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Guía de Laboratorio de Química

PRACTICA N° 2

EMPLEO DEL MECHERO BUNSEN, PESADA Y MEDIDAS DE MASA.

OBJETIVO GENERAL:

- Empleo del Mechero bunsen, concepto de masa y peso

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

a. Concepto de combustión. Uso del mechero, estudio de la llama

b. Pesada en la balanza granataria y balanza de analítica.

c. Diferencia entre una balanza granataria y una balanza analítica.

d. Definir los tipos de pesada: directa, por diferencia, por adición.

PARTE A

Concepto de combustión. Uso del mechero. Estudio de la llama.

INTRODUCCIÓN:

Combustión: Es un proceso espontaneo en el cual ocurre una reacción química a

alta velocidad con emisión de luz y calor formando una llama.

Todo proceso de combustión procede después que se alcanza una

temperatura de ignición. Esto es, los reaccionantes deben alcanzar por encima a

la temperatura de ignición para que la reacción proceda en forma espontánea,

para que la reacción una vez iniciada no termine sino hasta que se consuman los

reactantes, es necesario una alta velocidad de la reacción, para logar elevar la

temperatura de los reaccionantes a la temperatura de ignición o a temperaturas

superiores y mantener de este modo el modo el proceso de combustión.

Los procesos de combustión que se realizan en el medio ambiente involucran la

combustión de un material combustible con el oxígeno del aire del aire que nos

rodea. Sin embargo, en los procesos de combustión, no es el oxígeno el factor

1


fundamental sino la alta velocidad de la reacción y el emisión del calor y luz que la

acompaña.

Un ejemplo de combustión en el cual no interviene el oxígeno es la combustión

de hierro (Fe) en presencia de cloro.

El material combustible en los procesos en los cuales interviene el oxígeno

puede ser orgánica, inorgánica u organometalico.

En los procesos de combustión en los cuales intervienen el oxígeno y un

material orgánico. Se aplican los conceptos de combustión completa e incompleta.

Combustión completa, es la combinación de un material orgánico combustible,

con el oxígeno, para dar CO2 y H2O en la combustión incompleta se obtiene

monóxido de carbono (CO) y/o carbono (C) como producto de la combinación del

material orgánico con el oxígeno, se denomina combustión incompleta.

En efecto, cuando reacciona un hidrocarburo alcana con el oxígeno puede

ocurrir la siguiente reacción:

CnH2n+(3n+1) O2 nCO2+(n+1)H2O (1)

2

CnH2n+2+(2n+1) O2 nCO+(n+1)H2O (2) 2

CnH2n+2+ (n+1) O2 nCO+(n+1) H2O (3) 2

Cuando la reacción que ocurre es la primera (1), en la cual se obtiene el

máximo consumo permitido de oxígeno, se denomina combustión completa.

Cuando ocurre

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la segunda o tercera, o cualquier combinación de ellas con la primera se

denomina incompleta.

En todo proceso de combustión siempre va acompañado de la emisión de luz y

calor, formando una llama.

En llamas tienen una composición definida y estructura compleja. Se dice que

son multiformes. Puede existir tanto a temperaturas muy b ajas como a

temperaturas extremadamente altas, dependiendo de la cantidad de calor emitido

en el proceso de combustión.

La emisión de luz en la llama resulta de la presencia de partículas excitadas

pasana su estado de menor energía emiten fotones con longitud de onda en la

región visible del espectro electromagnético. De esta manera se hacen visibles las

diferentes zonas de la llama.

Mechero de gas. Funcionan por combustión de una mezcla de gas. Tiene un

orificio en la base por la cual entra el aire para formar la mezcla con el gas

combustible. El gas combustible. El gas más utilizado es el "gas “natural” que es,

en su mayor proporción gas metano. Este tiene una energía de combustión

moderadamente alta y requiere para combustión cerca 10 veces su propio

volumen de aire.

Llama de un mechero. La llama de un mechero es el producto de la reacción

química de dos gases: un gas combustible y el oxígeno (contenido en el aire). La

temperatura que se alcanza depende de varios factores: la naturaleza de los

gases en la mezcla y cual completa sea la combustión.

La ecuación para la combustión completa del componente principal (CH4) del

gas natural es:

CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(g)

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Cada tipo de gas requiere una proporción gas/aire diferente. Los mecheros en

consecuencia, deben ser modificados para obtener la mezcla gas aire apropiada.

En la llama de un mechero, en condiciones adecuadas de trabajo se distinguen

tres zonas:

1. La Zona Oxidante, constituye el cono externo de la llama, es de color

violeta en la parte lateral y amarillo en el extremo. En ella se realiza una

combustión completa.

2. La Zona Reductora, Es el cono interno de la llama de color azul. En esta

zona la combustión es incompleta.

3. La Zona Fría, Se encuentra exactamente sobre el mechero (base de la

llama). Se denomina de esta manera por ser una zona de baja temperatura.

El gas que está saliendo aun nos ha quemado.

La zona de mayor temperatura de la llama es la región interna donde se ponen

en contacto la zona reductora y la zona oxidante.

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Figura 1. Partes de un Mechero


Figura 2 zonas de la llama

Tipos de mechero de uso más corriente.

Los tipos de mechero de gas que se emplean ordinariamente en el laboratorio

se muestran en la figura 3, son semejantes en su fundamento pero diferente en su

aspecto ajuste y control.

Mechero de Bunsen. Es el que utiliza con mayor frecuencia en el laboratorio. El

mechero bunsen consta de un tubo vertical, que mediante rosca va unido a un pie

por donde sale el pequeño tubo de gas. Un anillo metálico horadado y móvil

próximo a la rosca, regula la entrada de aire. En el mechero Bunsen se puede

obtener temperaturas hasta de 1000 °C en crisol de platino cubierto y hasta 800

°C en crisol de porcelana.

Mechero Mecker y Tirril. En estos mecheros las ventanillas reguladoras de aire

son mayores que las de Bunsen. Poseen una rejilla en el extremo del tubo por

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donde sale el gas cuyo objeto es aumentar la temperatura de la llama. Con ellos

se consiguen temperaturas mas elevadas que las obtenidas con el mechero.


EXPERIENCIA DE LA PRACTICA 2

OBJETIVOS GENERALES: Empleo del Mechero Bunsen

MATERIAL A EMPLEAR SUSTANCIA A EMPLEAR

Mechero Bunsen Zinc (granulado)

Fósforo NaCl (Cloruro de Sodio)

Alfileres KCl (Cloruro de Potasio)

Capsula de Porcelana BaCl2 (Cloruro de Bario)

Pinza

PROCEDIMIENTO:

A.1 Encendido de un Mechero

A.2 Ajuste de la llama

A.3 Zonas de la llama

A.4 Ensayo de la llama

A.1 Encendido de un Mechero

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Conecte el mechero a la llave de suministro de gas por medio de una manguera

de goma que está adaptada a la base del mechero ver figura 1, asegúrese que

esté cerrada la llave del suministro de gas, la válvula reguladora de gas y la

entrada de aire.


Encienda un fósforo y manténgalo lateralmente por encima del tubo del mechero,

gire lentamente la válvula reguladora para que salga el gas mientras mantiene el

fósforo encendido sobre el tubo del mechero.

Regule la entrada de aire moviendo cuidadosamente el regulador de aire hasta

obtener una llama de color azul pálido.

Una llama amarilla indica la necesidad de más aire, si la llama se eleva

separándose del mechero reduzca la corriente de gas, si la llama hace humo

negro requiere más aire

Figura 3 Ajuste de entrada de aire.

A.2 Ajuste de la mezcla de gas.

2.1 Observe la luminosidad de la llama con entrada de gas y aire adecuado,

describa sus observaciones.

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2.2 En estas condiciones sostenga sobre la llama una capsula invertida de

porcelana utilice pinzas. Observe en el fondo interno y anote sus observaciones.


2.3 Observe la llama que se forma cuando se cierra completamente las

ventanillas para entrar el aire. Anote sus observaciones.

2.4 En estas condiciones sostenga sobre la llama una capsula invertida de

porcelana. Observa el fondo interno de la capsula. ¿Qué producto forma? ¿Cómo

se origina? Anote sus observaciones.

2.5 Observe lo que sucede cuando la presión del gas es menor que la adecuada.

Anote sus observaciones.

2.6 Observe la llama con abundante entrada de gas y aire. Anote sus

observaciones.

A.3 Zonas de la Llama.

3.1 Observe las diferentes zonas de una llama obtenida con entrada de aire y

gas adecuado. Escriba sus observaciones.

3.2 Atraviese un fosforo con un alfiler de manera que el alfiler quede cerca,

pero sin tocar la cabeza inflamable del fosforo, colocar el fosforo de modo

que la cabeza del mismo quede en el centro de la boca del mechero.

A.4 Ensayo a la llama.

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Los compuestos de ciertos metales se volatilizan en la llama no luminosa de

Bunsen e imparte colores característicos.


SUSTANCIAS

CuSO4 (Sulfato de Cobre)

Zinc (Granulado)

KCL (Cloruro de Potasio)

BaCL2 (Cloruro de Bario)

NaCl (Cloruro de Sodio)

4.1 Tome con un alambre delgado de platino de unos 5 cm de largo.

4.2 Limpie bien el alambre sumergiéndolo en un tubo que contiene ácido

clorhídrico concentrado (HCL)C, y calentándolo, luego en la zona de fusión de la

llama de bunsen; el alambre está limpio no imparte color a la llama.

4.3 Se toca la sustancia de modo que se adhiera al alambre una pequeña

cantidad. Se introduce en la llama oxidante inferior.

4.4 Observe y anote el color que imparte a la llama.

4.5 Continúe el proceso con las demás muestras teniendo la precaución entre

cada muestra, de limpiar bien el alambre.

RESULTADOS EXPERIMENTO A

1. Escriba las ecuaciones químicas de los procesos de combustión completa e

incompleta que ocurren en las diferentes zonas de la llama de un mechero

de Bunsen que trabaja con gas butano.

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2. Cuando se cierra completamente la entrada de aire ¿Qué producto se

forma? ¿Cómo se origina? Escriba la reacción.


3. Dibuje la llama con sus diferentes zonas, indicando la temperatura de cada

una de ellas.

PARTE B.

Concepto de masa y peso, Pesado y medido de masa.

INTRODUCCION

Concepto de masa y peso: La idea fundamental detrás del concepto de masa es

la inercia. La masa se considera como una medida de la inercia de los cuerpos.

Estableciéndose como inercia la resistencia que ofrecen los cuerpos para cambiar

su posición o velocidad. La masa no es una propiedad variable, excepto a

velocidad de la luz.

La idea detrás del concepto de peso es la fuerza. No existe acuerdo unánime

entre los físicos en cuanto a la definición precisa de peso. A falta de una definición

universalmente aceptada utilizamos la siguiente: Peso es la fuerza gravitatoria

resultante ejercida sobre el cuerpo por todos los demás del universo. El peso es

una propiedad variable. En la tierra, el peso depende de la posición geográfica. En

el espacio interestelar, el peso de todos los cuerpos puede ser cero. La

variabilidad del peso se debe a su dependencia en la atracción gravitacional:

Peso = (masa) x (aceleración de gravedad)= m.g

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Una manera de ilustrar la diferencia entre masa y peso es la siguiente: La masa

de una roca de superficie pulimentada, se manifiesta por la resistencia que

presenta


la roca empujándola sobre una superficie lisa, a una dada velocidad. Por otro lado,

el peso de la roca se manifiesta por el esfuerzo requerido para levantarla.

Aunque peso y masa no son cantidades equivalentes sus unidades se usan

intercambiadas. Es común decir que se pesó 1 g de un reactivo o que una persona

pesa tanto Kg. Las unidades directas del peso son las mismas unidades de fuerza,

esto es, Newton, dinas, etc. Las unidades de masa son gr, kg, mg, etc.

Para determinar el peso es necesario utilizar balanzas de resortes o

dinamómetros, donde la cantidad medida es fuerza.

Para determinar la masa de un objeto, se contrabalancea su peso con el peso

de una masa estándar. Como el mismo punto geográfico la aceleración de la

gravedad es la misma, la masa del objeto pesado es igual a la masa del peso que

la contrabalancea. ¿Se podría utilizar este método para determinar la masa de un

objeto en el espacio interestelar donde los cuerpos carecen de peso?

Balanzas: Se llama balanzas todos aquellos aparatos destinados a medir la masa

de los cuerpos.

Las balanzas de laboratorio son herramientas que proporcionan una gran precisión en las medidas realizadas, por ello también son denominadas como

balanzas de precisión. Estas balanzas pueden llegar a medir partículas que

equivalen a una millonésima de gramo. Este tipo de herramienta, dada su

elevada precisión y sensibilidad requieren de cuidados específicos. Deben estar

protegidas de una caja de plástico o una de vidrio para prevenir algo

fundamental, no alterar la lectura de peso de la materia a medir, debido a factores

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como el movimiento o las corrientes de aire ambientales. Otro de los aspectos

críticos en este tipo de herramientas es la temperatura ambiental, presión atmosférica y las partículas de aire que intervienen en el momento de la calibración del dispositivo. Además, dado la gran cantidad de variables que

intervienen durante la medición, es importante llevar a cabo una calibración de la


báscula para conseguir esa precisión en las medidas que se realicen. La calibración es un proceso que debe realizarse de forma periódica según las

instrucciones que marque el fabricante del dispositivo.

Los tipos de balanzas y sus principales características son: - Balanza granataria:

posee una capacidad de 2600 gramos, una sensibilidad de hasta 0,01 gramo, aunque su

velocidad de pesado es un tanto lenta. - Balanza analítica: posee una capacidad de 200

gramos, una sensibilidad de hasta 0,1 miligramo, es de un solo platillo y su velocidad de

pesado es alta. - Balanza semimicro: posee una capacidad de 100 gramos, una

sensibilidad de hasta 0,01 miligramo, es de un solo platillo y su velocidad de pesado es

alta. - Balanza micro: posee una capacidad de 30 gramos, una sensibilidad de hasta

0,001 gramo, es de un solo platillo y su velocidad de pesado es alta.

Balanza Granataria

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Balanza Analítica.

Figura 4 Tipos de Balanzas


Para pesar en una balanza (de cualquier tipo en el laboratorio) deben tomarse las siguientes precauciones:

1. No pesar objetos calientes para evitar la conexión o producción de

corrientes de aire en contacto con el cuerpo caliente.

2. Pesar en recipientes limpios y secos. Para pesadas de alta precisión es

recomendable mantener los recipientes en un desecador.

3. Asegurarse que los platillos de la balanza estén limpios antes de operar con

ella.

4. Confirmar la nivelación de la balanza.

5. Confirmar el cero de la balanza. Si emplea papel para pesadas, debe

ajustarse el cero de la balanza al igual que cuando se usa recipientes.

6. Usar pinzas para tomar recipientes. No use los dedos por cuanto ellos

humedecen los recipientes.

7. Nunca cargue o descargue la balanza con los platillos liberados.

8. Cuando termine de pesar, cerciórese de que los botones de control estén

de nuevo en cero, los platillos limpios y las puertas de vidrio si la hubiera,

cerradas.

PARTE EXPERIMENTAL

MATERIAL A EMPLEAR SUSTANCIAS A EMPLEAR

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Beaker Cloruro de Sodio

Balanza OHAUS triple has Pesas de Calibración

Vidrio Reloj Objetos Varios

Papel de Filtro

Balanza Analítica


Procedimiento.

Ejercicios de pesada.

Pesada directa.

Consiste en determinar el peso de un objeto al sólo colocarlo sobre el

platillo de la balanza.

Ejercicio:

1. Determinación de la masa de:

Objetos Masa (gramos) Masa (miligramos)

a) Vidrio de reloj --------------------------------- ----------------------------------

b) Tapón de goma --------------------------------- ----------------------------------

c) Otras --------------------------------- ----------------------------------

Pesada por diferencia.

a. Pese el recipiente vacío (vidrio de reloj, vaso de precipitado, etc.).

b. Coloque la muestra u objeto en el contenedor y repita la pesada.

c. Reste el peso del contenedor y la muestra, la diferencia entre las dos pesadas

es el peso de la muestra.

Ejercicio:

a) Peso del vidrio de reloj limpio y seco ----------------------------------------

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b) Peso del vidrio de reloj + Muestra ----------------------------------------

c) Peso de Muestra ----------------------------------------

Pesada por adición. a. Pese el recipiente vacío (vidrio de reloj, vaso de precipitado, papel, etc.)

b. Sume al peso del recipiente vacío al peso de la muestra requerida.


c. Ajuste la balanza al resultado obtenido de la suma: peso del recipiente vacío

más la muestra.

d. Agregue muestra lentamente en el recipiente, con ayuda de la espátula y

siguiendo la técnica adecuada, detenga la adición de muestra al observar en el

visor de la balanza la pesada requerida.

e. Anote y reporte.

Ejercicio:

a) Peso del vidrio de reloj --------------------------------------------

b) Peso del Cloruro de Sodio (NaCl) --------------------------------------------

c) Peso del vidrio de reloj + NaCl --------------------------------------------

Pesada exacta alrededor:

Cuando realizamos una pesada y en el proceso de agregar la muestra a la

balanza excedemos el peso requerido no se debe retirar muestra de la balanza,

pues deteriorara la sensibilidad del equipo. Lo recomendable es repetir la pesada.

Pero si en nuestro trabajo científico, nos excedemos o disminuimos por decimas o

centésimas, de acuerdo al equipo, nuestra pesada, tomamos nota de ese valor y

trabajamos con el mismo, teniendo precaución en reportarlo a objeto de dar

objetividad a nuestros informes.

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