La Materia y Sus Cambios

5/16/2018 La Materia y Sus Cambios - slidepdf.com

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Unidad 1: Introducción

Química

Práctica No. 1Métodos de separación de sustancias

Objetivos

Identificar los componentes de diferentes sustancias y sus propiedades utilizandodiferentes métodos de separación.

Emplear al menos dos métodos de separación de mezclas dentro del laboratoriovirtual de química para conocer algunos de los procedimientos que se utilizan en la industria.

Investigación previa

1. Investiga el fundamento y procedimiento de:

a) Destilaciónb) Cromatografíac) Sublimaciónd) Cristalización

2. Investiga en qué consisten los procesos industriales:a) Destilación fraccionada del petróleo crudo.b) Purificación de sustancias por cristalización fraccionada.

Introducción

En la presente práctica, se ensaya con dos de los métodos de purificación en los cuales las

sustancias se separan debido a diferencias en sus propiedades como: solubilidad de unasustancia en función de la temperatura y la formación de cristales y temperaturas deebullición.

La cristalización es el proceso en el cual un soluto disuelto se separa de la disolución yforma cristales.

La destilación es el proceso de separación de los componentes líquidos de una disoluciónque se basa en la diferencia de sus puntos de ebullición.

Evaporación: es el proceso en el que un líquido se transforma Formula en gas.




Química

Cristalización fraccionada

Objetivo específico:

Separar una mezcla de sólidos utilizando sus diferencias en solubilidad y la dependencia deesta propiedad con la temperatura.

Un buen número de sustancias sólidas, tanto inorgánicas como orgánicas que se utilizan enel laboratorio o como materia prima de un proceso industrial se purifican mediante lacristalización fraccionada.

Este método funciona correctamente si el compuesto o sustancia que se va a purificar tieneuna curva de solubilidad con una fuerte pendiente, es decir, si es mucho más soluble a altastemperaturas que a bajas temperaturas. De otra manera, una gran parte del compuestopermanecerá disuelto a medida que se enfría la disolución. La cristalización fraccionadatambién funciona si la cantidad de impurezas en la disolución es relativamente pequeña.

Procedimiento

1. En el ícono correspondiente , selecciona un vaso de precipitados de 250 ml.

2. Con el puntero del mouse apuntando al vaso pulsa el botón derecho del mouse yselecciona, en la ventana que aparece, reactivo ; selecciona “Mezcla K2Cr2O7-NaCl-SiO2“ y con el teclado marca 100 en la ventana de cantidad expresada en gramos,pulsa el botón “OK”.

3. Inmediatamente después, con el puntero dentro del área del vaso, da click con elbotón derecho y en el menú que aparece selecciona el comando “propiedades ”;

observa las fórmulas y cantidades de las sustancias, y la fase en que se encuentran.

4. Con la punta del mouse tocando el vaso pulsa el botón derecho y selecciona elcomando “agua” , y anota 100 en la ventana correspondiente, pulsa el botón “OK”.

5. Con el ícono de estufa, selecciónala y coloca el vaso encima de ella y pulsabotón izquierdo y elije 5 como grado de calentamiento en el menú que aparece.

6. Obtén, de los íconos correspondientes, un termometro y un agitador de vidrio ;introdúcelos dentro del vaso y observa cómo se incrementa la temperatura y se agitael contenido del vaso.

7. Al llegar cerca de 60 ° C, selecciona el agitador, arrástralo fuera del vaso y vuélvelo aintroducir en el mismo. Observa como sigue agitando.




Química

8. Con el botón derecho accede al comando de propiedades, comprueba las sustanciasdisueltas en agua y las que aparecen en estado sólido. Anota estos datos en lasección de observaciones y conclusiones.

9. Selecciona con el ícono correspondiente un matraz Erlenmeyer, coloca el punteroen el matraz y pulsa el botón derecho, selecciona el comando “Embudo Buchner”.

10. Selecciona el vaso de precipitados, pulsa el icono “Trasvasar” y con la marcaque aparece tocar el embudo y pulsar el botón izquierdo del mouse. Repetir laoperación si queda algo en el vaso de precipitados.

11. . En el menú “Equipo”, obtener un “vidrio de reloj”, inmediatamente después

selecciona el embudo buchner y pulsa el icono de trasvasar. Con la marca queaparece toca el vidrio de reloj y pulsa el botón izquierdo.

12. Observa lo que queda en el vidrio de reloj y con la ventana de propiedades anotar enobservaciones y conclusiones la fórmula de la(s) sustancia(s) y la masa en gramosque aparece.

13. El líquido dentro del matraz, trasvasarlo al vaso de precipitados.

14. En el menú equipo, en el submenu “Equipo térmico” seleccionar “baño de hielo “.

15. Introducir el vaso de precipitados y enfriar la solución hasta 0°C

16. . Obtener un matraz con embudo Buchner para separar el sólido de la solución.

17. Filtrar la solución fría y anotar las fórmulas y la masa en gramos de las sustancias quese encuentran en la solución y en el filtro.

18. Trasvasar la(s) sustancias del filtro a un segundo vidrio de reloj.




Química

Destilación fraccionada del petróleo crudo

Objetivo específico

Comprender que el petróleo crudo es una mezcla compleja que tiene composición variable y

principalmente contiene hidrocarburos, los cuales se separan por diferencia en sustemperaturas de ebullición.

En el este experimento se lleva a cabo la destilación de una muestra de petróleo crudo, lacual va a ser separada en cuatro fracciones en los siguientes intervalos de temperatura:

Nombre de la fracción destilada Intervalo de temperaturas °CÉter de petróleo 20 a 64

Gasolina 65 a 169Queroseno 170 a 295

Aceite lubricante 296 en adelante

Éste tipo de pruebas se lleva a cabo en los laboratorios de control con objeto de evaluar lacomposición y consecuentemente el precio por barril del petróleo crudo analizado.

Procedimiento

1. Monta el equipo de destilación como se indica a continuación: Obtén un matraz bola de

250 ml , Con el puntero del mouse tocando el matraz, da click en el botón derecho yen el menú contextual que aparece selecciona “cabeza de destilación”, vuelve al menúcontextual y selecciona el “condensador” y repitiendo la operación selecciona el “codo dedestilación”, a la descarga de éste coloca una probeta de 100 ml obtenida en el menu

equipo, y sirve para colectar la primera fracción del destilado.

El equipo de destilación armado se ve así:




Química

2. Obtén dos probetas más de 100 ml para colectar las fracciones destiladas restantes.

3. En el matraz redondo del equipo de destilación añade 100 ml de la muestra de petróleocrudo. Y con el comando de propiedades contar el número de compuestos que aparecenen el petróleo crudo y anota también el intervalo de moléculas de acuerdo al número de

átomos de carbono.

4. Coloca una parrilla debajo del matraz y enciéndela en el nivel 3 para iniciar la destilaciónde las muestras de petróleo.

5. Para colectar el primer destilado, continua calentando hasta 64°C y en seguida cambia laprobeta para recolectar la segunda fracción del destilado.

6. Aumenta el calentamiento de la parrilla hasta el nivel 4 y continua con la destilación.

7. Calienta hasta aproximadamente 169°C y al llegar a dicha temperatura coloca la últimaprobeta para recolecta la tercera fracción destilada.

8. Finaliza el calentamiento al llegar a 295°C, apaga y retira la parrilla.

10. Desmonta los equipos de destilación y vierte el contenido del matraz en una nuevaprobeta.

11. Abre la ventana de propiedades de cada probeta, copia los volúmenes de los destilados yanótalos en la sección de resultados y conclusiones y con el comando “propiedades”obten el número de compuestos y intervalo de átomos de carbono para cada fraccióndestilada.

12. Observa el color de cada una de las fracciones destiladas y regístralo en la sección

correspondiente.




Química

Resultados y conclusiones

Cristalización fraccionada

1. Composición de la mezcla K2Cr2O7-NaCl-SiO2

Fórmula delCompuesto

Nombre delcompuesto

Cantidaden gramos

% en peso

K2Cr2O7 NaClSiO2

Completa la tabla

2. Disolución de la mezcla K2Cr2O7-NaCl-SiO2 en agua

Fórmula delCompuesto

Fase en la que seencuentra

Cantidaden gramos

% en peso

K2Cr2O7 NaClSiO2

3. Sustancia separada por filtración en el embudo BuchnerFórmula Masa en g

4. Sustancias separadas por cristalización fraccionada, cantidad en gramos

Localización K2Cr2O7 Masa(g)

NaCl Masa(g)

SiO2 Masa(g)

2° vidrio dereloj

En solución(matraz)




Química

Preguntas responder.

1. ¿Fue posible hacer la separación completa de las tres sustancias?. Justifica tu

respuesta.

2. ¿Qué modificaciones realizarias al proceso empleado para separar completamentelas tres sustancias?.

Destilación fraccionada de petróleo crudo

1. Registra tus datos y observaciones.

Fracción destilada Volumen final Color de la fracciónter de petróleo

GasolinaQuerosenoAceite lubricante

2. Calcula el porcentaje de éter de petróleo, gasolina, keroseno y aceite lubricantepresentes en la muestra de petróleo.

Fracción destilada Volumen final % en volumenÉter de petróleo

GasolinaQueroseno

Aceite lubricante

3. Composición del petróleo crudo

Número de compuestos Intervalo de átomos de carbono en las moléculasde hidrocarburos

De____ a ___ átomos de carbono

Fracción

destilada

Número de

compuestos

Intervalo de átomos de

carbono en las moléculaster de petróleoGasolina

QuerosenoAceite lubricante




Química

Preguntas a resolver

1. Como catalogarias al petróleo como sustancia pura o mezcla. Argumenta rurespuesta.

2. Investiga los precios internacionales por barril del petróleo “Brent del mar del norte”,West Texas y Mezcla mexicana. Encuentra las razones por las que los precios sondiferentes o iguales.

3. Investiga que países son los 10 mayores productores de petróleo en el mundo. Emiteuna opinión sobre los resultados de tu investigación.

Para tus conclusiones considera las siguientes preguntas y agrega algunas más paradar por terminado este trabajo experimental.

I. De acuerdo a los resultados experimentales observados, y a tu investigación previa,indica si los métodos de separación utilizados en cada uno de los experimentos son los

adecuados. Justifica tus respuestas.

II. ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de cada uno de los métodos de separaciónutilizados en esta práctica?.

III. Investiga las aplicaciones de estos métodos de separación en la industria química.

Conclusiones

Para elaborar las conclusiones dentro de tu práctica, elabora un pequeño escrito en el queindiques tus observaciones personales refiriéndote al análisis de los resultados, indicando lashabilidades y conocimientos que te brinda la experiencia de realizar esta práctica.

Documents

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