jueves, 24 de enero de 2013

Práctica 2 Manejo del material y técnicas básicas del laboratorio









Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey
Campus Puebla

Práctica No. 2
MANEJO DE MATERIAL Y TÉCNICAS BÁSICAS DE LABORATORIO.

Responsable: Mtro. Víctor Hugo Blanco Lozano

Equipo No. 8
Sesión 1


Integrantes del equipo:
Stephania Díaz Lorenzo                            A00397831
Ana Laura Velázquez Gil                          A01325205
Omar Sánchez Jiménez                              A01324800
Jorge Armando Luna Morales                   A01099726
Gabriela Rivera Hernández                       A01325193

Objetivo:

Instruirse en el uso y manejo adecuado de cada uno de los materiales  y equipo que se encuentran dentro del laboratorio de química y que su manejo adecuado es la base para el desarrollo de futuras habilidades motrices y analíticas dentro del lugar específico de trabajo.

Introducción:

El laboratorio de química es un lugar equipado con las instalaciones y material necesarios para realizar trabajos de investigación, experimentación y/o prácticas que en su conjunto requieren de la destreza y habilidad motriz de quien lo esté tratando para que el objetivo final se alcance con el mínimo margen de error y así evitar cualquier tipo de omisión de datos que pueda interferir con el resultado de la investigación misma.

Dado lo anterior, es menester hacer hincapié en la importancia de conocer cada uno de los materiales y equipo dentro del laboratorio, así como su uso adecuado y función de los mismos para obtener un mejor beneficio a la hora de su utilización dentro de las prácticas o investigaciones estipuladas. Por lo tanto, para alcanzar este objetivo es sumamente necesario complementar la agudeza manual con las habilidades analíticas del investigador, mismas que se desarrollarán a lo largo de las prácticas de este curso.

Desarrollo

Actividad 1:
En  la siguiente tabla coloque y  ordene el  material que esta presente en  cada mesa del  laboratorio y marque cual es el uso principal de cada material de laboratorio y especifique cual  es el  uso del  equipo,  dibuje o  coloque la  imagen que representa cada material enlistado.

Tabla 1 Clasificación de Materiales


Imagen
Material
Contención
Soporte
Calentamiento
Medición
Otro
1
Vaso de precipitado
X





2
Matraz
X





3
Vidrio de Reloj
X





4
Embudo de separación





5
Pipeta Pasteur





6

Pipeta serológica



X


7
Pipeta volumétrica



X


8
Probeta



X


9
Matraz Aforado



X


10
Refrigerante Recto




X

11
Refrigerante serpentín




X

12
Termómetro de laboratorio



X


13
Perilla




X

14

Tapones de caucho




X

15

Orador




X

16
Matraz Kitasato




X

17
Mortero con pistilo




X

18
Crisol de porcelana




X

19
Gradillas de metal o madera

X




20
Espátulas




X

21
Pinzas para crisol

X




22
Cucharilla de combustión


 X



23
Baño María


X



24
Calorímetro


X
X


25
Soporte universal

X




26
Rejilla de metal con asbesto


X



27
Tripié

X




28
Triángulo de asbesto


X



29
Pinzas de nuez

X




30
Pinzas para tubo

X




31
Multímetro



X


32
Cámara de microscopio




X

33
Mantilla de calentamiento


X



34
Picnómetro



X


35
Tubos conectores




X

36
http://www.tqlaboratorios.com/tqlab/components/com_virtuemart/shop_image/product/Tubo_Seg_n_THIEL_4a143437bc0a0.jpg
Tubo Tiehle




X

37
Desecador




X

38
Balanza analítica



X


39
Balanza granataria






40
Microscopio binocular




X

41
Espectrofotometro



X


42
Pisetas
X





43
Bureta



X


44
Mechero de Bunsen


X



45
Termoagitador magnético




X





Tabla II Investigar y  completar 

Material
Composición química
Características generales de uso  en  el  laboratorio
Vidrio  Pyrex
Sílice ................... 80,6%
   
Óxido de Sodio ....4,2%
Oxido Bórico..…..12,6%

Alúmina ...............2,2%
Su uso general incluye: vasos en todas sus presentaciones; botellas para soluciones, matraz Erlenmeyer, bajo actínico, kitasato, volumétrico, florencia, de destilación; pipetas serológicas y volumétricas, probetas, botellas de cultivo, cubre objetos, destiladores, condensadores, buretas, cajas Petri, aparatos de extracción, etc.
Metal
La composición química aproximada del acero inoxidable es:

Carbono…….  0,04% máx
Silicio………. 0,90% máx
Manganeso…. 0,5-2,5%
Cromo……… 18-21%
Níquel………. 9-11%
Molibdeno….. 0,75% máx
Azufre……….0,03% máx
Fósforo………0,04% máx
Cobre………..0,75% máx
Se utiliza para la elaboración de: soporte universal, aro o anillo que se adapta al soporte universal, pinza de sujeción con nuez, pinzas de Hoffman, pinzas de Mohr, pinzas para tubo de ensayo, pinzas para sujetar buretas y otro material de vidrio, la rejilla de amianto, el mechero Bunsen, los trípodes de hierro, rejillas, triángulo, algunas gradillas para tubos de ensayo, tenacillas, espátulas, malla de asbesto, cucharilla de combustión, etc.
Plástico
Todos los plásticos contienen carbono e hidrógeno, y algunos oxígeno, nitrógeno, azufre y cloro.
Su uso incluye: Cuba hidroneumática de plástico, tubos de hule o látex, piseta, tapones, probeta graduada, matraces con filtro de brazo, cilindros graduados Holdfast, jarras graduadas, embudo, pizas de plástico, pipeta,
Madera
Celulosa……..….45-50%
Hemicelulosa…...20-25%
Lignina………..…20-30%
Otros…………….<5%
Se puede utilizar para la creación de pinzas para tubosy/o gradilla.




PARTE II. BALANZA ANALÍTICA  Y GRANATARIA
Aprender la técnica adecuada del uso de las balanzas en el laboratorio.

Actividad 3

1.- Determina el punto cero de la balanza colocando las pesas en cero y permitiendo que el brazo oscile libremente.
2.- Si no se encuentra balanceada debes de ajustarla moviendo el tornillo de ajuste (que se encuentra debajo del plato de la balanza) hacia adentro o hacia fuera según lo necesites para colocar al brazo a cero. Fíjate cómo cambia dependiendo de cómo haces girar el tornillo (si giras el tornillo hacia arriba subirá el puntero y si lo giras hacia abajo bajará el puntero).
3.- Colocar el objeto que se desee pesar sobre el platillo, el brazo se moverá hacia la parte superior del punto cero.
4.- Para medir su peso deberás empezar a mover las pesas de cada brazo hasta lograr que el fiel señale el punto cero.
5.- Para leer el peso del objeto deberás sumar los números que marcan todos los indicadores de la balanza, empezando por el de mayor valor.
6.- Ahora procederás a utilizar la TARA (que es el cilindro metálico que se encuentra en la parte posterior de la balanza después de los brazos que tienen diferentes capacidades en el gramaje) para pesar el vidrio de reloj, (la Tara guardará el peso de los contenedores que se usan para pesar las sustancias)
7.- Pesar 2.2 gr. de cloruro de sodio (NaCl), primero en la balanza granataria, (resérvala en la cápsula de vidrio) la utilizaras para la balanza analítica.
8.- Pesa en forma directa cada uno de los objetos que están colocados en tu mesa y registra la masa, (Vidrio de reloj, tubo de ensaye y figura de PVC y  figura metálica) Registra tus resultados en una tabla III.

Actividad 4
Siguiendo las instrucciones del profesor:
1.- Procede a pesar los objetos preparados para tal fin, que son los mismos utilizados en el punto 8 de la actividad 3. Anota tus resultados en la Tabla III y obtén el porcentaje de error para cada caso, considerando que la balanza analítica es de mayor precisión.
2.- Pesa ahora utilizando la TARA, para tal fin usarás un vidrio de reloj. Es necesario poner el vidrio  de reloj y oprimir el botón de tara para hacerlo, en este caso en la tara se quedará registrado el  peso del vidrio de reloj, por lo que podrás medir directamente lo que necesites; ahora coloca en  el vidrio de reloj la cantidad de sal pesada en la balanza granataria (Paso 7 actividad 3), observa  los resultados, ya que es la misma cantidad de sal.


Muestra
Masa en  gramos Balanza granataria
Masa en gramos Balanza analítica
% de error
NaCl
2.2 g
2.2084 g
0.38036588
Vidrio de reloj A
26.2 g
25.9650 g
0.90506451
Vidrio de reloj B
27.2 g
26.6236 g
2.16499647
Tubo de ensaye
9 g
8.7639 g
2.69400609
Figura de PVC
15.4 g
19.5011 g
21.0300957
Figura metálica
66.25 g
65.7436 g
0.77026509










 ·         Cálculos realizados de la tabla anterior: Porcentaje de error










Justificación:

Cabe mencionar que el porcentaje de error obtenido en la actividad posterior puede ser debido a la mala posición de las pesas en la granataria al tratar de nivelar la misma con la línea marcada en la barra que, junto con el pie, forman la cruz de la balanza. No obstante, la balanza analítica es más precisa a la hora de pesar objetos, y por lo tanto sus resultados son más exactos y concluyentes; por esa razón, se determina que el margen de error está relacionado con un descuido mínimo a la hora de la utilización de la granataria.



Actividad 5  
1.- Con la pipeta de 2 ml de capacidad procede a medir agua destilada de la pizeta, mide: 2 ml. mas 0.3 ml, después 0.2 ml y finalmente 0.5 ml y ve almacenando las soluciones en una probeta de 10 ml al final haz la suma de los volúmenes agregados y compara el total numérico con el que recolectaste en la probeta.  Repetir  exactamente lo mismo pero  medirlo en la  bureta. Al  final  pese en  un  vaso  de precipitado de 50 ml el  agua   medida y por  diferencia de pesos obtenga  el  valor de  la  masa del  agua,  mediante este resultado  obtenga  el  volumen que obtuvo tomando  la densidad del  agua a la  temperatura  ambiente del  proceso. http://www.vaxasoftware.com/doc_edu/qui/denh2o.pdf
Utilice los valores  de la  densidad en  g/ml. y  de  el  resultado  del  volumen  en  ml.
2.- Con la pipeta de 5 ml de capacidad mide 3 ml, 5 ml, 1.5 ml y 4.5 ml. y ve almacenando la solución en una probeta de 50 ml y. Repetir  exactamente lo mismo pero  medirlo en la  bureta
Al  igual que  la determinación del  volumen  utilizando la  densidad del  agua.
3.- Con la pipeta de 10 ml de capacidad mide 7 ml, 10 ml, 5 ml y 2 ml. y ve almacenando la solución en una probeta de 50 ml y haz la misma operación que en los dos caso anteriores.
4.- Anota tus resultados en la tabla IV.


Tabla IV. Resultados de Medición de Volumen


Volumen teórico
Volumen a probeta
Volumen agregado a bureta
Diferencia en volumen (+ ó _ )
     % de Error

Volumen con densidad
Probeta
Bureta
Probeta
Bureta
Pipeta 2 ml
2 ml + 0.3 ml + 0.2 ml + 0.5 ml =  3.0 ml
3ml
3ml
0ml
0ml
0
0
 50ml
Pipeta  5 ml
3 ml + 5 ml + 1.5 ml +  4.5 ml = 14 ml
12.8ml
12.3ml
+0.5ml
-0.5ml
0.085
0.121
 49.5
Pipeta 10 ml
7 ml + 10 ml + 5 ml + 2 ml = 24 ml
22.7ml
24.4ml
-1.7ml
+1.7ml
0.054
0.016
 48.2

























Justificación:
Una de las posibles razones que se encuentran para justificar el nivel de margen de error en la actividad previa es que pudo existir una burbuja de aire dentro de la bureta, la cual podría haber modificado la medida aproximada de agua en la misma y así obtener datos imprecisos. También se pudo haber dado un margen de error al momento de introducir el agua destilada dentro de la probeta debido a que la superficie en la que se encontraba no era completamente plana. Por último, otra razón justificable es la falta de habilidad al usar la perilla, debido a que  todavía no se está familiarizado con el uso del equipo y material de laboratorio.

En la práctica del volumen por densidad,  sólamente el primer valor fue exacto. Se sabe que el agua pesa 1gr por cada 1ml y la densidad a la temperatura de 28 grados es de 0.9963gr sobre com cúbicos. al realizar la prueba se encontró que hubo un ligero error en las mediciones 2 y 3 ya que al hacer la conversion V= (masa/densidad) se encontró que en realidad, no se obtuvieron los 50 ml. sino los valores que se describen en dicha tabla, error que generado quizá por que para llegar a los 50ml se necesitó pipetear mas de una vez.




CUESTIONARIO
1.- ¿Que es incertidumbre en las mediciones  y  cuales  podrían  ser las  que  afecten  en las mediciones  en  el  laboratorio de química?
Es el intervalo o rango de los valores posibles de una medida. Incluye tanto los errores sistemáticos como aleatorios.

Errores aleatorios: son originados por variaciones impredecibles de diferentes magnitudes de influencia. No se pueden corregir pero sí disminuir incrementando el número de observaciones.

Errores sistemáticos: Componente del error total que permanece más o menos constante a lo largo de una serie de mediciones del mismo mensurando. Son independientes del número de mediciones pero se pueden corregir si se conoce su efecto sobre el resultado de la medición.
2.- Complete la  tabla con  5 ejemplos de  errores que  pueden  generarse en  el  laboratorio de cada tipo



Error  sistemático
Error Aleatorio
El montaje experimental difiere de lo supuesto por la teoría
Se descompone el termostato haciendo que la temperatura del laboratorio baje
Los aparatos de medida están mal calibrados
Desnivel en la mesa donde se está midiendo
Los aparatos presentan error de cero. 
Error al visualizar una medida
Condiciones experimentales no apropiadas
No escuchar bien la medición
Al usar un termómetro y no verificar que el mercurio este en su posición original.
La entrada de una corriente de aire




3.-  Un estudiante quiere corroborar si una pipeta volumétrica de 10 ml realmente descarga 10 ml. Para  esto,  mide una  muestra de agua, la pesa y  calcula su  volumen utilizando la densidad del  agua. Descarga  la pipeta 5 veces  obteniendo las siguientes masas: 10.015g, 10.022g,  10.018g, 10.016g, y 10.010g. La densidad del agua a la temperatura del  experimento es de 0.9953 g/ml.



a)  Use la  densidad del  agua para  calcular el  volumen descargado cada vez.


Masa
Volumen
10.015
10.06229278 ml
10.022
10.06932583ml
10.018
10.06530694ml
10.016
10.0632975ml
10.010
10.05726917ml




c) halle la  desviación estándar en  la medida de  los  volúmenes.
4.255624673x10 -3

d)  Exprese  el  volumen  calculado,  que es  el  que realmente descarga la pipeta, incluyendo la desviación estándar  obtenida.




 

                10.05924282                    10.063498444                     10.06775407
                Valor mínimo                    valor promedio                    valor máximo



e)  Si  en  otro  experimento un  estudiante utiliza   el  valor de 5.00 ml como el  volumen que descarga la pipeta ,  ¿Cuál  será el  porciento de error en  su  medida si  se  toma como verdadero el  valor del  volumen que ustedes acaban de calcular?

.063%


4.- Complete  la  siguiente  tabla:


Tipo de  Mechero
Uso
Características principales
Imagen
Bunsen.
Logra regular el flujo de aire que aporta el oxígeno necesario para llevar a cabo la combustión con formación de llama en la boca o parte superior del tubo vertical
Está constituido por un tubo vertical que va enroscado a un pie metálico con ingreso para el flujo del combustible, el cual se regula a través de una llave. En la parte inferior del tubo vertical existen orificios y un anillo metálico móvil o collarín también horadado. 
Teclú.
Logra regular el flujo de aire que aporta el oxígeno necesario para llevar a cabo la combustión con formación de llama en la boca o parte superior del tubo vertical
Está constituido por un tubo vertical ensanchado en su zona baja con forma de campana, el cual va enroscado a un pie metálico con ingreso para el flujo de combustible, el cual se regula a través de una llave ubicada a la salida del reservorio del mismo. En la parte inferior presenta una roldana ajustable
 Mecker o Fischer.

Es muy usado en la preparación de medios de cultivo microbiológicos y esterilización de áreas de trabajo.
Tiene un diseño básico similar al Mechero Bunsen, diferenciándose de éste en que presenta una placa de criba (placa metálica con hoyos, en su boca). Esta placa multi horadada permite una llama generada por un número de llamas tipo Bunsen igual al número de orificios presente en la placa usada. Este artificio permite una calefacción más uniforme y un trabajo a mayores temperaturas. 
De Alcohol
Se utiliza en laboratorio para hacer combustión.
Poseen una mecha impregnada de alcohol, que es la que arde.
Es una fuente de calor, de baja intensidad, que funciona con alcohol etílico. Como un accesorio de seguridad se utiliza una pieza que en caso de accidente, cubre la entrada de oxígeno, de manera que el fuego se sofoca. 

5.- Complete la tabla



Utensilio de laboratorio
Tipo de  material
Uso
Imagen
Retorta
Vidrio
Destilación de sustancias que se colocan dentro y luego se someten a calor.
Refrigerante rosario
Vidrio
Se usa como condensador en las desilaciones.
Refrigerante  serpentín
Vidrio
Se usa para condensar líquidos.
Desecador
vidrio
Se usa para sacar la ultima fracción de agua de muestras que ya están casi secas
Canastilla de calentamiento

Proporciona el calor a la mezcla a destilar
Embudo  Buchner
porcelana
Cumple casi la misma función que el embudo normal solo que este puede  filtrar sólidos mas amplios.
Triangulo de porcelana
Porcelana
Sirve para sostener matraces
Caja  petri
Cristal o plástico
Se usa para el cultivo de cristales, bacterias y microorganismos
Embudo  de decantación
vidrio
Se usa para la separación de líquidos inmiscibles  o insolubles
Crisol
porcelana
Se usa para calentar, fundir, quemar y calcinar sustancias


6.- Explique  en que  unidades se obtiene la  absorbancia y transmitancia de la  lectura de un espectrofotómetro,  además con esos  valores que se puede determinar.


Unidades
Uso de los valores
Ejemplo
Absorbancia
Sus unidades van de 0 a 2
La capacidad de un cuerpo para absorber parte de la luz que se le emite
Se le hace pasar luz a un cuerpo traslúcido. Si la intensidad del color se amplifica, el objeto tiene gran absorbancia de luz
Transmitancia
Porcentaje %
Cantidad de radiación que pasa por la muestra y alcanza el detector
Una solución limpiada, no absorbente muestra una lectura de 100%

PARTE III.  MECHERO BUNSEN

En esta parte de la práctica se persiguen los siguientes objetivos:
-          Conocer el fundamento del mechero Bunsen.
-          Conocer los principales elementos que lo constituyen.
-          Aprender a encenderlo y a usarlo correctamente.
-          Distinguir las zonas más importantes de la llama.
Conceptos básicos
Comburente: Se define como comburente a toda mezcla de gases en el cual el oxígeno está  en proporción suficiente para que se produzca la combustión. El comburente normal es el aire que contiene aproximadamente un 21% de oxígeno.
Para que se produzca la combustión es necesaria la presencia de una proporción mínima de oxígeno, que por regla general va de un 15% hasta en casos extremos de un 5%.
En situaciones donde no existe oxígeno o en donde se desea una combustión fuerte y muy energética, se puede usar oxígeno gaseoso o líquido, como es en el caso de los cohetes usados en los transbordadores espaciales.
Combustible: Sustancia que reacciona químicamente con otra sustancia para producir calor, o que produce calor por procesos nucleares. El término combustible se limita por lo general a aquellas sustancias que arden fácilmente en aire u oxígeno emitiendo grandes cantidades de calor. Los combustibles se utilizan para calentar, para producir vapor con el fin de obtener calor y energía, para proporcionar energía a los motores de combustión interna, y como fuente directa de energía en aviones y cohetes a propulsión.



Características de los combustibles: La principal característica de un combustible es su poder calorífico, o el calor (que debe medirse en julios, aunque aun se utiliza mucho la caloría) desprendido por la combustión completa de una unidad de masa (kilogramo) del combustible.
Combustión: La combustión es un proceso de oxidación rápida de una sustancia acompañado de un aumento de calor y frecuentemente de luz. En el caso de la química, con el oxígeno de la atmósfera que lleva a la formación de dióxido de carbono, monóxido de carbono y agua, junto con otros productos como dióxido de azufre, que proceden del os componentes menores del combustible. El término combustión también engloba el concepto de oxidación en sentido amplio.
La combustión es una reacción química en la que un elemento combustible se combina con otro comburente (generalmente oxígeno en forma de O2 gaseoso), desprendiendo calor y produciendo un óxido. Los tipos más frecuentes de combustible son los materiales orgánicos que contienen carbono e hidrógeno. El producto de esas reacciones puede incluir monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2), agua (H2O) y cenizas El proceso de destruir materiales por combustión se conoce como incineración.
 Llama: Masa incandescente formada por gases que sufre el proceso de combustión. Las llamas consisten generalmente en una mezcla de oxígeno (o aire) y otro gas, normalmente combustible, como hidrógeno, monóxido de carbono o un hidrocarburo. Si se introduce un objeto frío en la parte exterior de una llama. La temperatura de esa parte descenderá por debajo del punto de combustión, y se desprenderán carbono y monóxido de carbono sin quemar.
MECHERO BUNSEN
Es uno de los instrumentos para calentamiento que más se utilizan en el laboratorio es el Mechero de Bunsen. Consta de las siguientes partes:
a) Tubo lateral: permite la entrada de gas al mechero y se conecta por medio de una manguera de hule a la fuente de gas.
b) Tubo recto: parte perpendicular al tubo lateral en donde el gas y el aire se mezclan antes de quemarse (principio de Bunsen).
c) Collar móvil: aro que rodea al tubo recto, por la parte inferior, provisto de agujeros que permiten regular la entrada de aire.







Encendido del Mechero

 Manteniendo cerrada la entrada de aire mediante el anillo giratorio, se abre la llave de paso del gas (previamente se habrá abierto la llave de paso general de la instalación, en caso de haberla) y se deja que expulse el aire contenido en la chimenea. A continuación, se acerca un cerillo encendido a la boca del mechero. Se producirá la llama que será grande y amarilla. Gradualmente se abren los orificios de entrada de aire hasta que la llama se coloree de azul. Si se sigue abriendo la entrada de aire se obtiene la llama con mayor poder calorí­fico.

Estudio de la llama

 Cuando la combustión se produce con exceso de aire, ésta es total y la llama es muy calorí­fica, oxidante, porque sobra oxígeno, y prácticamente incolora.








Conclusión

En un laboratorio químico hay distintos equipos e instrumentos de trabajo, los cuales cuentan cada uno con una función y uso específico para llevar a cabo los objetivos de experimentación y obtener análisis y conjeturas acerca de los resultados que se obtienen al final. Para concluir, cabe destacar  que a través de la práctica se aprendió a reconocer cada una de estas herramientas, el material del que están fabricadas, así como el uso que se les da, por lo tanto, se puede decir que se cumplió el objetivo principal y que más adelante el reconocimiento del equipo del laboratorio ya no será ajeno y se espera que se maneje con mayor fluidez.

Referencias

Instrumentación Científico Técnica. Propiedades químicas.  Recuperado el 23 de enero de 2013, de:


Universidad de la República Uruguay. Química y estructura de la madera. Recuperado el 23 de enero de 2013, de:


Uso del material y equipo del laboratorio. Material de laboratorio. Recuperado el 23 de enero de 2013, de:


Lawieth E. Instrumentos de laboratorio. Recuperado el 23 de enero de 2013, de:

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Núñez E. En relación al secado y a los secadores (2008). Recuperado el 23 de enero de 2013, de:


News letter. noticias y artículos. Errores en las mediciones  (2010). Recuperado el 23 de enero de 2013, de:

Parmer C. Experiencias de laboratorio (2012). Recuperado el 23 de enero de 2013, de:

Blog enfocado en temáticas de química. TP Laboratorio químico (2008). Recuperado el 23 de enero de 2013, de:

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