Año de

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

SÓLIDOS

CURSO : QUÍMICA GENERAL

DOCENTE: ING. MARY APOLAYA ARNAO

SECCIÓN: “D”

ALUMNOS:

CICLO : 2015-1

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INTRODUCCIÓN

Uno de los estados de agregación de la materia es el estado sólido. En este

estado las fuerzas intermoleculares son lo suficientemente intensas para mantener

juntas a las moléculas, inclusive se podría decir los suficiente para mantenerlas

fijas. Un detalle muy particular es que las moléculas ocupan posiciones en un

patrón muy irregular.

Por otra parte, las moléculas no están del todo fijas, puesto que vibran en

su posición logrando liberar energía. Esta energía podría lograr cambiar de

estado, al sublimarlo o derretirlo dependiendo de las condiciones a las cuales este

sometido.

El presente informe expondrá el análisis de los experimentos realizados en

el laboratorio. Esto nos mostrará las distintas formas de presentación de los

sólidos en la naturaleza. Diferenciando claramente que no todos los sólidos tienen

el mismo comportamiento.

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Objetivos

Diferenciar entre un sólido amorfo y un sólido cristalino.

Obtener cristales y conocer los distintos factores para una buena

cristalización.

Confeccionar empaquetamientos comunes haciendo uso de modelos.

Determinar algunas propiedades de los sólidos cristalinos.

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MARCO TEÓRICO

Los sólidos presentan una división general muy definida. Las cuales son los

sólidos amorfos y cristalinos.

En un sólido cristalino, los átomos, iones o moléculas están ordenados en

disposiciones bien definidas. Estos sólidos suelen tener superficies planas o caras

que forman ángulos definidos entre sí. Las pilas ordenadas de partículas que

producen estas caras también hacen que los sólidos tengan formas muy

regulares.

Un sólido amorfo es un sólido cuyas partículas no tienen una estructura

ordenada; estos sólidos carecen de formas y caras bien definidas. Muchos sólidos

amorfos son mezclas de moléculas que no se pueden apilar bien. Casi todos los

demás se componen de moléculas grandes y complejas.

Un detalle adicional que tendríamos que saber para empezar a realizar las

experiencias es la definición de celda unitaria. Se define como celda unitaria, la

porción más simple de la estructura cristalina que al repetirse mediante traslación

reproduce todo el cristal. Todos los materiales cristalinos adoptan una distribución

regular de átomos o iones en el espacio.

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Experiencias

1. Primera Experiencia del laboratorio: Diferencia entre un sólido amorfo

y un sólido cristalino

MATERIALES:

Un trozo de brea.

Lámina de lata.

1 trípode.

1 mechero bunsen.

Un trozo de plástico.

Procedimiento

Colocar un trozo de brea sobre una lámina de lata que debe estar sobre un

trípode.

Calentar suavemente empleando el mechero.

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Observar la reacción.

Luego, colocar un trozo de plástico (termoplástico).

Calentar suavemente empleando el mechero.

Observar la reacción.

RESULTADOS DE LA EXPERIENCIA N°1

A) La brea primero cambia de estado momentáneamente a líquido y luego

por unos instantes a vapor, al dejarlo enfriar vuelve a su estado a

temperatura ambiental de la brea que sería el estado sólido.

B) Se derrite parcialmente formándose dentro de ella pequeñas burbujas,

se observa también un leve desprendimiento de vapor. Al dejarlo enfriar

vuelve a su estado sólido a temperatura ambiente.

2. Segunda Experiencia del laboratorio: Propiedades de los sólidos

cristalinos

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MATERIALES:

1 docena de clavos.

1 probeta graduada.

1 luna de reloj.

Sulfato de cobre anhidro.

Hidróxido de sodio.

1 gramo de yodo.

1 vaso de 250 ml.

1 termómetro de laboratorio.

Procedimiento

2.1- DENSIDAD DE LO SOLIDOS

Pesar una docena de clavos (hierro).

Colocar 10 mililitros de agua en una probeta graduada.

Adicionar la docena de clavos dentro de la probeta.

Medir el nuevo volumen.

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Medir la densidad del hierro.

RESULTADOS DE LA EXPERIENCIA N° 2.1

A) Masa de la docena de clavos: 5.59g.

B) Volumen total al sumergir los clavos en la probeta: 11ml.

C) Variación del volumen: 1ml

D) Cálculo de la densidad:

DENSIDAD = MASA / VOLUMEN

Reemplazando en la ecuación:

DENSIDAD = 5.59 g /1 ml

DENSIDAD = 5.59 g/ml.

2.2 ABSORCIÓN DEL AGUA

* HIGROSCOPIA

Dejar sobre una luna de reloj un poco de sulfato de cobre anhidro

al ambiente.

Observar y anotar el cambio de color y la fase, después de una

hora.

RESULTADOS DE LA EXPERIENCIA N°2.2

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A) El sulfato de cobre anhidro con el paso del tiempo cambia de color a un

color más claro azulado, pero no cambia su estado sólido.

* Delicuescencia

Dejar sobre una luna de reloj un poco de hidróxido de sodio al

ambiente.

Observar y anotar el cambio de fase después de una hora.

RESULTADOS DE LA EXPERIENCIA N°2.2

B) El hidróxido de sodio con el paso del tiempo cambia su estado a líquido.

2.3 SUBLIMACIÓN.

Colocar un gramo de Yodo dentro de un tubo de ensayo limpio y

o seco.

Anotar el color y la fase en el que se encuentra el Yodo.

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Tapar el tubo.

Calentar a 80°C, 150 mililitros de agua en un vaso de 250 mililitros.

Introducir el tubo dentro del vaso con agua.

Observar y anotar el color y fase del Yodo después del

o calentamiento durante 2 minutos.

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RESULTADOS DE LA EXPERIENCIA N°2.3

A) Al inicio de la reacción el yodo mostraba un color negro en estado

sólido, después al introducir el tubo en el vaso caliente con agua se ve

con un color rosa pálido pero en el fondo se observo al sólido de color

negro pero más seccionado.

EXPERIENCIA N°3: OBTENCIÓN DE SOLIDOS CRISTALINOS.

3.1 A PARTIR DE UNA SOLUCIÓN ACUOSA SOBRESATURADA.

MATERIALES:

Sulfato de cobre sólido.

Un tubo de ensayo.

Una caja petri.

1 mechero bunsen.

1 palito de fósforo.

PROCEDIMIENTO:

Sostener el tubo de ensayo que contiene sulfato de cobre (sólido).

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Disolver el compuesto con agua hasta un determinado grado de disolución

de tal manera que aun quede restos de forma mínima de dicho compuesto.

Someterlo a calentamiento suave a fuego directo hasta su disolución

completa.

Verter la solución caliente hacia la caja petri y cubrirlo con su tapa de la

caja petri.

Dejar enfriar a temperatura ambiental aproximadamente 15 minutos hasta

la formación de los cristales.

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Hacer una división con un palito de fosforo, separando los monocristales en

un papel de filtro.

Observar los cristales obtenidos.

RESULTADOS DE LA EXPERIENCIA N°3

A) Al momento de la disolución se ve que al momento de calentarlo y formar la

solución sobresaturada se da un desprendimiento de burbujas.

B) Luego de filtrar y colocar la solución en la caja petri, después de dejar

reposar se ve la propagación de la cristalización y al momento de separarlo

se nota la forma siguiente.

FORMA DE LOS CRISTALES:

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EXPERIENCIA N° 4: OBTENCIÓN DE VARIOS ESTADOS ALOTROPICOS DEL AZUFRE

a) AZUFRE OCTAEDRICO:

MATERIALES:

1 g de azufre. Sulfato de carbono (3ml). Papel filtro.

PROCEDIMIENTO:

Disolver un gramo de azufre en una capsula con 3ml de sulfato de carbono.

Filtrar la solución. Dejar evaporar la solución en un cristalizador sobre un baño de agua caliente.

Observar los cristales obtenidos (separarlos con un palito de fósforo).

RESULTADOS:

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A) Se ve en la experiencia la forma octaédrica del azufre después de separarlos con el palito de fosforo.

FORMA DEL AZUFRE:

b) AZUFRE PRISMÁTICO:

MATERIALES:

1 g de azufre. 1 crisol. Punzón o palito de fosforo.

PROCEDIMIENTO:

Fundir un gramo de azufre al calor en un crisol.

Observar las transformaciones que se den en la reacción.

Cuando la sustancia emita vapores retirarla del fuego.

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Dejar enfriar y separar los cristales con un palito de fosforo.

Observar los cristales obtenidos en la experiencia.

RESULTADOS:

A) Se ve en la experiencia la forma prismática del azufre después de separarlos con el palito de fosforo.

FORMA DEL AZUFRE:

B) Azufre amorfo:

MATERIALES:

1 g de azufre. 1 balón. 1 embudo.

PROCEDIMIENTO:

Fundir un gramo de azufre en un balón hasta que este emita vapores.

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Volcarlo sobre el siguiente sistema.

Observar la forma del azufre en la experiencia.

RESULTADOS:

A) Se ve en la experiencia la especie amorfa y elástica del azufre después de separarlos con el palito de fosforo.

FORMA DEL AZUFRE:

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5 CONFECCION DE LOS MODELOS DE CELDAS UNITARIAS DE EMPAQUETAMIENTO MÁS COMUNES

5.1 EMPAQUETAMIENTO CUBICO SIMPLE

a) Tome 8 porciones de 1/8 de esfera y una las proporciones con los alambres suministrados a como se muestra en la figura

b) Observe las zonas huecas. Las magnitudes de las aristas respecto al radio de la esfera. Determine el número de esferas que contiene esta celada unitaria

5.2 EMPAQUETAMIENTO CUBICO DE CUERPO CENTRADO

a) En base al modelo 5.1 separe cuidadosamente la mitad superior, coloque en medio una esfera entera y trate de llegar a confeccionar en modelo de la figura 5

b) Observe las zonas huecas, las magnitudes de las aristas respecto al radio de la esfera. Determine el número de esfera que contiene esta celda unitaria

5.3 EMPAQUETAMIENTO CUBICO DE CARA CENTRADA

a) En base al modelo 5.1 confeccionar al modelo de figura 6

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Figura 5

Figura 6

5.4 EMPAQUETAMIENTO HEXAGONAL COMPACTO

a) En base al modelo 5.1 confeccionar el modelo de la figura 7

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Figura 7