61655155 Manual de Lab Oratorio Tqsc 2011 2

5/24/2018 61655155 Manual de Lab Oratorio Tqsc 2011 2

1/84

MSHO RICARDO VICTORIA LEON

1

UNIVERSIDAD AUTNOMA DEL ESTADO DE MXICO

FACULTAD DE QUMICAINGENIERIA QUMICA

LABORATORIO INTEGRALTERMODINMICA &

QUMICA DE SUPERFICIES Y COLOIDES

GRUPO 46VERSIN 2011

FEBRERO JUNIO

MAESTRO EN SEGURIDAD E HIGIENE OCUPACIONAL

RICARDO VICTORIA LEN


2/84


2

INDICE

I.- Introduccin

II.- Seguridad e Higiene en el Laboratorio

III.- Prcticas1.- Propiedades Termodinmicas del agua

2.- Reologa y Reometra del agua

3.- Fuerzas de Adhesin y Cohesin en el agua

4.- Osmosis, Presin Osmtica y Dilisis

5.- Emulsiones

6.- Fenmenos Electrocinticos en el Agua

7.- Suspensiones

8.- Coagulacin, Floculacin y Clarificacin

9.- Fabricacin de un Purificador de Agua


3/84


3

INTRODUCCIN

Este manual esta diseado para estudiantes de ingeniera qumica, pudiendo tambin serusado por otras licenciaturas afines en cuanto a los temas tratados de Qumica de

Superficies y Coloides. Esta destinado a servir de complemento a las materias deTermodinmica y Qumica de Superficies y Coloides, por ello el nombre de esteLaboratorio de Termodinmica y Qumica de Superficies y Coloides, presentado comoun Laboratorio Integral

El curso de Laboratorio de Termodinmica y Qumica de Superficies y Coloides tiene elpropsito de ensearte a llevar a cabo experimentos relacionados con los principalesconceptos del curso terico de Termodinmica, para que puedas verlos ilustrados enalgunos sistemas, muchas veces sencillos; que puedas desarrollar algunos modelos querepresentan los procesos de sistemas en equilibrio termodinmico, a partir delconocimiento de los dispositivos de laboratorio diseados y existentes para la

realizacin de dichas experiencias, cuyas principales caractersticas debers descubrirpara generar un modelo fsico conceptual simple del proceso en cuestin, de modo quela aplicacin de tus conocimientos tericos te permita establecer y comprobar lasrelaciones pertinentes. Luego habrs de identificar, a partir de dichas relaciones, culesson los datos de laboratorio que debers tomar, los parmetros fsicos, qumicos ygeomtricos que debers conocer, as como otra informacin pertinente que debers

buscar, tanto en el laboratorio como en la biblioteca. Una vez que has cumplido estaetapa, ests en la posibilidad de disear tu experimento: elegir un material o sustancia,elaborar un formato de "Hoja de datos de laboratorio" que contenga toda lainformacin requerida por el experimento, planear la secuencia de las actividades adesarrollar en el transcurso del mismo, previendo cuales sern los instrumentos

perifricos de servicio y de medicin que vas a requerir. Estas son las actividades que tepermitirn realizar una experiencia de laboratorio ilustrativa y estimulante, son tupreparacin para obtener el mximo de tu trabajo experimental. En el prereporte de laprctica incluirs todos los aspectos arriba sealados, para mostrar que te has preparadoconvenientemente para llevar a cabo la experiencia. La realizacin misma delexperimento te brindar otras experiencias, aprenders a "mover las manos", perotambin es muy importante que agudices todos tus sentidos, que aprendas a observar yrelacionar lo que sucede en tu sistema y sus alrededores, que interpretes lo que observasde acuerdo a tus conocimientos adquiridos a travs de tus estudios y si lo creesconveniente pruebes mejoras al sistema, tratando de obtener los mejores resultados. Conesto quiero decir que trates de saber por ejemplo, si tu sistema es realmente isotrmico,si est bien agitado, si causas las mnimas perturbaciones posibles al tomar las lecturascon tus instrumentos, si no existen gradientes de presin o densidad indeseables que

podran inducir algn efecto indebido, etc... Hacerte preguntas en este sentido teformarn como profesionista cuidadoso y serio en su trabajo y te permitirn obtener

buenos resultados y la satisfaccin de conocer un poco ms del comportamiento de losmateriales y sistemas de la ingeniera. En esta etapa anotars todos los datos en tu hojade datos de laboratorio y todas las observaciones que consideres importantes, ocurridasen el transcurso del experimento. La tercera etapa es tan importante como las dos

previas. Con tus datos de laboratorio debers encontrar los parmetros o funcionesdeseadas. Cuidars en el reporte de tus resultados el anlisis de las incertidumbres. Esto

te permitir acotar la validez de tus conclusiones y sugerencias. El reporte final es elproducto ntegro de tu trabajo en cada prctica. Debers cuidar que refleje la calidady la cantidad del trabajo realizado y que muestre la variedad y riqueza de tus


4/84


4

experiencias asociadas al desarrollo de la prctica. Por ello debers incluir la mayorparte de las secciones que se te solicitaron en el pre-reporte, pero ahora incorporandotanto las observaciones marcadas por el profesor, como los aspectos que ahora, despusde haber concluido las actividades manuales de la prctica, consideres convenientes. Alescribir el reporte final debers poner nfasis en la claridad, para lo cual debers tener

en mente cules son los objetivos de la prctica y los logros de la misma. Ademsdebers resaltar aquellos aspectos que consideras que podran hacer original o distinta larealizacin de tu prctica con respecto a lo que podra ser lo usual, por ejemplo si usasteuna sustancia que t propusiste, si empleaste algn mtodo alternativo para mediralguna variable o si desarrollaste alguna explicacin interesante para algncomportamiento observado, que hayas podido comprobar que fue importante paraobtener mejoras en tus resultados, etc... Esto da una idea de la creatividad con la que hasabordado la tarea. Debers tener presentes a los potenciales lectores del reporte, paraque al leerlo reciban la impresin deseada, esto es, quepuedan apreciar el valor de tutrabajo. Por ahora esto es importante para que tu evaluacin sea acorde con la calidadde la experiencia adquirida y en el futuro esta habilidad significar mucho para tu

desarrollo profesional. Otra faceta importante es la realizacin del trabajo en equipo.Este es un aspecto importante en tu formacin profesional. Un equipo bien integradodiscute cada una de las actividades, toma acuerdos sobre la manera de realizarlas y laslleva a cabo comunicndose y discutiendo las diversas experiencias, de manera que elreporte resulta un escrito integrado y no meramente un fardo de pequeas secciones sinun hilo conductor ni coherencia interna. El trabajo en equipo es una actividadprofesional que puede ser mas estimulante cuando hay una buena relacin entre losintegrantes del equipo, pero an si ese no es el caso, el logro de los objetivos debera serun aliciente suficiente para llevar a buen trmino el trabajo. No siempre es posibletrabajar nicamente con las personas ms afines a nuestra manera de ser.

Competencias a las que contribuye, y su ubicacin dentro del mapacurricular vigente.

Niveles de Desempeo

El conjunto de prcticas del presente manual te permitir llegar a un desempeo de nivel4 de acuerdo la clasificacin de CONOCER, a saber Nivel 4.- Se desarrollan unconjunto de actividades de naturaleza diversa, en las que se tiene que mostrarcreatividad y recursos para conciliar intereses. Se debe tener habilidad para motivar ydirigir grupos de trabajo.

Las razones por las que asumimos que obtendrs un nivel de desempeo tan alto son:

1. La realizacin de las prcticas en forma y tiempo presupone el dominio de diferenteshabilidades y conocimientos.

2. La elaboracin de un protocolo y un informe por prctica requiere de disciplina ylaboriosidad, as como la utilizacin de herramientas computacionales.

3. Las prcticas debern ser realizadas en equipo, lo que requiere de la participacinarmnica de los elementos. La capacidad de liderazgo deber ser usada en forma ptima

para realizar los diversos pasos de la prctica.


5/84


5

4.- Las prcticas estn diseadas pensando en un factor mnimo de riesgo de trabajopara el alumno; sin embargo la probabilidad de un accidente es factible. Los accidentesno surgen aleatoriamente, normalmente son producto de una serie de acciones que no serealizaron correctamente y esto esta penado en este nivel de competencia, no se puedearriesgar irresponsablemente la integridad del equipo ni del grupo. La sumatoria de un

acto inseguro ms una condicin insegura equivale a darse de baja del curso.

OrganizacinSe formarn equipos de tres personas como mximo, excepcionalmente solo sern doslos participantes del equipo.

Responsabilidades

Es obligatorio el uso de equipo de proteccin personal en cualquier momento ysituacin al ingresar al laboratorio y permanecer dentro del mismo independientementede la actividad que se est realizando, an sea solamente la explicacin de la prctica a

realizar.

Es obligatorio mantener limpio el lugar de trabajo y los implementos que se usen en ellaboratorio. Al trmino de la prctica deber entregarse al laboratorista el lugar detrabajo limpio.

Es obligatoria la disciplina dentro del laboratorio segn se ha indicado por lashabilidades a adquirir en el Nivel 4 y por motivos de seguridad e higiene. Cualquieromisin ser castigada en trminos de la Legislacin Universitaria vigente en lostrminos de las Responsabilidades de los univesitarios

Reporte escrito.

En cada prctica se deber elaborar un reporte escrito, el cual deber entregarse a lafecha siguiente de la prctica. El informe deber ser elaborado en forma individual y

presentado en forma impreso y digital.

Mtodo de asignacin de calificaciones.Tu calificacin ser resultado de los siguientes factores:1. Protocolo 30%2. Reporte 30%3. Desempeo en el laboratorio 40%Total 100%

Para aprobar la asignatura, el alumno deber presentar cuando menos el 80% de lasprcticas realizadas. Sin embargo, para el clculo de la calificacin final se tomar encuenta el total de las prcticas.


6/84


6

PRE-REPORTES Y REPORTES

"Nunca es posible introducir solamente cantidades observables

en una teora. Es la teora quien decide qu se debe observar."

Alberto Einstein, 1926.

Objetivo del Pre Reporte

El pre-reporte tiene el objetivo de mostrar que el/la alumno/a ha realizado el trabajonecesario para efectuar una prctica de laboratorio de manera conciente e informada, paraque la experiencia le resulte estimulante y provechosa, logrando establecer un puente entresus conocimientos tericos del tema y la aplicacin prctica de los mismos.

Sobre la forma de elaborar el pre-reporte (1 al 7)

El pre-reporte deber contener las secciones que se detallan abajo, todas escritas en buen

espaol e impresas en tipo de letra y estilo uniforme, que indiquen un trabajo integrado deequipo entre los alumnos que lo presentan como producto de su trabajo. Las pginasestarn numeradas y seguirn la secuencia del siguiente

Objetivo del Reporte

El reporte final de una prctica tiene el objetivo de mostrar que los/las alumnos/as delequipo han desarrollado un conjunto coordinado de actividades a partir de susconocimientos tericos del tema de la prctica, que les ha permitido disear el experimentoy realizar las mediciones adecuadas; que luego han llevado a cabo el tratamiento y elanlisis de sus datos para obtener resultados cuya validez son capaces de delimitar. A partir

de esta experiencia los alumnos/as son capaces de discutir y elaborar sus conclusiones ysugerencias para mejorar la realizacin de la prctica o podrn, alternativamente, elaboraruna crtica fundamentada para demostrar la invalidez de las teoras o de los procedimientosseguidos en la realizacin de la prctica, de ser el caso.

Sobre la forma de elaborar el reporte (1 al 10)

El reporte deber contener las secciones que se detallan abajo, todas escritas en buenespaol e impresas en tipo de letra y estilo uniforme, que indiquen un trabajo integrado deequipo entre los alumnos que lo presentan como producto de su trabajo. El reporte es unproducto final del trabajo realizado en la prctica, por lo que incluye la mayora de lassecciones consideradas en el pre-reporte, que para la presentacin de este reporte debenincorporar las mejoras sugeridas por el profesor, ms las secciones relativas a la realizacindel experimento y el tratamiento posterior de la informacin obtenida. Las pginas delreporte estarn numeradas y seguirn la secuencia del siguiente

1. PortadaEs la primera pgina del pre-reporte. Deber contener la identificacin completa: LaUniversidad, la Carrera, la Asignatura, la palabra "Pre-reporte", el nombre de la prctica, losnombres de los integrantes del equipo, el nombre del Profesor y la fecha de entrega del pre-reporte.2. ndiceSe enumerarn las secciones y sub-secciones con las respectivas pginas de sus inicios.

3. Objetivos


7/84


7

Se enunciarn en forma breve, completa y numerada los objetivos de la realizacin de laprctica, desde la perspectiva de los integrantes del equipo.4. El equipoSe describir el equipo principal donde se realizan los procesos termodinmicos. Estoincluir un dibujo con las dimensiones aproximadas y una descripcin de los procesos

termodinmicos que se llevarn a cabo en el sistema.5. Fundamentos tericos y su aplicacinEl propsito de esta seccin es desarrollar las relaciones que permiten describir los procesostermodinmicos que se llevan a cabo en el sistema. A partir de estas relaciones se estimarnlas cantidades o parmetros de inters, solicitados en los resultados. Esta seccinconstade las siguientes sub-secciones:5.1 Principios termodinmicosSe identificarn y enunciarn los principios termodinmicos dominantes que se llevarna cabo en el equipo y se har una representacin idealizada del mismo, mediante undiagrama, incorporando la identificacin de los parmetros geomtricos y las variablesimportantes.

5.2 HiptesisSe establecern las hiptesis pertinentes que corresponden al modelo fsicosimplificado.Las hiptesis estarn numeradas y cada una seguida por una justificacinespecfica suficiente.5.3 Modelo matemticoSe definirn los sistemas donde se establecern los principios y conceptostermodinmicos. Se identificarn las variables y su significado en un diagrama de cadasistema. Se indicar que el desarrollo completo, que lleva de los principios a lasecuaciones de trabajo, se encuentra en el Apndice X, donde se elaborarn los modelosa detalle, cuando sea pertinente. En el cuerpo del trabajo se incluirn los elementos

principales del modelo matemtico que son:

Las ecuaciones que corresponden a las relaciones termodinmicas, numeradas. La solucin correspondiente al conjunto de relaciones en juego. Las expresiones finales (ecuaciones de trabajo) para determinar las propiedades

o variables de inters, objetivo de la prctica. Si se requiere de una calibracin del equipo, el desarrollo que permite conocer

el parmetro calibrado a partir de las expresiones para un sistema elegido coneste fin.

6. Diseo de la prcticaEl propsito de esta seccin es determinar los elementos y procedimientos necesarios

para el desarrollo de la prctica y consta de las siguientes sub-secciones:

6.1 Variables y parmetrosA partir de las expresiones finales para determinar las variables de inters, seidentificarn las cantidades a ser medidas y los parmetros que es necesario conocer yse propondr la manera de adquirir la informacin necesaria para cada uno de loselementos anteriores, indicando las fuentes (referencias) de las correlaciones o valores ausar, as como la precisin necesaria (por ejemplo, una longitud se requiere en cm, mm,0.1 mm, m, u otro nivel de precisin).6.2 Eleccin del sistemaCuando sea pertinente, se presentar un conjunto de sustancias de inters, candidatas aser utilizadas como sistema de estudio, que por sus propiedades renan lascaractersticas compatibles con las hiptesis que corresponden a la naturaleza de los

compuestos qumicos a ser usados. Esto puede necesitar algunas estimacionestermodinmicas, (por ejemplo de la idealidad de una determinada sustancia), cuidando


8/84


8

adems los aspectos de seguridad, toxicologa y economa. En un Apndice Y se incluir lainformacin relativa acada una de estas sustancias. En el texto principal se indicarn lasrazones para elegir una de las opciones y se definir el sistema. Si se requiere unacalibracin, se elegir tambin la sustancia para calibrar, indicando las razones de sueleccin.

6.3 Hoja de datosEn una hoja completa se elaborar un formato para recabar todos los datos necesarios parala realizacin de la prctica. Esta hoja contendr en su encabezado

El nombre de la prctica La identificacin del equipo que la realiza y la fecha de realizacin Adems

contendr los siguientes campos, indicando en cada caso las unidades requeridas: Los parmetros estimados Los parmetros medidos Las variables medidas, con su tabulacin con respecto a otras variables (por

ejemplo con respecto a la temperatura, para procesos isotrmicos) de ser necesario,as como las repeticiones de las lecturas

Si se requiere una calibracin, elaborar los puntos anteriores necesarios pararealizarla y repetir los pertinentes para el sistema desconocido (el problema)

Hacer una copia de esta hoja de datos, para ser entregada al profesor el da que serealice la prctica, con la informacin experimental y de los parmetros estimados,completa.6.4 Equipo y materialesSe har una lista de los equipos e instrumentos necesarios para las mediciones y otra paralos materiales, indicando las cantidades necesarias.6.5 Desarrollo de la prcticaSe describirn en forma secuencial y numerada las actividades a desarrollar durante la

realizacin de la prctica, anotando los aspectos que se consideren importantes para lacorrecta realizacin de las actividades (por ejemplo, cuidar que el nivel de un lquido norebase determinada altura, que un instrumento est seco o que un lquido se introduzcaresbalando manteniendo el recipiente inclinado, etc...).7. ReferenciasTodas las referencias debern estar mencionadas en algn lugar del texto. La manerade mencionarlas ser por ejemplo:"... este modelo se encuentra resuelto en Felder y Rousseau (1991)."Correspondiendo a esta mencin, en la seccin de referencias se incluir:Felder, R.M. y Rousseau, R.W., 1991.Principios Elementales de los Procesos QumicosAddison Wesley Iberoamericana (Segunda edicin).

Es decir que un libro referido incluye los siguientes datos en forma ordenada: Apellido e iniciales de los autores (o de los editores) Ao de publicacin de la edicin consultada Ttulo del libro (en letra itlica) Editorial Edicin. Si se trata de un libro colectivo, donde los captulos son escritos por diversos

autores y la referencia es de un captulo en particular, se seguir el siguiente orden: Apellido e iniciales de los autores del captulo Ao de publicacin de la edicin consultada

Ttulo del captulo (en letra romana) La palabra "En"


9/84


9

Ttulo del libro o manual (en letra itlica) Apellido e iniciales de los editores del libro, seguidos de la abreviacin "(eds.)" Editorial Edicin.

7. Realizacin de la prctica

7.1 MedicionesSe incorporar la hoja de datos original, con la informacin completa de lasmedicionesoriginales y de los parmetros y/o valores de la literatura. Cuando la hoja dedatos original haya sufrido modificaciones mayores, al estar realizando la prctica, seelaborar una hoja de datos modificada, con toda la informacin necesaria en ella, haciendoun comentario autocrtico sobre los cambios requeridos por la hoja original.7.2 ObservacionesSe har una lista de las observaciones de inters, a juicio de los integrantes del equipo,realizadas durante la realizacin del experimento, indicando en qu reside su inters para lamateria de estudio.8. Anlisis de datos y resultados

En esta seccin se har el tratamiento de las mediciones de laboratorio para obtener comoresultado los parmetros o funciones propuestas como objetivos especficos de la prctica.128.1 ClculosLa informacin de la hoja de datos se verter en una hoja deExcel, tambin se podr usar

Matemtica o MathLab, y se realizarn las operaciones pertinentes, de acuerdo a lasexpresiones desarrolladas a partir del modelo, para encontrar los resultados.8.2 Anlisis estadstico y resultadosDe acuerdo con las escalas de los instrumentos, se incluirn solamente las cifrassignificativas en los resultados. Se har un anlisis estadstico, considerando lasrepeticiones, para reportar los resultados finales con sus incertidumbres.8.3 GrficasSi es el caso, se elaborarn grficas por computadora, para representar el comportamientode las variables medidas. Se graficarn los valores experimentales con sus incertidumbresy se incluir la estimacin terica del modelo. Tambin se incorporarn otras grficasrequeridas, a juicio de los alumnos o solicitadas especficamente en el instructivo de la

prctica correspondiente. Las grficas se podrn incorporar a la sub-seccin de anlisis yresultados, si lo consideran conveniente.8.4 Discusin y conclusionesSe compararn los resultados obtenidos con otros conocidos, ya sea de la literatura o deexperimentos realizados previamente. Con esta informacin los integrantes del equipoelaborarn sus conclusiones, con una actitud crtica y autocrtica.8.5 Sugerencias y recomendaciones

Como resultado de su experiencia, los integrantes del equipo propondrn aqu lo queconsideren que puede mejorar la realizacin del experimento.9. Referencias*10. Apndices*En los Apndices se incluirn, adems de los mencionados sobre el desarrollo del modelo ylas propiedades de los materiales, aquellos que son necesarios para la documentacincompleta del trabajo realizado, pero cuya inclusin en el texto principal lo hara pesado odistraera la atencin de la secuencia de ideas hacia discusiones complementarias.


10/84


10

UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL ESTADO DE MEXICOFACULTAD DE QUIMICAINGENIERIA QUIMICA

LABORATORIO DE TERMODINAMICA Y QUIMICA DE SUPERFICIES YCOLOIDES

GRUPO 46SEGURIDAD EN EL LABORATORIO

NORMAS APLICABLES

La Normalizacin es el proceso mediante el cual se regulan las actividadesdesempeadas por los sectores tanto privado como pblico, en materia desalud, medio ambiente en general, comercial, industrial y laboralestableciendo reglas, directrices, especificaciones, atributos, caractersticas, oprescripciones aplicables a un producto, proceso o servicio.

Esta actividad se realiza a travs de la expedicin de las normas que puedenser de 3 tipos principalmente:

a.- Las Normas Oficiales Mexicanas (NOMs) que son las regulaciones tcnicasde observancia obligatoria expedidas por las dependencias competentes,conforme a las finalidades establecidas en el artculo 40 de la Ley Federalsobre Metrologa y Normalizacin, y las cuales estn encaminadas a regular losproductos, procesos o servicios, cuando stos puedan constituir un riesgolatente tanto para la seguridad o la salud de las personas, animales yvegetales as como el medio ambiente en general.

b.- Las Normas Mexicanas (NMX's) que son las elaboradas por un organismonacional de normalizacin, o la Secretara de Economa, en trminos de lodispuesto por el artculo 51-A de la Ley Federal sobre Metrologa yNormalizacin, y tienen como finalidad establecer los requisitos mnimos decalidad de los productos y servicios de que se trate, con el objeto de brindarproteccin y orientacin a los consumidores. Su aplicacin es voluntaria, conexcepcin de los siguientes casos: 1) Cuando los particulares manifiesten quesus productos, procesos o servicios son conformes con las mismas, 2) Cuandoen una NOM se requiera la observancia de una NMX para fines determinados,y

c.- Las que elaboran las entidades de la administracin pblica para aplicarlasa los bienes o servicios que adquieren, arrienden o contratan cuando lasnormas mexicanas o internacionales no cubran los requerimientos de lasmismas o sus especificaciones resulten obsoletas o inaplicables que sedenominan normas de referencia.

Toda empresa que se quiera crear, ya sea que venda un producto u ofrezcaun servicio, tiene que cumplir con ciertos lineamientos que le facilitarn unmayor posicionamiento y ms seguro en el mercado, as como un incrementoen la calidad del bien o servicio del que se trate.

Las normas en esencia constituyen un conjunto de prcticas que debeninvestigarse, con el objeto de saber cules son todas aqullas que deben


11/84


11

observarse en el giro que se propone desempearse. Es altamenterecomendable informarse con mayor detalle al respecto, puesperidicamente surgen nuevas prcticas que tanto los prestadores de servicioscomo los productores deben cumplir, en especial para competireficientemente en el mercado. Existen normas especficas para cada giro

determinado, en el recuadro siguiente se muestran algunos ejemplos denormas aplicables al giro:

Nombre Nmero Fecha Descripcin Contenido General

NORMAS DE CALIDAD:

Aseo personal Champspara el cabello y elcuerpo

NOM-K-477- 1982 Especificaciones y caractersticas de losChamps.

Productos de perfumeray belleza

NOM-039-SSAI-1993

10/3/1995 Determinacin de los ndices de irritacinocular, primaria drmica y sensibilizacin.

Productos de perfumeray belleza

NOM-089-SSAI-1994

25/9/1995 Mtodos para la determinacin delcontenido microbiano en productos de

belleza.AGUAS:

Descarga de aguasresiduales en Aguas yBienes Nacionales

NOM-001-ECOL-1996

7/1/1997 Establece los lmites mximos permisibles decontaminantes en las descargas de aguasresiduales.

CONTAMINACIN ATMOSFRICA:

Fuentes Fijas NOM-085-ECOL-1994

2/12/1994 Niveles mximos permisibles de emisin a laatmsfera de humos, partculas suspendidastotales, bixido de azufre y xidos denitrgeno.

Fuentes fijas NOM-043-ECOL-1993

22/10/1993 Niveles mximos permisibles de emisin a laatmsfera de partculas slidas.

RESIDUOS PELIGROSOS:

Residuos peligrosos NOM-052-ECOL-1993

22/10/1993 Caractersticas de los residuos peligrosos,listado y los lmites que hacen a un residuopeligroso por su toxicidad al ambiente.

RUIDO:

Fuentes fijas NOM-081-ECOL-1994

13/1/1995 Establece lmites mximos permisibles deemisin de ruido de las fuentes fijas y sumtodo de medicin.

NORMAS DE HIGIENE INDUSTRIAL:

Medio ambiente laboral NOM083-STPS-1994

23/11/1995 Determinacin de sustancias qumicas en elaire, mtodo de cromatografa de gases.

Medio ambientelaboral NOM-080-STPS-1993 14/1/1994 Determinacin del nivel sonorocontinuo equivalente al que seexponen los trabajadores en loscentros de trabajo.

NORMAS DE SEGURIDAD:

Seguridad NOM-106-STPS-1994

11/1/1996 Polvo qumico seco tipo BC, a base debicarbonato de sodio.


16/1/1996 Prevencin tcnica de accidentes enmquinas y equipos que operan en lugarfijo. Protectores y dispositivos de seguridad,tipos y caractersticas.


12/84


12


18/7/1997 Condiciones de seguridad e higiene para elfuncionamiento de los recipientes sujetos apresin y generadores de vapor o calderasque operan en los centros de trabajo.

Seguridad e higiene NOM-001-STPS-1993

8/6/1994 Condiciones de seguridad e higiene en lasedificaciones, locales, instalaciones y reasde los centros de trabajo.


20/7/1994 Condiciones de seguridad para laprevencin y proteccin contra incendio enlos centros de trabajo.


13/6/1994 Sistemas de proteccin y dispositivos deseguridad en la maquinaria, equipos yaccesorios en los centros de trabajo.


3/12/1993 Condiciones de seguridad en los centros detrabajo para el almacenamiento, transportey manejo de sustancias inflamables ycombustibles.


3/12/1993 Condiciones de seguridad e higiene para laestiba y desestiba de los materiales en loscentros de trabajo.


8/7/1994 Condiciones de seguridad e higiene en loscentros de trabajo donde se produzcan,almacenen o manejen sustancias qumicascapaces de generar contaminacin en elmedio ambiente laboral.


6/7/1994 Condiciones de seguridad e higiene en loscentros de trabajo donde se genere ruido.

Seguridad e higiene NOM-016-STPS-

1993

6/7/1994 Condiciones de seguridad e higiene en los

centros de trabajo referente a ventilacin.


24/5/1994 Equipo de proteccin personal para lostrabajadores en los centros de trabajo.


22/10/1997 Constitucin y funcionamiento de lasComisiones de Seguridad e Higiene en loscentros de trabajo.

Clave Fecha Descripcin

NOM-031-SCT4-1996 1999-02-02 Requisitos que deben cumplir los extintores porttilespara combatir incendios en embarcaciones y
http://enviar%28%27nom-031-sct4-1996%27%29/http://enviar%28%27nom-031-sct4-1996%27%29/


13/84


13

artefactos navales.

NOM-045-SCFI-2000 2001-02-23Instrumentos de medicin-Manmetros paraextintores..(Para saber la fecha de vigencia, favor deconsultar el texto de la NOM)

NOM-100-STPS-1994 1996-01-08 Seguridad-Extintores contra incendio a base de polvoqumico seco con presin contenida-Especificaciones.

NOM-101-STPS-1994 1996-01-08 Seguridad-Extintores a base de espuma qumica.

NOM-102-STPS-1994 1996-01-10Seguridad-Extintores contra incendio a base debixido de carbono. Parte 1. Recipientes.

NOM-103-STPS-1994 1996-01-10Seguridad-Extintores contra incendio a base de aguacon presin contenida.

NOM-154-SCFI-2005 2005-12-26Equipos contra incendio-Extintores-Servicio demantenimiento y recarga.

NOM-157-SCFI-2005 2005-10-21

Equipo de proteccin contra incendio-Extintores como

dispositivo de seguridad de uso en vehculos deautotransporte particular, pblico y de carga engeneral- Especificaciones y mtodos de prueba.

Normas de seguridad e higiene en el laboratorio de qumica

Normas referentes a la instalacin

1. Las ventanas y puertas han de abrir adecuadamente, ya que en caso dehumos excesivos es necesaria la mxima ventilacin y en caso de incendio, lamnima.

2. Las mesas, sillas taburetes, suelos, etc., y el mobiliario en general debenestar en buen estado para evitar accidentes.3. Los grifos de agua y los desages no deben tener escapes que haganresbaladizo el suelo y pudran la madera. Los desages deben permitir bien elpaso de agua.4. Los enchufes o cables elctricos no deben estar rotos o pelados; en caso deque sea as deben sustituirse inmediatamente o protegerse para que nopuedan tocarse. Nunca deben ir por el suelo de forma que se puedan pisar.5. Los armarios y estanteras deben ofrecer un almacenamiento para aparatosy productos qumicos y estar siempre en perfecto orden.

Normas personales

1. Cada grupo se responsabilizar de su zona de trabajo y de su material.2. La utilizacin de bata es muy conveniente, ya que evita que posiblesproyecciones de sustancias qumicas lleguen a la piel.3. Es muy aconsejable, si se tiene el pelo largo, llevarlo recogido o metido en laropa, as como no llevar colgantes.4. En el laboratorio no se podr fumar, ni tomar bebidas ni comidas.
http://enviar%28%27nom-045-scfi-2000%27%29/http://enviar%28%27nom-100-stps-1994%27%29/http://enviar%28%27nom-101-stps-1994%27%29/http://enviar%28%27nom-102-stps-1994%27%29/http://enviar%28%27nom-103-stps-1994%27%29/http://enviar%28%27nom-154-scfi-2005%27%29/http://enviar%28%27nom-157-scfi-2005%27%29/http://enviar%28%27nom-157-scfi-2005%27%29/http://enviar%28%27nom-154-scfi-2005%27%29/http://enviar%28%27nom-103-stps-1994%27%29/http://enviar%28%27nom-102-stps-1994%27%29/http://enviar%28%27nom-101-stps-1994%27%29/http://enviar%28%27nom-100-stps-1994%27%29/http://enviar%28%27nom-045-scfi-2000%27%29/


14/84


14

Normas referentes a la utilizacin de productos qumicos

1. Antes de utilizar un determinado compuesto, asegurarse bien de que es elque se necesita; para ello leeremos, si es preciso un par de veces, el rtulo quelleva el frasco.2. No devolver nunca a los frascos de origen los sobrantes de los productosutilizados.4. Es de suma importancia que cuando los productos qumicos de desecho seviertan en las pilas de desage, aunque estn debidamente neutralizados,enseguida circule por el mismo abundante agua.5. No tocar con las manos, y menos con la boca, los productos qumicos.6. No pipetear con la boca los productos abrasivos. Utilizar la bomba manual ouna jeringuilla.

7. Los cidos requieren un cuidado especial. Cuando queramos diluirlos, nuncaecharemos agua sobre ellos; siempre al contrario, es decir, cido sobre elagua.8. Los productos inflamables no deben estar cerca de fuentes de calor, comoestufas, hornillos, radiadores, etc.

Las manos se protegern con guantes o trapos cuando se introduzca un tapnen un tubo de vidrio.

Normas referentes a la utilizacin de gas

1. El uso del gas butano requiere un cuidado especial: si se advierte su olor,cerrar la llave y avisar al profesor.2. Si se vierte un producto inflamable, crtese inmediatamente la llave generalde gas y ventilar muy bien el local.

Sustancias qumicas peligrosas

Las sustancias qumicas se clasifican, en funcin de su peligrosidad, en:

Explosivos.Sustancias y preparados que pueden explosionar bajo el efecto de una llama.

Comburentes.Sustancias y preparados que, en contacto con otros, particularmente con losinflamables, originan una reaccin fuertemente exotrmica.

Extremadamente inflamables.Sustancias y productos qumicos cuyo punto de ignicin sea inferior a 0C, y supunto de ebullicin inferior o igual a 35C.

Fcilmente inflamables. Se definen como tales:

Sustancias y preparados que, a la temperatura ambiente, en el aire y sinaporte de energa, puedan calentarse e incluso inflamarse.


15/84


15

Sustancias y preparados en estado lquido con un punto de ignicin igual osuperior a 0C e inferior a 21C.

Sustancias y preparados slidos que puedan inflamarse fcilmente por laaccin breve de una fuente de ignicin y que continen quemndose o

consumindose despus del alejamiento de la misma.

Sustancias y preparados gaseosos que sean inflamables en el aire a presinnormal.

Sustancias y preparados que, en contacto con el agua y el aire hmedo,desprendan gases inflamables en cantidades peligrosas.

Inflamables.Sustancias y preparados cuyo punto de ignicin sea igual o superior a 21C einferior a 55C.

Muy txicos.Sustancias y preparados que por inhalacin, ingestin o penetracin cutneapuedan entraar riesgos graves, agudos o crnicos, e incluso la muerte.

Nocivos.Sustancias y preparados que por inhalacin, ingestin o penetracin cutneapuedan entraar riesgos de gravedad limitada.

Corrosivos. Sustancias y preparados que en contacto con los tejidos vivospuedan ejercer sobre ellos una accin destructiva.

Irritantes. Sustancias y preparados no corrosivos que por contacto inmediato,prolongado o repetido con la piel o mucosas pueden provocar una reaccininflamatoria.

Peligrosos para el medio ambiente. Sustancias y preparados cuya utilizacinpresente o pueda presentar riesgos inmediatos o diferidos para el medioambiente.

Carcingenos. Sustancias y preparados que por inhalacin, ingestin openetracin cutnea puedan producir cncer o aumento de su frecuencia.

Teratognicos. Sustancias y preparados que por inhalacin, ingestin openetracin cutnea puedan inducir lesiones en el feto durante su desarrollointrauterino.

Mutagnicos. Sustancias y preparados que por inhalacin, ingestin openetracin cutnea puedan producir alteraciones en el material gentico delas clulas.

Algunas de estas sustancias se reflejan en el etiquetado de los productos

qumicos mediante un smbolo o pictograma, de manera que se capte laatencin de la persona que va a utilizar la sustancia.


16/84


16

DUCHAS DE SEGURIDAD Y FUENTES LAVAOJOS

En las proximidades de los puestos de trabajo o lugares en que se manipulen oalmacenen compuestos inflamables, irritantes, corrosivos o txicos en general,debe existir un sistema que permita la rpida descontaminacin de unapersona que sufra una proyeccin o que salga corriendo.El sistema habitualmente esta constituido por una ducha de seguridad y una

fuente lavaojos alimentada con agua potable a una temperaturacomprendida entre 20 y 40 C. La instalacin deber estar a menos de 8 m delos puestos de trabajo, al objeto de que una posible proyeccin o salpicaduraa los ojos sea atendida en menos de 15 segundos. Se trata de evitar as losdaos irreversibles que aparecen tras este tiempo de actuacin del txicosobre el ojo El disponer de un sistema de ducha-lavaojos no lleva implcito queno se tengan que tomar las medidas de proteccin habituales en loslaboratorios.

Bibliografa

http://mx.geocities.com/seg_y_prod/serv03.htmhttp://www.pharmaportal.com.ar/tem_seguridad_05.htm

SEALES DE ADVERTENCIA
http://mx.geocities.com/seg_y_prod/serv03.htmhttp://www.pharmaportal.com.ar/tem_seguridad_05.htmhttp://www.pharmaportal.com.ar/tem_seguridad_05.htmhttp://mx.geocities.com/seg_y_prod/serv03.htm


17/84


17

SEALES DE PROHIBICIN

SEALES DE OBLIGACIN

SEALES RELATIVAS A LOS EQUIPOS DE LUCHA CONTRA INCENDIOS


18/84


18

SEALES DE SALVAMENTO O SOCORRO


19/84


19


20/84


20


21/84


21

PROPIEDADES TERMODINMICAS YFISICOQUMICAS DEL AGUA

Puede describirse una propiedad termodinmica como cualquier caracterstica

observable de un sistema. Las propiedades termodinmicas pueden dividirse en dosclases: intensivasy extensivas. Las propiedades intensivas son aqullas independientesde la cantidad de material dentro de los lmites del sistema. Las extensivas son aqullascuyos son directamente proporcionales a la masa del sistema. As , el volumen total deun sistema ser una propiedad extensiva mientras que el volumen especfico (volumen

por unidad de masa) ser una propiedad intensiva. Otros ejemplos de propiedadesintensivas son la temperatura y la presin. En general, al dividir una propiedadextensiva por la masa, de convierte en propiedad intensiva.

Un sistema termodinmico puede contener ms de una fase, tal como una mezcla deagua y vapor de agua en el cual estn presentes las fases lquida y gaseosa. Una mezcla

de aire , gotas de agua y partculas de hielo es una mezcla de tres fases. Un sistematermodinmico puede estar constituido tambin por ms de un componente. La mezclade agua y vapor de agua tiene slo un componente mientras que la mezcla aire - agua -hielo tiene dos componentes :agua y aire. Ntese la distincin ente fase y componente.Una mezcla de nitrgeno y dixido de carbono a presin y temperatura atmosfricascontiene dos componentes pero slo una fase: la fase gaseosa. Si los componentes y lafases estn uniformemente distribudos en el volumen del sistema, se dice que ste eshomogneo.Si los componentes y fases no estn distribudos uniformemente, el sistemaes heterogneo. Una mezcla de agua y vapor de agua puede ser homognea si el aguaest en forma de diminutas gotas uniformemente distribuidas en el volumen del sistemao bien, puede ser heterogna, si el liquido est en el fondo del recipiente con el vaporsobre l. La mezcla de nitrgeno y dixido de carbono es otro ejemplo de sistemahomogneo.

1. Accin disolventeEl agua es el lquido que ms sustancias disuelve, por eso decimos que es el disolventeuniversal. Esta propiedad, tal vez la ms importante para la vida, se debe a su capacidad

para formar puentes de hidrgeno con otras sustancias que pueden presentar grupospolares o con carga inica ( alcoholes, azcares con grupos R-OH , aminocidos yprotenas con grupos que presentan cargas + y - , lo que da lugar a disolucionesmoleculares.

La capacidad disolvente es la responsable de dos funciones :1. Medio donde ocurren las reacciones del metabolismo.2. Sistemas de transporte.

2. Elevada fuerza de cohesinLos puentes de hidrgeno mantienen las molculas de agua fuertemente unidas,formando una estructura compacta que la convierte en un lquido casi incomprensible.Al no poder comprimirse puede funcionar en algunos animales como un esqueletohidrosttico, como ocurre en algunos gusanos perforadores capaces de agujerear la rocamediante la presin generada por sus lquidos internos.


22/84


22

3. Elevada fuerza de adhesinEsta fuerza est tambin en relacin con el hidrgeno que se establece entre lasmolculas de agua y otras molculas polares y es responsable, junto con la

cohesin del llamado fenmeno de la capilaridad. Cuando se introduce uncapilar en un recipiente con agua, sta asciende por el capilar como si trepaseagarrndose por las paredes, hasta alcanzar un nivel superior al del recipiente,donde la presin que ejerce la columna de agua , se equilibra con la presincapilar. A este fenmeno se debe en parte la ascensin de la savia brutadesdelas races hasta las hojas, a travs de los vasos leosos.

4. Gran calor especficoTambin esta propiedad est en relacin con los puentes de hidrgeno que se formanentre las molculas de agua. El agua puede absorber grandes cantidades de "calor" queutiliza para romper los puentes de H por lo que la temperatura se eleva muy lentamente.Esto permite que el citoplasma acuoso sirva de proteccin ante los cambios de

temperatura. As se mantiene la temperatura constante.5. Elevado calor de vaporizacinSirve el mismo razonamiento, tambin los p.de h. son los responsables de esta

propiedad. Para evaporar el agua , primero hay que romper los puentes y posteriormentedotar a las molculas de agua de la suficiente energa cintica para pasar de la faselquida a la gaseosa. Para evaporar un gramo de agua se precisan 540 caloras, a unatemperatura de 20C.

Contaminantes y fuentes de Contaminacin

Las aguas residuales, por lo regular, tienen composiciones altamente complejas ynormalmente se necesita modificar su composicin para ajustarlas a un uso en

particular. En consecuencia, se requiere una variedad de procesos de tratamiento paraseparar los diversos contaminantes que con seguridad se encontrarn.

Los contaminantes pueden estar presentes como:

1. Slidos suspendidos flotantes o grandes : arenas, trapos y papel entre otros.2. Slidos suspendidos pequeos y coloidales: molculas orgnicas grandes,

partculas de suelo y microorganismos entre otros.3. Slidos disueltos: compuestos orgnicos y sales inorgnicas entre otros.

4. Gases disueltos: Sulfuro de Hidrgeno, entre otros.5. Lquidos no mezclables: grasas y aceites.

El tamao de cada partcula determina el cambio de un grupo a otro; este cambiodepende de sus caractersticas fsicas tales como el peso especfico del material y ladivisin entre grupos es de cualquier manera indistinta. En ciertos casos puede sernecesario agregar sustancias para mejorar las caractersticas del agua, por ejemplo, cloro

para desinfectar el agua u oxgeno para estabilizar biolgicamente la materia orgnica.

Mtodos de Tratamiento

Hay tres clases principales de procesos de tratamiento:


23/84


23

Procesos fsicos que dependen esencialmente de las propiedades fsicas de laimpureza, como tamao de partcula, peso especfico, viscosidad, etc. Ejemploscomunes de este tipo de procesos son: cribado, sedimentacin, filtrado,transferencia de gases.

Procesos qumicosque dependen de las propiedades qumicas de una impurezao que utilizan las propiedades qumicas de reactivos agregados. Algunosprocesos qumicos son: coagulacin, precipitacin, intercambio inico.

Procesos biolgicosque utilizan reacciones bioqumicas para quitar impurezassolubles o coloidales, normalmente sustancias orgnicas. Los procesos

biolgicos aerbicos incluyen filtrado biolgico y los lodos activados. Losprocesos de oxidacin anaerbica se usan para la estabilizacin de lodosorgnicos y desechos orgnicos de alta concentracin.

En algunas situaciones, un solo proceso de tratamiento puede dar el cambio deseado en

la composicin, pero en la mayora de los casos, es necesario utilizar una combinacinde varios procesos. Por ejemplo: la sedimentacin quitar parte de la materiasuspendida. La adicin de un coagulante qumico seguido de un agitado suave(floculacin) causar la aglomeracin de partculas coloidales mismas que se puedenremover en gran parte por sedimentacin. La mayora de los slidos no sedimentablesque quedan, se pueden quitar mediante filtrado en un lecho de arena. La adicin de undesinfectante sirve para matar los microorganismos dainos que hayan sobrevivido a losniveles de tratamiento precedentes.

Como los procesos de tratamiento aumentan los costos, a no ser que se disponga derecursos para su correcta operacin y mantenimiento, es probable que pronto falle elsistema de tratamiento. Si se necesita una instalacin de tratamiento, se debe hacer todoel esfuerzo para que el proceso de tratamiento sea tan simple como sea posible paratratar de asegurar facilidad de construccin, confiabilidad, bajos costos de operacin yque sta y el mantenimiento sean desarrolladas en forma satisfactoria por personal local.

Existen sistemas de purificacin de agua y mallas con orificios tan pequeos (de unamilsima de milmetro), que logran filtrar oxido, cal, colorantes como las tierras rojas,hidrocarburos, herbicidas, pesticidas, bacterias (como E Coli, Giardia Lamblia,

Bilarzia, Amibas y Salmonelas), virus (por ejemplo Vacuna, Entero, Echo9), partculasradioactivas y nucleidos solubles. Pero, para una experiencia a escala domstica con

dispositivos simples, lo ms adecuado ser partir de agua libre contaminantes qumicos,como la que proviene de la lluvia recogida de un tejado limpio y en una zona libre delluvia cida.

Luego se sedimenta recurriendo, en lo posible, a la incorporacin de sulfato dealuminio, que ayuda a que precipiten las partculas que no se retuvieron en el cribado.Se aaden entre 5 y 10 miligramos de esta sal en cada litro de agua que se trate. Si no seconsigue esta sal, se debe dejar reposar el agua durante toda una noche. El aguasobrenadante se filtrara entonces y el depsito se separa.

A continuacin se filtra. El objeto de este proceso es eliminar la turbidez del agua que

ha sido pasada por la criba y el decantador. Describiremos algunos filtros caseros:


24/84


24

Filtro de arena: No es capaz de purificar el agua por completo. Esta constituido porvarias capas de grava y arena en una columna a travs de la cual pasa lentamente elagua (2,7 litros por m2 y por minuto). El recipiente puede tener un volumen que oscilaentre 200 y 1000 litros. La columna conviene que alcance el metro de altura. La arena

debe estar limpia y exenta de arcilla, polvo, races y otras impurezas. Debe tener undimetro que oscile entre 0,25 y 0,35 mm. En cambio la grava tendr dimetros de 3mm. a 5 u 8 cm distribuida en un gradiente en funcin del tamao. Cuando se tape elfiltro se debe sacar arena en la capa superior y lavarla o cambiarla (3 a 5 cm.). El filtronunca deber tener menos de 60 cm. de altura.

El carbn activado se produce a partir de hulla mineral o materia orgnica (mimbre porejemplo). Al convertirse en diminutos grnulos (en presencia de una atmsfera de vapora muy alta temperatura), la superficie de los corpsculos aumenta a causa de una seriede transformaciones que dan como resultado microporos y cavernas. Estos relieves en lasuperficie de los grnulos de carbn activado aumentan considerablemente la superficie

de absorcin. Por ejemplo medio kilo adquiere un rea de ms de cuarenta hectreas loque permite tratar un enorme volumen de agua. La cloracin es la ltima etapa de

purificacin domstica posible desde un punto de vista prctico. Es en esencia unmtodo qumico para eliminar grmenes de todo tipo. Este procedimiento se utiliza entodas las grandes plantas urbanas de potabilizacin. El cloro, en una dosis adecuada,constituye un medio ideal para tratar el agua pero as como tiene ventajas tambin tienedesventajas. Por ejemplo es til pues oxida metales que en una dilucin determinadacontaminan el agua. Es el caso del manganeso y el hierro. Por otra parte destruyesabores y colores. Inhibe el crecimiento de algas y bacterias. No deja residuos en elagua siempre y cuando no haya aplicaciones exageradas. Asimismo como desventaja sedestaca la imposibilidad de calcular con exactitud la dosis necesaria. En principio se

puede afirmar que aquellas que contienen mucha materia orgnica no son aptas paratratarse con cloro. Aparte, siempre es mejor verterlo en forma de solucin. Por ejemploal 1%.


25/84


25

UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL ESTADO DE MEXICOFACULTAD DE QUIMICA

INGENIERIA QUIMICALABORATORIO DE TERMODINAMICA Y QUIMICA DE SUPERFICIES Y

COLOIDES

GRUPO 46PRACTICA NO. 1PROPIEDADES TERMODINMICAS DEL AGUA

ObjetivoEstudiar la transferencia de energa en forma de calor. Medicin del calor especfico de lagua.

Mtodo experimental.El calor liberado en los procesos que tengan lugar en este calormetro en parte seinvertir en aumentar la temperatura de la mezcla de reaccin y en parte ser transferidoal calormetro. Con el fin de tener esto en cuenta y efectuar las correcciones pertinentesen las medidas, se debe estimar la cantidad de calor que el calormetro absorbe en cadacaso. Para ello calcularemos su "equivalente calorfico en agua".

Para medir el intercambio de calor que acompaa a una reaccin qumica se emplea unrecipiente cerrado y trmicamente aislado de los alrededores denominado calormetro.Si la medida del calor se realiza a presin constante, el valor obtenido es la entalpa dereaccin.

AGITAD

OR

TERMMETRO

TAPA

AGUA

O

DISOLUCION

Calormetro

Conservacin de la energaCuando dos sistemas a diferentes temperaturas se ponen en contacto se transfiere

energa en forma de calor del sistema ms caliente al ms fro. La unidad estndar paramedir la transferencia de calor es la calora, que se define en su forma ms general


26/84


26

como el aumento de energa requerido para aumentar la temperatura de un gramo deagua en un grado Celsius. En este experimento proponemos mezclar agua caliente y fray determinar si la energa se conserva durante el proceso. Se propone usar para esto uncalormetro.

Determine la masa de un calormetro vaco, Mcal. Llnelo con agua fra hastaaproximadamente un tercio de su capacidad y determine la masa del calormetro conagua, Mcal+agua fra. Haga lo mismo con otro calormetro y agua caliente(aproximadamente 20C por encima de la temperatura ambiente). Mida Tcal y Tfra, lastemperaturas correspondientes. Inmediatamente despus aada el agua caliente al aguafra y revuelva con el termmetro hasta que se estabilice la temperatura. Anote latemperatura de mezcla, Tfinal. Repita el experimento dos veces para distintas masas deagua a diferentes temperaturas.

Usando las siguientes ecuaciones, calculeDQcal yDQfra, el calor intercambiado porel agua caliente y fra, respectivamente.

DQcal = (Mgua,cal)(DTcal) . 1 cal/gC

DQfra = (Magua,fra)(DTfra) . 1 cal/gC

De sus datos experimentales, concluye que "se conserva la energa"?

Medicin del calor especfico del agua

Objetivo: El objetivo de la practica es la determinacin de la capacidad calorfica delagua.

Mtodo: Por el interior del calormetro tipo Callendar circula una corriente de agua aflujo constante, que se calienta mediante una resistencia electrica conectada a unafuente de alimentacin en corriente alterna. Al cabo de un cierto tiempo se alcanza unrgimen estacionario y la temperatura de salida del agua, t2, permanece constante. Se leeesta temperatura, as como la temperatura de entrada del agua, t1, y la potencia que sedisipa en la resistencia, W. Por ultimo, se determina el flujo de agua que circula porel calormetro recogiendo en un vaso la masa m que sale del Callendar en un tiempo ( = m/ ).

Teora: Una resistencia electrica alimentada con una potencia, W durante un

tiempo disipara en forma de calor una energa Q = W. En regimen estacionarioel calor disipado en la resistencia se emplea en calentar el agua que circula por elcalormetro, que entrara a una temperatura t1 y saldra a una temperatura t2, de talforma que absorbera una cantidad de energa dada por:

Q = mcp (t2 t1). (1)Parte de la energa cedida por la resistencia se pierde. Denotemos porP las perdidas

por unidad de tiempo. Igualando la energa suministrada por unidad de tiempo ala absorbida mas las perdidas, resulta que:W =mcp (t2 t1) +P = cP (t2 t1) +P (2)Procedimiento: En la figura se indica la disposicin de los instrumentos.


27/84


27

El flujo de agua que circula por el calormetro depender de la diferencia de altura(presin hidrosttica) entre el frasco de Mariotte (o vaso de nivel constante) y el propiocalormetro. Por tanto, el flujo se puede variar colocando el frasco de Mariotte a mas omenos altura. Debe comprobarse que los flujos que se estn obteniendo sonsustancialmente distintos. Suelen obtenerse mejores resultados usando valores pequeosde flujo, usualmente: 1 3 g s1. Debe evitarse en todo momento la formacion de

burbujas de aire en el interior de calormetro y en el tubo de entrada. Una vez fijado elflujo (posicion del frasco de Mariotte), se conecta la fuente de alimentacin, midiendola potencia disipada W. Una vez alcanzado el rgimen estacionario (cuando latemperatura t2 se mantiene estable), se anota la diferencia de temperaturas t2 t1, y semide el flujo de agua, recogiendo durante un tiempo el agua que sale del calormetroen un vaso y midiendo su masa m. Se obtiene de este modo un par experimental {W, (t2 t1)}. A continuacin se incrementa la potencia suministrada y se toman denuevo todos los datos. Se repite hasta medir unas cuatro potencias. Posteriormente sevara el flujo de agua, cambiando la altura del frasco de Mariotte, y se repite la serie de

medidas. Se suelen medir tres flujos y cuatro potencias para cada flujo, hasta obtenerunos 12 pares experimentales. A continuacion se representan grficamente los puntosexperimentales obtenidos {W, (t2t1)}. En virtud de la ecuacin (2), se realiza unajuste lineal por mnimos cuadrados de W frente al producto (t2 t1). De la

pendiente obtenida del ajuste se determina la capacidad calorfica del agua cp; de laordenada en el origen, las perdidasP.

Resultados:

1. Tablas de valores W, = m

, t1, t2 para todas las medidas.

2. Representacion grafica de los puntos W frente a (t1t2), junto con la recta deajuste por nimos cuadrados.

3. Obtencin de la capacidad calorfica cp y las perdidasP.

Cuestiones:1. Representando todos los puntos experimentales en una sola grafica, obtener un valor

promedio de cP y compararlo con el valor tabulado.2. Haciendo graficas distintas para cada flujo y para cada potencia, discutir en quemedida las perdidas y los valores obtenidos para cP dependen del flujo y de la potenciautilizados.3. Analizar el efecto de la variacin de la temperatura media a la que se realiza

el experimento sobre el valor obtenido para cP .


28/84


28

V(agua fra) = mL; T(agua fra) = T1= V(agua caliente)= mL; T(agua caliente) = T2=

T(1 minuto) = T(2 minuto) =

T(3 minuto) = T(4 minuto) =T(5 minuto) = T

*m=

qcedido= mcalientece(T2-T*m)=

qganado= mfroce(T*m-T1)=

qcalormetro= qcedido (agua)- qganado (agua)

eqc= qcalormetro/(T*m-T1) =

*Temperatura determinada grficamente

Dato: ce= 1 cal/gK

2.-CALOR LATENTE DE VAPORIZACIN

El calor latente de vaporizacin es el cambio energtico que tiene lugar cuando unlquido puro, una mezcla de lquidos o una solucin de stos en estado de saturacin, seconvierte en vapor saturado, por absorcin de energa trmica. En el caso de sustancias

puras, la existencia del equilibrio conduce a que la temperatura y la presin no seanvariables independientes, por lo que fijada una queda fijada la otra. Una relacintermodinmica exacta entre el calor latente de vaporizacin, la presin de vapor y latemperatura, est dada por la ecuacin de Clapeyron: /1/

Para pasar de la fase lquida a la fase de vapor se necesita una absorcin de energa porparte de las molculas lquidas, ya que la energa total de stas es menor que la de lasmolculas gaseosas. En el caso contrario, en la condensacin, se produce undesprendimiento energtico en forma de calor. El calor absorbido por un lquido para

pasar a vapor sin variar su temperatura se denomina calor de vaporizacin. Se sueledenominar calor latente de vaporizacin cuando nos referimos a un mol.

El calor molar de vaporizacin se podra referir a un proceso termodinmico a volumenconstante o a presin constante, y los designaremos por (Hv)v y (Hv)p. En el primerproceso, el intercambio calrico que entra en juego se invierte en vencer la fuerza deatraccin del lquido y se suele denominar calor latente interno de vaporizacin molar.

Para formular el valor del calor latente de vaporizacin de una mezcla o solucin serequiere la siguiente informacin:- Cambio de entalpia del vapor a temperatura o a presin constantes.- Calor de mezcla o de solucin de los componentesde la mezcla en las fases lquida y de vapor.- Algunos valores de calores latentes reales.

En el proceso a presin constante, que se realiza en la prctica frente a una presinexterior, prcticamente, invariable hay que agregar a la energa interna la necesaria para


29/84


29

verificar el cambio de volumen, y viene dado por P(VV-V

L) siendo P la presin del

vapor y VV

y VL, los volmenes molares del vapor y del lquido, respectivamente. As

pues, el calor molar de vaporizacin a presin constante vendr dado por:

(Hv

)p

= (Hv

)v

+ P(VV

-VL

)

En el matraz 1 del esquema se encuentra la sustancia problema. Conectar el refrigerantea la red de agua. Conectar un aparato productor de vaco. Poner en marcha el aparato

productor de vaco regulando con el grifo y con la llave de entrada de aire hasta alcanzarla presin deseada. La presin para el primer ensayo ser la menor posible (se intentarque se produzca una diferencia entre las columnas de 600 mm). Recurdese que la

presin que marca el manmetro es diferencial (diferencia de presiones entre laatmosfrica y la del interior del aparato), por tanto, para calcular la presin absoluta quehay dentro del aparato, se restar de la presin atmosfrica la diferencia de altura entrelas dos ramas del manmetro. Se esperar que el lquido comience a ebullir y que la

temperatura de ebullicin del termmetro situado en el matraz se estabilice. Una vezestabilizada se anotar sta as como la presin. Una vez tomado el primer dato, seaumenta la presin y se repite el proceso (al menos deben tomarse 7 datos de presin ytemperatura). El ltimo dato corresponder a la diferencia de presiones cero entre lasramas.

4. CLCULOSa) Deducir el valor de la constante en la ecuacin (10) a partir de la ecuacin (8).

b) Con los datos experimentales obtenidos calcular el calor latente de vaporizacin,H

v, y la temperatura de ebulicin, T

b, a partir de la representacin de ln p

frente a 1/Tabsoluta

(ecuacin 10).

c) Calcular el error relativo cometido tomando del Handbook los datoscorrespondientes.


30/84


30

d) Comprobad las reglas de Trouton y la de Ramsay-Young.e) Comentad los resultados obtenidos de acuerdo con las caractersticas de los

lquidos estudiados.f) De qu dos formas a partir de la ecuacin obtenida, se puede calcular la

temperatura de ebullicin a 760 mm Hg?

V(agua fra) = mL; T(agua fra) = T1= V(agua caliente)= mL; T(agua caliente) = T2=



T(5 minuto) = T*

m=

qcedido= mcalientece(T2-T*m)=

qganado= mfroce(T*m-T1)=

qcalormetro= qcedido (agua)- qganado (agua)

eqc= qcalormetro/(T*m-T1) =

*Temperatura determinada grficamenteDato: ce= 1 cal/gK

3.-PROPIEDADES COLIGATIVAS DEL AGUADeterminacin de la masa molar a partir del descenso del punto de solidificacin

Determinacin de la masa molar a partir del descenso del punto de solidificacin

El agregado de un soluto a un solvente, en general, desciende el punto de solidificacin( o cristalizacin) del solvente. Si T0 (K o C) es el punto de solidificacin del solvente

puro, y T (K o C) es el punto de solidificacin de la solucin, se define como descensodel punto de solidificacin T (K o C), a la diferencia entre los puntos de

solidificacin T0 y T, es decir:T = T0 T (1)

El signo de T es siempre positivo. El hecho de que el punto de solidificacin de la

solucin sea ms bajo que el del solvente puro es en realidad una consecuencia ms deldescenso de la presin de vapor del solvente en la solucin. Como con algunaslimitaciones puede aceptarse que para estas soluciones el descenso del punto desolidificacin T ser proporcional al descenso relativo de la presin de vapor, y teniendoen cuenta que a su vez el descenso relativo de la presin del vapor es proporcional a lafraccin molar x2 del soluto en la solucin (ley de Raoult), puede escribirse que:

T = kc p - p = kf x2 (2)p

donde p es la presin de vapor del solvente puro a una temperatura dada, p es lapresin de vapor de la solucin a la misma temperatura y kf es una constante deproporcionalidad.


31/84


31

En soluciones diluidas, puede aceptarse que la fraccin molar del soluto es proporcionala la molalidad de la solucin, en consecuencia:

T = kc . m (3)

donde m es la molalidad de la solucin y kc es la constante crioscpica molal. De laecuacin (3) se deduce que el significado fsico de kc es equivalente al descenso delpunto de solidificacin para una solucin de molalidad igual a la unidad; como engeneral una solucin de molalidad igual a 1 no sera lo suficientemente diluida como

para que en la ecuacin (3) fuese vlida, kf debe ser considerada como el descenso desolidificacin para una solucin de molalidad unitaria supuestamente ideal.

Los valores de kc se hallan tabulados: para el agua es 1,86, para el benceno 5,12, para elalcanfor 40, etc. Cuanto mayor sea el valor numrico de kc tanto mayor ser el salto deT observado experimentalmente para una determinada molalidad; de all que presenten

particular inters aquellos solventes de elevado kc. Para el naftaleno, que es el solvente

a utilizarse en esta experiencia, el kc vale 7,0 C m-1, donde m es la molalidad.

PARTE EXPERIMENTALFundamento del trabajo prcticoEn esta experiencia se determinar la masa molar del anticongelante. En primerainstancia se mide el punto de solidificacin del solvente (agua) puro. Luego, sedisuelve una determinada masa de azufre en una determinada cantidad de agua.Experimentalmente se mide el punto de solidificacin de la solucin formada.

Como kc es dato, a partir del valor experimental hallado para T se calcular m

(molalidad) y por definicin, molalidad es:

m = 1000 . g2g1 . M 2g2 = masa de soluto (anticongelante).g1 = masa de solvente (agua).M 2 = masa molar del azufre, es decir:M 2 = 1000 . g2m . g1Dado que g2, g1 y m se conocen, se puede calcular M 2

Reactivos y materiales necesarios:Anticongelante y agua.Termmetro 0-100C, graduado a no menos de 0,2 C.Tubo de ensayos tipo Pyrex de 12 cm de largo y 3 cm de dimetro aprox.Tapn de goma de doble orificio.Agitador de alambre.Vaso de precipitados de 500 cm3.Trpode, tela metlica, pinza para matraces, soporte de hierro y nuez.1.-Armar el aparato necesario para la experiencia, y considerar que la escala deltermmetro comprendida en el rango de -10 a 100C, quede perfectamente visible!

2. Pesar aproximadamente 15 g de agua con una aproximacin 0,1 g. Verter con sumo

cuidado la masa de agu en el tubo.


32/84


32

3. Colocar el tubo en un bao de hielo hasta que el agua funda totalmente (controlarque el nivel de agua quede por encima del nivel del naftaleno contenido en el interiordel tubo) .

4. Luego de observar la fusin, retirar el tubo del bao y dejar que el agua se enfregradualmente, mientras se agita continuamente.

5. Leer la temperatura cada 15 segundos, comenzando alrededor de los 5C.

6. Observar el inicio de la cristalizacin y medir la temperatura a los intervalospreestablecidos, hasta que el naftaleno solidifique.

7. Colocar nuevamente el mechero bajo el vaso de precipitados y ajustar la llama demanera tal que conserve la temperatura del bao de hielo.

8.Pesar aproximadamente 0,5 g de anticongelante finamente pulverizado (la presenciade partculas grandes dificulta la disolucin posterior del azufre).

9. Cuando el naftaleno este completamente fundido, quitar con precaucin el conjuntotapn - termmetro - agitador, y cuidadosamente verter todo el anticongelante en elagua liquida.

10. Colocar nuevamente el conjunto tapn termmetro - agitador y agitarvigorosamente hasta que el anticongelante se haya disuelto. Esta operacin se realizarpida y fcilmente si el anticongelante usado se puede extraer fcilmente.

11. Una vez lograda la disolucin del anticongelante por completo, retirar el tubo delbao. Con agitacin continua medir la temperatura, a partir de 3C, a intervalos de 15segundos hasta que aparezcan los primeros cristales de hielo y que la solucin quede

totalmente solidificada.

Datos obtenidos:

Masa de agua (g1) = ................................Masa de anticongelante (g2) = ...................................Temperatura de solidificacin del anticongelante (t0) ..............................Temperatura de fusin de la solucin (t) = ...............................Descenso del punto de solidificacin ( t0t) = .............................Molalidad de la solucin ( t / kc ) = ...........................


33/84


33



COLOIDES

GRUPO 46PRACTICA No. 2REOLOGA Y REOMETRA DEL AGUA

(VISCOSMETRO DE OSTWALD)

FUNDAMENTOS TERICOS

Las unidades de viscosidades en el SI son N s/m2= Pa s, aunque se suele utilizar, ladina/cm2, llamada poise, en honor al fsico francs Poiseuille.

A los instrumentos que se utilizan para medir laviscosidad de un fluido se les denominaviscosmetros. Existen varios tipos deviscosmetros. Uno de los ms utilizados es elde Ostwald (figura 1 ), que consta de un tubocapilar T unido por su parte inferior a un tuboms ancho curvado en forma de U, y por la

parte superior a una ampo lla oensanchamiento limitada por dos seales (E yE') que encierran un volumen V en A.

En el viscosmetro de Ostwald se calcula laviscosidad de un lquido mediante la medida deltiempo que tarda en atravesar un tubo capilar, quecomo su nombre indica es lo suficientementeestrecho como para apreciar una dificultad notableen el paso del lquido.

El funcionamiento del viscosmetro deOstwald se basa en la ley de Poiseuille.

Partiendo de la ley de Pouseille se puedeobtener la viscosidad de un lquidoconociendo la viscosidad del otro y ladensidad de ambos, segn:

(1)

Basta con medir el tiempo que tardan ambos en atravesar el mismo viscosmetro,dado que el resto de magnitudes (volumen de lquidoconsiderado, longitud y radiodel capilar, prdida de carga) se mantienen constantes.

Figura 1.E l v i s c o s m e t r od e O s t w a l d


34/84


34

MATERIAL Y EQUIPO

Viscosmetro de OstwaldGoterosBomba manual para succionar los lquidos por el

viscosmetro

CronmetroTermmetroEtanol y acetona

Agua destiladaPROCEDIMIENTO

1. Se vierte agua destilada con una pipeta por la rama ancha del viscosmetrohasta llenar las partes del bulbo N.

2. Se aspira con la bomba manual el agua por la rama T hasta que el aguallene el ensanchamiento A y llegue a un nivel ligeramente superior a laseal E.

3. Se deja fluir el agua. Cuando su nivel pasa por E, se empieza acronometrar el tiempo que tarda sta en llegar a la marca E' que indica elvaciado de A. Se realizan las medidas necesarias.

4. Se limpia y se seca el viscosmetro para repetir el experimento con loslquidos problema. En igualdad de condiciones, y anotando el t iempo quetarda en realizarse el vaciado de A.

5. Se realizan al menos cinco medidas. Con los valores medios de losintervalos de tiempo y empleando la ecuacin (1), se determina laviscosidad del lquido problema.

6. Se halla la densidad y la viscosidad del agua y la densidad del etanol yacetona a la temperatura del laboratorio, empleando las tablas de

propiedades pertinentes.

PREGUNTAS DE REVISIN

1. Indique otros mtodos experimentales para la determinacin de la viscosidad delquidos, proporcionando una breve explicacin de cada uno de ellos.

2. Indique si afecta el experimento que el viscosmetro no se encuentreperfectamente vertical, explique brevemente.


35/84


35



COLOIDES

GRUPO 46PRACTICA No. 3

FUERZAS DE ADHESIN Y COHESIN EN EL AGUA

MTODOS DE DETERMINACION DE LA TENSIN SUPERFICIAL YCAPILARIDAD DEL AGUA

INTRODUCCIN. La tensin superficial, y la cantidad ms fundamental, la energalibre superficial, cumplen un papel muy importante en la fsicoqumica de superficies.La tensin superficial de un lquido se define normalmente como la fuerza que acta

perpendicularmente a cualquier lnea de longitud unidad sobre la superficie del lquido.Sin embargo, esta definicin, aunque resulta apropiada en el caso de pelculas lquidastales como espuma, es algo imprecisa puesto que no hay una fuerza elstica o fuerzatangencial como tal en la superficie de un lquido puro. Es ms satisfactorio definir latensin superficial y la energa libre superficial como el trabajo necesario paraaumentar, a temperatura constante y de modo reversible, el rea de una superficie enuna unidad

Mtodos para determinar tensin superficial.

Existen varios mtodos para determinar la tensin superficial; unos podran ser estticoso dinmicos, dependiendo del tiempo de permanencia de la superficie o tambinmtodos basados en tubos capilares o superficies curvas.

ASCENSO CAPILAR.- Cuando un lquido asciende por un tubo capilar y moja lasparedes del tubo, forma un menisco cncavo en la superficie lquido-aire en virtud deuna diferencia de presin entre el lquido contenido en el recipiente y la presin dellquido en el interior del capilar. Esta diferencia de presin provoca un ascenso dellquido en el interior del capilar que se detiene en el momento en que las presiones soniguales, es decir la presin hidrosttica de la columna de lquido en el capilar y la

presin fuera del mismo.


36/84


36

Equipo para determinar tensin

superficial por el mtodo deascenso de capilar

Detalle

Por tanto, mientras ms suba el lquido por el capilar, la diferencia de presiones esmayor y por lo tanto mayor es el valor de la tensin superficial del lquido. Esto estnrepresentado en la ecuacin de Young-Laplace

donde se observa que la tensin superficial depende directamente de la diferencia depresiones mientras que el radio del capilar la afecta inversamente. Otros fenmenos queinfluyen en el ascenso o descenso del lquido por un capilar es el valor relativo de lasfuerzas de cohesin entre las molculas de un mismo lquido y las fuerzas de adhesinentre el lquido y las paredes del tubo. Estas fuerzas determinan el ngulo de contactoque forma el lquido con las paredes del tubo. S este ngulo es pequeo se dice que ellquido moja la superficie y se forma entonces un menisco cncavo.


37/84


37

El mtodo de un capilar utiliza la siguiente ecuacin

donde h = altura de la columna lquida dentro del capilar, g = aceleracin debida a lagravedad ; r es el radio del capilar ; p densidad del lquido en cuestin.

Para ngulos de contacto que tienden a cero y lquidos que mojan totalmente las paredesde los capilares, el ngulo = 0 entonces la frmula a seguir es :

Mtodo de doble capilar .- Con el propsito de tener mejores resultados, una variantedel mtodo es introducir un segundo capilar de diferente dimetro que el primero, as lasalturas sern diferentes ya que resultan ser inversamente proporcionales a los radios desus respectivos capilares . Aqu, lo importante es medir la diferencia de alturas entre elradio 1 (el tubo capilar de menor dimetro) y el radio 2 (tubo capilar de mayordimetro).

La ecuacin para dos capilares deriva de la de un capilar, quedando de la siguienteforma :

donde:

h1 y h2 son las alturas del lquido en el tubocapilar de radio ms pequeo y del menospequeo respectivamente

r es la densidad del lquido problema ; r1 y r2 son los radios ms pequeo y menospequeo respectivamente.

Como se aprecia en la formula, es necesario conocer los radios de los capilares , sinembargo esta medicin resulta difcil de hacer e inexacta , por lo que recurrimos a unlquido de referencia cuya tensin superficial y densidad sea conocida y despejamos enla ecuacin :


38/84


38

PROCEDIMIENTO :

* Introducir el lquido de referencia en el tubo receptor. (Aproximadamente a la mitad)

* esperar que los niveles del lquido suban por los capilares y se estabilicen. Medir la

diferencia de alturas

* succionar ligeramente por el tubo acodado del tapn para que se muevan los nivelesdel lquido y esperar a que se estabilicen nuevamente . Medir otra vez las alturas.Realizar esta operacin, el nmero de veces necesarias para tener el valor por triplicado.

* limpiar perfectamente el equipo, secando con presin los capilares.

* Cargar el equipo con el lquido problema y hacer el mismo procedimiento que para elliquido de referencia . Realizar tres mediciones de diferencia de alturas.

* Aplicar ecuaciones, hacer anlisis de resultados, hacer grficas... etc.

Recomendaciones a considerar

- Antes de comenzar a trabajar, revisar el equipo y en especial los capilares, de tal formaque debern estar muy limpios , secos y ambos capilares paralelos entre s .

- El lquido de referencia muy puro y con conocimiento de sus valores fisicoqumicosde densidad y tensin superficial a la temperatura de trabajo.

- las soluciones de tensoactivo perfectamente bien preparadas con agua destilada.- Trabajar varias veces el procedimiento a fin de tener el mismo resultado por triplicado.

- Las soluciones de tensoactivo producen mucha espuma, es muy importante de evitarcualquier burbuja en el interior de los capilares ya que alterara el valor de la altura de lacolumna lquida,

Mtodo del levantamiento del anillo .(tensimetro de DuNouy ). Este mtodo se basa enmedir la fuerza necesaria para separar un anillo de la superficie, bien suspendido elanillo del brazo de una balanza, o utilizando un sistema de hilo de torsin.


39/84


39

La fuerza para despegarlo est relacionada con la tensin superficial o interfacial por laexpresin:

Dondef es el empuje aplicado al anillo en dinas ; r es el radio medio del anillo ybes unfactor de correccin. Para tener un ngulo de contacto cero, se utilizan anillos de platino

perfectamente limpios. Es esencial que el anillo repose plano sobre la superficie lquida.

Para medidas en interfases, el lquido inferior debe mojar con preferencia el anillo.

La tensin superficial acta sobre toda la circunferencia de este anillo, y la nueva

superficie que se forma posee dos lados. Al momento de la ruptura, el peso del lquidodesprendido ser igual al producto de la tensin superficial por dos veces (la superficieexterna y la superficie interna) es el permetro del crculo. S m es la masa medida, se

puede escribir:

P = m*g = 2 p* d*g

g =m*g/2pd =m*g/4pr

En realidad es necesario tomar en cuenta un factor de correccin el cual vara de 0.75 a1.07 que depende de una pequesima porcin de lquido que qued adherido.

PROCEDIMIENTO:

- limpiar el anillo con acetona y ponerlo a la flama sin sobrecalentarlo.

- calibrar el tensimetro (puede utilizarse un lquido puro de valores conocidos ; paraver instructivo de manejo haga clic)

- colocar la sustancia problema en la caja petri.

- colocar "convenientemente" el anillo sobre la superficie del lquido

- aplicar una fuerza ascendente, hasta que el anillo se desprenda de la substancia.

- leer el valor de la tensin superficial en dinas sobre el dial graduado.

Generalmente los constructores de aparatos fabrican estos equipos ya calibrados, de talforma que no se requiere hacer clculos de medicin y los valores de tensin superficiallos da directamente. Asimismo hay otros equipos ms sofisticados digitlicos y concontrol de temperatura.


40/84


40

MTODO DEL PESO Y DEL VOLUMEN DE LA GOTA

Es un mtodo muy conveniente para la medicin de la tensin superficial en unainterfase lquido-aire o la tensin interfacial lquido-lquido.

Consiste en conocer el peso o medir el volumen de las gotas de un lquido que sedesprenden lentamente de la punta de un tubo estrecho o capilar montado verticalmente.El peso de la gota (y el volumen)se relaciona con la fuerza debida a la tensinsuperficial. El momento de desprendimiento de las gotas ocurre cuando su peso ya noest equilibrado por la tensin superficial que se ejerce a lo largo de la periferia exteriordel extremo de la pipeta.

Procedimiento: Un capilar sostenido por un soporte de forma que se encuentrecompletamente vertical, se carga con el lquido en cuestin, el cual deber caer en unrecipiente o contenedor.

- Se dejan caer lentamente las gotas en la punta del capilar de tal forma que tengan unavelocidad de flujo que nos permita ver la formacin de cada gota y su conteo.

- Es conveniente contar una veintena o ms de gotas para tener mejores resultados.

- Antes de contar el nmero de gotas, se deber pesar el recipiente contenedor, luegopesar todas las gotas y posteriormente calcular el peso promedio de una gota.

- Aplicar la ley de Tate (previamente conocer la densidad del lquido y el dimetro delcapilar)

donde : m es la masa de la gota ; g es la aceleracin debida a la gravedad (980cm/seg2 );

r = es el radio del capilar ( cm. ) ; f = es un factor de correccin que introduce Harckin yColl el cual depende del radio del capilar.

Despus de obtener el resultado de f (el cociente de r/v 1/3 ) correlacionarlo con losvalores en las tablas de correccin para el peso de la gota existentes en la literaturaadecuada.

Cuando lo que se mide es el VOLUMEN de la gota :

Frmula :

g = v* r * g * f / 2 * p *r

donde v es el volumen ; r es la densidad ; r es el radio del capilar y f factor decorreccin que se requiere ya que : a) la gota formada no se desprende completamente


41/84


41

de la punta del tubo, b) las fuerzas de tensin superficial raramente son verticales, por loque f depende del cociente r/ v

Recomendaciones : Aqu el conteo de las gotas a una velocidad de flujo constante yadecuada es la clave del buen resultado. Adems del requerimiento indispensable de la

limpieza del capilar.

METODO DEL ESTALAGMOMETRO.

Es til para determinar la tensin interfacial de dos lquidos ; en este caso, se cuenta elnmero de gotas de un lquido en cada libre (Ni) y las gotas del mismo lquidoformadas en el seno del segundo lquido(N2). El fundamento es el mismo : al formarselentamente una gota de lquido dentro de un capilar, la gota caer cuando su peso seamayor que la fuerza debida a la tensin superficial que sostiene a la gota adherida a lasuperficie.

Conociendo la densidad de los dos lquidos, podemos relacionar las tensionessuperficiales

Donde: h1 = nmero de gotas del lquido de mayor densidad ; h2 nmero de gotas dellquido dentro del cuerpo del segundo lquido , g1 = tensin superficial del lquido demayor densidad , g2 tensin interfacial , r1 densidad del lquido de mayor densidad ,deltar= diferencia de densidades


42/84


42

PROCEDIMIENTO:

El equipo de trabajo tendr que disear, construir y operar un estalagnmetro,incluyendo su instructivo de operacin.

- cargar el estalagmmetro (capilar) con el lquido de mayor densidad.

- fijarlo en un recipiente de tal forma que quede fijo y se pueda controlar la velocidad deflujo del lquido por medio de una llave situada en el extremo del capilar.

- contar las gotas que caen y observar su forma. que hay en un tramo del capilar fijadoarbitrariamente.

- Agregar al recipiente el segundo lquido (menos denso).- cargar nuevamente el estalagmmetro (capilar) con el lquido de mayor densidad.

- fijarlo dentro del recipiente por los que la punta del capilar quedar sumergida en elseno del segundo lquido.

- contar el nmero de gotas que se forman observando su forma y simetra.

- Aplicar la ecuacin correspondiente.

Recomendaciones:

- Verificar limpieza y eliminar humedad en todo el material a utilizar.

- Hacer las mediciones por triplicado.

- Emplear en cada caso, la misma cantidad de muestra.

- Controlar adecuadamente la velocidad de goteo.

- Verificar densidades de los lquidos por medio de un picnmetro.


43/84


43

- Estimar fracciones de gota para el caso del estalagmmetro y observar el tamao ysimetra de las gotas.

OTROS METODOS:

Existen otros mtodos como el de presin mxima de burbuja : una pequea burbujaque se forma en la extremidad de un pequeo tubo inmerso en el lquido, al que se leaplica una presin, lo que hace que el radio de la burbuja aumente. Cuando la burbujallega a ser un hemisferio de radio igual al radio del tubo, todo aumento ulterior de la

presin provoca la desaparicin de la burbuja ya que se dilata y luego se desprende (1).

La presin aplicada, es igual a la diferencia de presin entre los dos lados de lasuperficie curva, a la cual se agrega la presin hidrosttica, funcin de la profundidad hdel orificio del tubo:

Presin mxima = 2 g / r + g * h *D r

Los mtodos descritos anteriormente son en su mayora utilizados en el laboratorio. Elobjetivo de esta parte experimental es adems de estudiar a cada uno de los mtodos,

poder compararlos en cuanto a precisin y exactitud, facilidad de trabajo, seleccin demtodo-muestra etc.

Cuestionario:

1.- Porqu hay que considerar un factor de correccin en el mtodo de pesada de lagota?

2.- Resultara lo mismo sacar un promedio a 20 gotas que a 50 gotas en el mtodo depesada de la gota?

3.- Establecer una relacin entre el peso de una gota y el valor de la tensin superficial.

4.- En todos los lquidos es posible aplicar este mtodo? .

5.- Al medir volmenes en lugar de pesadas qu consideraciones a la frmula se debehacer?

6.- En el mtodo del estalagmmetro, para determinar tensin interfacial, es lo mismocargar el capilar con cualquiera de los dos lquidos ?


44/84


44

Problemas:

1.- - Se determin la tensin superficial por el peso de la gota de un cierto lquido,obtenindose los siguientes valores Nmero de gotas = 20 ; masa de las 20 gotas 1.474g. aceleracin de la gravedad = 981 cm / s2; densidad = 1 g / cm3 ; dimetro del capilar

=0.545 cm. Cual es el valor de la tensin superficial ?

- Cual es el valor de la tensin superficial del tolueno obtenido por mtodo de un capilarcon los siguientes datos :altura del lquido en el capilar = 15 mm.; densidad del lquido= 0.66 g/cc ; dimetro del capilar = 0.076 cm ; Angulo de contacto = 0

- Determinar la tensin superficial del agua con el mtodo de pesada de la gota en uncapilar de dimetro = 0.545 cm ; nmero de gotas = 23 gotas ; la masa total del lquido= 1.744 g. aceleracin de la gravedad =980 cm /seg2.

- Determinar la tensin superficial por pesada de gota cuyo promedio de masa de una

gota es de 0.0705 g. la aceleracin de la gravedad es 977.95 cm /S2 y el factor decorreccin = 0.75225

- Obtener la constante de un aparato de doble capilar teniendo al agua como lquido dereferencia con una tensin de 72.8 dinas/cm; su densidad 0.9983 g /cm3 y su diferenciade alturas de 3 cm.

- La tensin superficial de la acetona se determin en un capilar de 0.5 mm de dimetro.El lquido ascendi a una altura de 9.8 mm ; el ngulo de contacto acetona-vidrio fu de5. la densidad de la acetona 0.94 g/cm3, el trabajo de adhesin 95 erg/cm2 ; la tensinsuperficial del agua 72.2 dinas/cm. Calcular la tensin interfacial agua-acetona einterpretar el resultado.


45/84


45

UNI

Date post:	14-Oct-2015
Category:	Documents
Upload:	pia-fernanda-gonzalez
View:	27 times
Download:	0 times

61655155 Manual de Lab Oratorio Tqsc 2011 2

Documents