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Práctica 1: TÉCNICAS BÁSICAS DE LABORATORIO, Ejercicios de Química

Objetivos ● Introducir al estudiante en los procedimientos comunes del laboratorio de química ● Usar apropiadamente instrumentos de laboratorio tales como balanzas y material volumétrico. ● Ilustrar los conceptos de precisión, exactitud e incertidumbre

Tipo: Ejercicios

2022/2023

Subido el 05/04/2023

juliana-lopez-santos
juliana-lopez-santos 🇨🇴

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DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE QUÍMICA-QUIM
TÉCNICAS BÁSICAS DE LABORATORIO
1. Objetivos
Introducir al estudiante en los procedimientos comunes del laboratorio de química
Usar apropiadamente instrumentos de laboratorio tales como balanzas y material
volumétrico.
Ilustrar los conceptos de precisión, exactitud e incertidumbre.
2. Materiales
Vaso de precipitado de 100 mL
Bureta de 25 mL
Pipeta aforada de 5 o 10 mL
Erlenmeyer de 100 mL
Soporte universal y pinzas para bureta
Termómetro
Gotero
Frasco lavador
3. Precauciones
Tenga cuidado de usar adecuadamente la balanza y de tomar siempre el material de vidrio
con guantes
4. Parte experimental
4.1. Calibración de Material volumétrico
4.1.1. Calibración de una bureta.
Lave con agua y jabón una bureta de 25 mL y luego purguela con agua destilada.
Coloque la bureta en su soporte (ver figura 1), llénela con agua destilada hasta que
el nivel del líquido esté por encima de 0.0 mL, asegúrese de que no queden
burbujas en la parte inferior de la llave de la bureta.
Abra cuidadosamente la llave hasta que la parte inferior del menisco del líquido
esté en 0.0 mL.
Pese un erlenmeyer de 100 mL limpio y seco.
Descargue en el erlenmeyer 5 mL de agua y péselo para determinar la masa de
agua adicionada.
Adicione otros 5mL y vuelva a registrar la masa del volumen adicionado.
Continué, siguiendo el mismo procedimiento, hasta vaciar los 25 mL de la bureta.
Nota 1. Si utiliza una bureta de 50 mL, adicione de a 10 mL.
Determine la temperatura del agua utilizada.
El mismo procedimiento de calibración de la bureta debe realizarse por triplicado.
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PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE QUÍMICA-QUIM

TÉCNICAS BÁSICAS DE LABORATORIO

1. Objetivos

● Introducir al estudiante en los procedimientos comunes del laboratorio de química

● Usar apropiadamente instrumentos de laboratorio tales como balanzas y material

volumétrico.

● Ilustrar los conceptos de precisión, exactitud e incertidumbre.

2. Materiales

● Vaso de precipitado de 100 mL

● Bureta de 25 mL

● Pipeta aforada de 5 o 10 mL

● Erlenmeyer de 100 mL

● Soporte universal y pinzas para bureta

● Termómetro

● Gotero

● Frasco lavador

3. Precauciones

Tenga cuidado de usar adecuadamente la balanza y de tomar siempre el material de vidrio

con guantes

4. Parte experimental

4.1. Calibración de Material volumétrico

4.1.1. Calibración de una bureta.

● Lave con agua y jabón una bureta de 25 mL y luego purguela con agua destilada.

● Coloque la bureta en su soporte (ver figura 1), llénela con agua destilada hasta que

el nivel del líquido esté por encima de 0.0 mL, asegúrese de que no queden

burbujas en la parte inferior de la llave de la bureta.

● Abra cuidadosamente la llave hasta que la parte inferior del menisco del líquido

esté en 0.0 mL.

● Pese un erlenmeyer de 100 mL limpio y seco.

● Descargue en el erlenmeyer 5 mL de agua y péselo para determinar la masa de

agua adicionada.

● Adicione otros 5mL y vuelva a registrar la masa del volumen adicionado.

Continué, siguiendo el mismo procedimiento, hasta vaciar los 25 mL de la bureta.

Nota 1. Si utiliza una bureta de 50 mL, adicione de a 10 mL.

● Determine la temperatura del agua utilizada.

● El mismo procedimiento de calibración de la bureta debe realizarse por triplicado.

PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE QUÍMICA-QUIM Figura 1. Montaje experimental para uso de la bureta Figura 2. Pipeta aforada Figura 3. Picnómetro

4.1.2 Calibración de una pipeta aforada

● Tome 100 mL de agua destilada en un vaso de precipitado limpio.

● Tome una pipeta aforada de 5 o 10 mL (ver figura 2), lávela y púrguela.

● Determine y anote la masa de un erlenmeyer de 50 mL, previamente lavado y seco.

● Con la ayuda de una pera o pipeteador (jeringa) llene la pipeta con agua hasta el

aforo.

● Descargue el contenido de la pipeta en el erlenmeyer. Determine y anote la masa

del recipiente y el agua.

● Repita cinco veces el procedimiento sin vaciar el erlenmeyer entre cada réplica.

● Mida la temperatura del agua transferida.

4.2. Determinación de densidad

4.2.1. Calibración del picnómetro

● Tome un picnómetro (ver figura 3) y péselo. Asegúrese que el picnómetro esté

limpio y seco.

● Llene el picnómetro con agua destilada. Solicite ayuda del profesor sobre la forma

correcta de llenar el picnómetro. Registre la masa del picnómetro con agua al igual

que la temperatura de esta última.

4.2.2 Determinación de la densidad de una solución de NaCl

● Purgue el picnómetro con la solución de NaCl dada por el profesor y llene con la

misma el picnómetro. Registre la masa del picnómetro con la solución de NaCl.

PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE QUÍMICA-QUIM

6.3. Determinación de la densidad de una solución de NaCl

● Discuta los resultados en términos de incertidumbre y precisión.

7. Cuestionario adicional.

7.1. ¿Cuál sería el procedimiento para calibrar un balón aforado?

7.2. ¿Por qué se debe calibrar el material volumétrico de un laboratorio de Química?

7.3. Defina precisión y exactitud y explique con qué parámetros estadísticos se relaciona

cada concepto.

Figura 4. Balón aforado

8. Ecuaciones de trabajo y datos de densidad del agua a diferentes temperaturas.

PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE QUÍMICA-QUIM

Tabla 1. Densidad del agua a diferentes temperaturas.

T (°C) 15.0 16.0 17.0 18.0 19.0 20.0 21.0 22. ρ (g·mL -1) 0.9991 0. 90

88

6

84 0.9982 0.9980 0. T (°C) 23.0 24.0 25.0 26.0 27.0 28.0 29.0 30. ρ (g·mL -1) 0.9976 0. 73

71

8

65 0.9963 0.9960 0.

PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE QUÍMICA-QUIM Ecuación de la recta: y = 4,9638x + 0, R^2 = 1

4.1.2. Calibración de una pipeta aforada.

Temperatura (°C): 21.2°C Densidad (g·mL-1): 0. Volumen Pipeta (mL): 74.662 mL Experimen to Ma s a ( g ) Volume n calculad o (mL) 1 4.942 4. 2 9.929 9. 3 14.916 14. 4 19.932 19. 5 24.943 24. Promedio (mL) 14. Incertidumbre (mL) 0.04 7

4.2. Determinación de densidad.

4.2.1. Calibración del picnómetro.

Peso Erlenmeyer (g): 74.513 g

PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE QUÍMICA-QUIM Masa del picnómetro vacío (g): 19.6662g Masa del picnómetro con agua (g): 44.6266g Volumen del picnómetro (mL): 25.0054mL Masa del picnómetro con la solución de NaCl (g): 46.359g Masa de la solución de NaCl (g): 26.6928g Densidad de la solución de NaCl (g·mL-1): 1.067 g·mL- Resultados del Grupo: 1. Grupo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ρ (g·mL- (^1) ):

ρ promedio ( g· mL

− 1

σ ρ ( g· mL

− 1

6. Discusión 6.1. La exactitud mide qué tan cerca se encuentra un instrumento de un valor real de medición. En la calibración de la bureta pudimos observar que su medición del volumen leído es casi exacta al volumen calculado, se diferencia por muy pocos puntos decimales, debido a esto su incertidumbre es muy baja y se podría confiar en su medida. 6.2. La exactitud de una pipeta aforada en cuanto a la masa y el volumen calculado es casi exacta y casi no se diferencia ya que son decimales muy pequeños los que cambian, en cuanto a su precisión es un poco más exacta que la de la bureta. Por último, su incertidumbre es aproximadamente de 0,04. 6.3. La incertidumbre de un picnómetro es baja, pero comparando nuestros resultados con los demás grupos sería considerada alta, pero con la mayoría son densidades similares las que se encontraron a excepción de 3 grupos, en cuanto a su precisión esta es más exacta que la de una pipeta. 7. Cuestionario adicional 7.1. El procedimiento para calibrar un balón aforado sería llenarlo hasta la marca de aforo y en un vaso de precipitado aparte, ya previamente limpiado, secado y pesado, verter el líquido del balón aforado; determinar la masa del vaso y del agua, y repetir este procedimiento tres veces. 7.2. Gracias a la calibración del material volumétrico se pueden definir los valores de incertidumbre y gracias a esto se asegura la fiabilidad de las mediciones realizadas con este material. 7.3. Precisión: Es cómo se mide la exactitud de un instrumento, gracias a esta se puede calcular la eficacia del instrumento utilizado. La precisión está relacionada con la reproducibilidad y la repetibilidad, estas son un estudio denominado R&R del sistema de medición el cual ayuda la investigación, la reproducibilidad define qué tanto de la variabilidad en el sistema de medición es causada por las diferencias entre los operadores, y la repetibilidad define qué tanto la variabilidad en el sistema de medición es causada por el instrumento de medición utilizado. Exactitud: Es la cercanía que tiene el valor obtenido experimentalmente a comparación del valor real. La exactitud está relacionada con el sesgo de una estimación, lo que quiere decir que cuando se expresa la exactitud en un resultado es por medio del error absoluto, y cuanto menor es el sesgo más exacta es una estimación.