y en la investigación. En la fabricación de fuegos artificiales, por ejemplo, los distintos colores observados en las explosiones se deben a la presencia de metales específicos en las mezclas pirotécnicas.

2.1. Coloración de la llama según el elemento

Los colores observados en la prueba de la llama dependen de la energía liberada y la longitud de onda de la luz emitida. En la siguiente tabla se muestran algunos ejemplos comunes de elementos y sus colores característicos:

ELEMENTO FORMULA DE LA SAL

COLOR DE

LA LLAMA

LONGITUD DE ONDA

APROXIMADA (nm) Sodio (Na) NaCl Amarillo intenso

Potasio (K) KCl Violeta/lila 404 Calcio (Ca) CaCl 2 Rojo ladrillo 622 Cobre (Cu) CuCl 2 Verde esperalda

Estroncio (Sr) SrCl 2 Rojo intenso 606 Bario (Ba) BaCl 2 Verde amarillo

Litio (Li) LiCl Rojo carmesí 670 Hierro (Fe) FeCl 3 Amarillo- dorado o anaranjado

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Las técnicas de emisión atómica, incluidas las pruebas de llama, han sido ampliamente reemplazadas por métodos más precisos como la espectroscopía de absorción y emisión atómica con llama (FAAS y FES), que permiten determinar concentraciones elementales con mayor exactitud. Sin embargo, la prueba de la llama sigue siendo un método cualitativo útil en laboratorios de enseñanza y en análisis rápidos de identificación de metales.

2.2. Importancia y aplicaciones

El análisis del color de la llama tiene aplicaciones prácticas en varios campos, tales como:

 Química Analítica: Para la identificación rápida de cationes metálicos en compuestos desconocidos.  Pirotecnia: En la formulación de fuegos artificiales, donde diferentes metales generan colores específicos.  Industria del vidrio y cerámica: Se utilizan metales como el cobalto y el cobre para producir diferentes tonalidades en esmaltes y vidrios coloreados.  Astrofísica: La espectroscopia de emisión se emplea en la identificación de elementos en estrellas y otros cuerpos celestes.

Este experimento permite visualizar los principios de la espectroscopia atómica de una manera accesible y experimental, ayudando a comprender cómo los

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6. RESULTADOS

 Registrar los colores de la llama para cada metal en la siguiente tabla:

ELEMENTO FÓRMULA DE LA SAL UTILIZADA

COLOR

OBSERVADO

EN LA LLAMA

COLOR

TEÓRICO

ESPERADO

SODIO (Na) Amarillo intenso HIERRO (Fe) Amarillo-dorado o anaranjado LITIO (Li) Rojo carmesí Cobre (Cu) Verde esperalda

 Explica por qué cada metal emite un color diferente en la llama.  Relaciona los colores observados con los niveles de energía de los electrones en los átomos.  Compara los colores obtenidos con los valores teóricos y analiza posibles errores experimentales.  Menciona aplicaciones prácticas de este fenómeno en la industria y la ciencia

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CUESTIONARIO N°

1. ¿Por qué diferentes elementos emiten diferentes colores en la prueba **de la llama?

2. ¿Qué sucede a nivel atómico cuando un metal se calienta en la llama?
3. ¿Cómo se podría mejorar la precisión de esta técnica para la** **identificación de metales?
4. ¿Cuáles son algunas aplicaciones industriales y científicas del** **análisis de espectros de emisión?
5. Realice los resultados de la práctica de laboratorio 2 con los** requerimientos que indica la guía

Nota 1: el estudiante deberá presentar el cuestionario en fecha 15 de marzo de 2025, manuscrito en hoja tamaño carta sin cuadricula con el siguiente formato:

Nota 2: estudiante inasistente deberá presentar carta de justificación con respaldo legible y cuestionario descrito en Nota 1