Laboratorio de Química General Práctica No. 3. Identificación de Sustancias y Propiedades Físicas

Laboratorio de Química General    

Práctica No. 3. Identificación de Sustancias y Propiedades Físicas

Semestre: Agosto 2021 – Diciembre 2021

San Nicolás de los Garza, Nuevo León a 10 de septiembre de 2021

OBJETIVO

Calcular mediante procedimientos usuales las propiedades físicas de la materia y utilizarlas para identificar sustancias. 

FUNDAMENTO

Una propiedad física es aquella que se basa principalmente en la estructura del objeto, sustancia o materia, que es visible y medible. La identificación directa de una sustancia puede hacerse mediante un simple. Por ejemplo, vemos color, tamaño, textura, forma; también podemos olerlas y discernir una variedad de sabores.  

Las propiedades físicas son aquellas que pueden ser observadas sin alterar la composición de las sustancias. Mientras es difícil asignar valores definitivos a propiedades como el color y el olor, otras propiedades físicas tales como puntos de fusión, ebullición, solubilidad, densidad, viscosidad e índice de refracción pueden expresarse cuantitativamente. Por ejemplo, el punto de fusión del cobre es 1087° C y su densidad es de 8.96 g/cm3. 

La materia puede clasificarse según sus propiedades intensivas o extensivas. Las propiedades intensivas son aquellas que no varían de acuerdo a la cantidad de su masa. Por ejemplo: color, sabor, olor, textura, punto de ebullición, punto de fusión, etc. Mientras que las propiedades extensivas sí varían si se toma una cantidad mayor o menor de materia. Por ejemplo: peso, longitud, volumen, etc. 

Una combinación específica de propiedades es única para una sustancia, por lo que es posible identificar a la mayoría de las sustancias si hacemos una observación de varias propiedades. Numerosos científicos han hecho su contribución, los más notables fueron los científicos alemanes que durante la última parte del siglo XIX y al empezar el XX invirtieron años estudiando las sustancias. 

En esta práctica determinarás las siguientes propiedades: solubilidad, densidad, punto de ebullición y de fusión. La solubilidad es una medida de la capacidad de una determinada sustancia para disolverse en otra. Puede expresarse en moles por litro, en gramos por litro, o en porcentaje de soluto; en algunas condiciones se puede sobrepasarla, denominándose a estas soluciones sobresaturadas. 

La densidad (r) de una sustancia es definida como masa (m) por unidad de volumen (V): 

[pic 6] 

 Estos términos se refieren a la misma temperatura, pero difieren levemente en su significado. El punto de congelación, también denominado punto de congelamiento es la temperatura en la cual una sustancia en estado líquido pasa a encontrarse en estado sólido. El punto de fusión es una propiedad característica de las sustancias sólidas cristalinas, siendo este la temperatura a la que la fase sólida cambia a la fase líquida. 

Se dice que un líquido hierve cuando se forman burbujas de vapor que se elevan rápidamente a la superficie y se rompen. Cualquier líquido en contacto con la atmósfera hervirá cuando su presión de vapor sea igual a la presión atmosférica. Los puntos de ebullición de los líquidos varían en función de la presión atmosférica. Un líquido hervirá a una temperatura más alta si está a una presión más alta o a una temperatura más baja si está a una presión más baja. Para contabilizar los efectos de la presión sobre los puntos de ebullición, la gente ha estudiado y tabulado los datos de puntos de ebullición contra presión. [pic 7]

MATERIALES Y MÉTODOS 

Materiales y equipo 

• 1 Balanza analítica 
• 1 Soporte universal 
• 1 Vaso de precipitados de 250 mL  
• 1 Pinzas para soporte 
• 1 Matraz Erlenmeyer 50 mL  
• 1 Anillo de acero para soporte 
• 1 Probeta graduada 10 mL  
• 1 Tela de alambre 
• 6 Tubos de ensayo 18x150  
• 1 Espátula 
• 1 Pipeta volumétrica de 5 mL  
• 1 Mechero Bunsen c/ manguera 
• 1 Pipeta serológica de 5 mL  
• 1 Vidrio de reloj 
• 1 Termómetro  
• 3 Tapones No. 3 
• 1 Agitador  
• 1 Tapón bihoradado 
• 1 Propipeta  
• 1 Gradilla 
• 1 Varilla de vidrio 90° (tubo de escape)  
• 1 Tubo de desprendimiento 
• 1 Tubo capilar  
• 1 Liga 

 Reactivos  

• Alcohol etílico (CH3CH2OH)  
• Ciclohexano (C6H12) 
• Naftaleno (C10H8)  
• Cloroformo (CHCl3) 

PROCEDIMIENTO

-Para determinar la solubilidad del naftaleno llevaron a cabo los siguientes pasos:

• Limpiaron y secaron los tubos de ensayo.
• En un tubo de ensayo con 2 mL de agua añadieron pocos cristales de naftaleno.
• Agregaron pocos cristales de naftaleno en 2 mL de ciclohexano en otro tubo de ensayo.
• Por último, en un tercer tubo de ensayo, añadieron pocos cristales en 2 mL de ciclohexano.
• Luego colocaron un corcho en cada tubo de ensayo y agitaron.
• Registraron resultados.

-Para determinar la solubilidad del cloroformo en agua, ciclohexano y alcohol etílico, realizaron lo siguiente:

• Colocaron 5.1 mL de cloroformo en los 3 tubos de ensayo restantes y posterior a esto añadieron 2 mL de los 3 solventes que eran alcohol etílico, agua y ciclohexano.

-Luego de esto, determinaron la densidad de un sólido de la siguiente manera

• Primero pesaron 1.0295 g de naftaleno en una balanza analítica que tiene una exactitud de ±0.001g.
• Luego colocaron en una probeta el naftaleno, para después agregarle 5 mL de disolvente en el cual el naftaleno fue insoluble, para que no se diluya.
• Leyeron el volumen que ocupó ese gramo.
• Después de haber realizado lo anterior, hicieron uso de la fórmula de la densidad que es:

[pic 8]

-Para calcular la densidad de un líquido hicieron lo que se menciona a continuación:

• Primero tomaron un matraz de Erlenmeyer de 50 mL seco, para luego pesarlo en una balanza analítica con una exactitud de 0.0001g.
• Después de esto tomaron 5 mL de cloroformo con ayuda de una pipeta volumétrica de 5 mL.
• Al último lo transfirieron a un matraz de Erlenmeyer, para nuevamente pesarlo en la balanza analítica.
• Con lo anterior obtuvieron el peso.
• Por último, volvieron a hacer uso de la fórmula de la densidad

[pic 9]

-Para calcular el punto de fusión del naftaleno requirieron hacer lo siguiente

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