UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS(UNIVERSIDAD DEL PER, DECANA DE AMRICA)

FACULTAD DE INGENIERA GEOLGICA, MINERA, METALRGICA Y GEOGRFICA

EAP: INGENIERA AMBIENTAL

CURSO: QUMICA GENERAL

INFORME N1: CLCULO DE LA DENSIDAD DE UNA ESFERA Y EXPERIMENTO DE LA VELA

PROFESOR:JORGE LUIS ZEGARRA PUMACAYO

ALUMNOS: PAUL ANTHONY LEIVA SAAVEDRA1516PEDRO PABLO CASTRO INGA15160123ITALA RUDY TICONA PACHECO15160344JORGE LUIS ACUA OBREGON1516

SEMESTRE ACADMICO: 2015 1

GRUPO: LUNES 11:30 13 HORASCiudad Universitaria, abril del 2015LIMA, PER

15

INTRODUCCIN

Mediante el presente informe, los alumnos de la Facultad de Ingeniera Geolgica, Minera, Metalrgica y Geogrfica; de la Escuela Acadmico-Profesional de Ingeniera Ambiental; describiremos una serie de experimentos realizados el da lunes 13 de abril del presente ao, en el laboratorio de la Escuela Acadmico-Profesional de Ingeniera Metalrgica. Los cuales fueron supervisados por el Ing. Jorge Luis Zegarra Pumacayo.

Adems de enfocarnos en los procesos qumicos, tambin abarcaremos propiedades fsicas como: densidad, masa, volumen. Todos estos conceptos estn inmersos en los experimento; por ello, adjuntaremos fundamentos tericos que nos permitan contrastar los resultados obtenidos con teoras u otras experiencias.

Deseamos que al terminar la lectura de este trabajo, sea fcil entender y tener una idea clara y general de los temas que el informe contiene.

FUNDAMENTOS TERICOS

MATERIA: La materia es todo lo que ocupa espacio y tiene masa. La materia incluye lo que podemos ver y tocar y lo que no podemos ver ni tocar. (1) La materia es todo lo que ocupa espacio, tiene una propiedad llamada maso y posee inercia. La luz solar no es materia, sino, una forma de energa.(2) La materia es el material fsico del universo, es todo lo que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio.(3) La materia es todo lo que tiene masa y ocupa espacio.(4)

PROPIEDADES DE LA MATERIA: Una propiedad es cualquier caracterstica que nos permita reconocer un tipo particular de materia y distinguirla de otros tipos. Se relacionan tanto con su composicin, como su estructura.

PROPIEDADES QUMICAS: Es un cambio qumico en el que la sustancia original desaparece y da lugar a otra sustancia distinta.(1) Es la capacidad (o incapacidad) de una muestra de materia para experimentar un cambio en su composicin bajo ciertas condiciones.(2) Describen las formas en las que una sustancia pueden cambiar, pero formar otra.(3) Son aquellas en las que la materia cambia de composicin.(4)

PROPIEDADES FSICAS: Se pueden medir y observar sin que se modifiquen la composicin o identidad de la sustancia.(1) Es la que tiene una muestra de materia mientras no cambie su composicin.(2) La podemos observar sin alterar la identidad y composicin de la sustancia, incluye color, olor, densidad, punto de fusin.(3) Pueden observarse sin que haya cambio alguno de composicin.(4)

PROPIEDADES INTESIVAS:- No dependen de cuanta materia se considere.(1)- Estas no dependen de la cantidad de muestra examina y son tiles en la qumica.(3)-Son independientes de la cantidad de materia. Todas la propiedades qumicas son intensivas.(4)

PROPIEDADES EXTENSIVAS: Dependen de la cantidad de materia que se considere.(1) Son directamente proporcional a la cantidad de materia en la muestra.(2) Dependen de la cantidad de la muestra, por ejemplo: la masa y el volumen. Se le relacionan con la cantidad de masa existente.(3) Estas propiedades dependen de la cantidad de materia.(4)

MASA: Es una medicin de la cantidad de materia en un objeto.(1) Es la cantidad de materia de un objeto.(2) Es una medida de la cantidad de materia en un objeto.(3) Es una medida de la cantidad de materia de una muestra de cualquier material.(4)

PESO: Es la fuerza que ejerce la gravedad sobre un cuerpo.(1) Es la fuerza con que la gravedad acta sobre un objeto. Es directamente proporcional a la masa.(2) Es la fuerza que ejerce la gravedad sobre su masa.(3)

VOLUMEN: Es una magnitud derivada expresada en m3, cm3 y L. DENSIDAD: La densidad es una propiedad intensiva y no depende de la cantidad de masa presente.(1) La densidad es la razn entre la masa y el volumen.(2)

Se define como la cantidad de masa por unidad de volumen de la sustancia.(3)

CAMBIOS FSICOS DE LA MATERIA: La materia es susceptible de sufrir cambios, los cuales pueden ser transitorios o permanentes. La materia se puede encontrar en tres estados fsicos: estado slido, estado lquido, estado gaseoso. El agua puede pasar con facilidad por los tres estados fsicos. Estas transformaciones se producen por accin del calor.- Fusin: Es el paso de slido a lquido, como cuando al aumentar la temperatura se funde un cubito de hielo y se convierte en agua.- Evaporacin o vaporizacin: Es el paso de lquido a gas. Tambin ocurre cuando aumenta la temperatura.- Condensacin: Es el paso de gas a lquido, como cuando el vapor de agua se transforma en gotitas de agua en un cristal por un descenso de la temperatura.- Solidificacin: Es el paso de lquido a slido. Por ejemplo, cuando el agua se enfra y se transforma en hielo.

PARAFINA: Se refiere a un slido blando blanco o incoloro que se utiliza como lubricante y para otras aplicaciones. Se deriva a partir del petrleo y se compone de una mezcla de molculas de hidrocarburos que contienen entre veinte y cuarenta tomos de carbono. Es slido a temperatura ambiente y se empieza a fundir por encima de aproximadamente 37 C. Es insoluble en agua, pero soluble en ter, benceno, y ciertos steres. Poseen altos valores de pureza y se derriten al aplicarles calor.

TEMPERATUTA DE IGNICIN: Llamada tambin punto de inflamacin, es la mnima temperatura a la que una sustancia (lquida o slida) debe ser calentada para iniciar una combustin que se sostenga por s misma independiente de las fuentes externas de calor. Cuando la sustancia se oxida espontneamente sin necesidad de una fuente exterior de calor (lo que para ciertas sustancias puede ocurrir en ciertas condiciones), y alcanza la temperatura de ignicin, empezar a arder. Este fenmeno se llama autoignicin.

COMBUSTIN: Es una reaccin en la cual la sustancia reacciona con el oxgeno, por lo general, con liberacin de calor y luz, para producir una flama... (1) Son reacciones rpidas que producen una flama. La mayora de reacciones que observamos implican al oxgeno como un reactivo (3)

SOLUBILIDAD DE LOS GASES: La solubilidad de los gases en agua por lo general disminuye al aumentar la temperatura, La razn de esto es que a medida que aumenta la temperatura, la energa calorfica se transfiere a las molculas de gas soluto en donde se convierte en energa cintica. Conforme las molculas de lquido comienzan a moverse, se mueven ms lejos una de la otra y el gas escapa del lquido ms fcilmente. Cuando se incrementa la presin sobre un lquido, la solubilidad del gas aumenta. La razn de esto es que a medida que aumenta la presin, ms molculas de gas chocan con la superficie del lquido para entrar en la solucin. EXACTITUD: Indica que el valor de una medida est muy prximo al valor real de la magnitud que se mide.

PRECISIN: Expresa el grado de incertidumbre en el valor medido. Cualquier valor medido, se encuentra afectado por una incertidumbre consecuencia de las limitaciones del aparato de medida utilizado y del observador. Esta incertidumbre, que se expresa normalmente en porcentaje, slo se puede poner de manifiesto cuando una misma medida se realiza varias veces comparando los resultados obtenidos.

MATERIALES Experimento 1:

Probeta graduada

Esfera de vidrio

Agua

Balanza de tres brazos

Recipiente de plstico

Experimento 2:

Vela

Vasos de precipitado y agua

Cerillos

Matraz de Erlenmeyer

Moneda

MTODO EXPERIMENTAL

EXPERIMENTO N 1

Paso 1:

Antes de realizar las mediciones en la balanza, tuvimos que calibrarla.

Paso 2:

Colocamos la esfera de vidrio en el recipiente de plstico y ambos sobre el platillo de la balanza.

Este paso se realiz reiteradas veces y en cada una se obtuvo un valor diferente respecto a la masa de estos materiales.

Paso 3:

Colocar cuidadosamente el recipiente de plstico sobre el platillo de la balanza, en este caso solo se consider un nico valor.

Paso 4:

Llenamos la probeta con agua hasta cierta medida y anotaremos los valores que pudimos observar desde distintos ngulos.

Paso 5:

Luego de llenar la probeta con agua se introduce con mucho cuidado la esfera de vidrio y se toman las nuevas medidas que marca, del mismo modo que el anterior.

EXPERIEMENTO N 2

Paso 1:

El docente de curso encendi un palito de fsforo. Esto se da gracias a que la parte superior del cerillo est formada por trisulfuro de antimonio, perclorato de potasio y cola que funciona como medio aglutinador; y la lija contiene fsforo rojo, vidrio en polvo y cola.

Estos al ser frotados generan calor cuya temperatura supera los 85C (mnimo valor de la temperatura de ignicin) y lo coloco en la parte inferior de la vela; el calor provoco la fusin de la cera.

Paso 2:

Inmediatamente, se coloc la vela en forma vertical, sobre una de las caras de la moneda y esperamos unos segundos hasta que la cera se solidifique nuevamente. Con este procedimiento, nuestra intencin era que la moneda sirva como base de la vela para que esta pueda permanecer en la posicin indicada.

Paso 3:

Colocamos la vela en posicin vertical al interior del vaso de precipitado vaco.

Paso 4:

Con un recipiente adicional, vertimos agua cuidadosamente al vaso de precipitado (ms de 200 ml).

Paso 5:

Nuevamente utilizamos un palito de fosforo para encender ahora la vela. La vela est formada por cera y una mecha. La cera es principalmente una parafina, sirve de combustible. Cuando arde la llama, la cera se fusiona y rodea a la mecha, la cual absorbe la parafina para que se mantenga la llama. Observamos que en esta reaccin se desprende gas (CO2) y vapor de agua (H2O (g))La reaccin que se da es la siguiente:

CnH(2n+2) + O2 CO2 + H2O (g)Donde n depende del tipo de parafina que compone la vela.

Paso 6:Con la ayuda de un compaero colocamos el matraz boca abajo y cubrimos parcialmente la vela, de tal manera que la boca del matraz se sumerja, en cierta medida, en el agua.

RESULTADOSExperimento N 1:En la parte de prctica, mencionamos que obtuvimos varios valores con respecto a la masa de la esfera, ms el recipiente de plstico. Estos valores los mostramos a continuacin:ObjetosMasaEsfera + recipienteRecipiente

m139.519.0

m239.619.0

Luego, podemos observar una ligera diferencia entre los valores obtenidos; esto puede deberse a distintos factores, por ejemplo: el ngulo de vista del observador, la capacidad visual, el estado en el que se encuentran las herramientas, las condiciones atmosfricas, etc.Nuestra intencin era obtener la masa de la esfera, la cual calculamos con la diferencia entre la masa de los dos objetos juntos y la del recipiente respectivamente. Para hacer esta operacin, consideramos el promedio de las medidas obtenidas que es igual a 39.55.En el caso del volumen, obtuvimos los siguientes valores:MaterialesVolumenAguaAgua + esfera

V1104 mL112 mL

V2105 mL114 mL

Procedimos del mismo modo para el clculo del volumen de la esfera, el cuel result ser 8.5 mL.Por lo tanto obtuvimos su densidad mediante la siguiente relacin:

Experimento N 2:Observamos que al aire libre, la llama permaneca encendida sin ningn problema; esto se debe a la abundante presencia del oxgeno alrededor. Sin embargo, al encontrarse al interior del matraz, la llama comenzaba a extinguirse debido a la falta de oxgeno. Paralelamente, como producto de la reaccin, se desprende vapor de agua y CO2. Este ltimo, al entrar en contacto con las paredes del matraz, que se encontraba a menor temperatura, se enfri y provoc la disminucin del volumen al interior. Algo similar ocurri con el vapor de agua, que se condens y adhiri a las paredes del matraz en forma de gotas. Todo esto gener que la presin en el interior sea mucho menor que la presin al exterior (presin atmosfrica). Es por ello que, al existir esta diferencia de presin, el sistema, para recobrar el equilibrio, permite que el agua en el interior ascienda. Compensando la falta de presin en el interior.

DISCUSIN DE LOS RESULTADOSExperimento N 1:Hemos visto algunas dificultades para obtener la masa correcta de la esfera de vidrio, y lo atribuimos a diferentes razones, como por ejemplo: La medicin de la masa no es exacta, pues la herramienta que utilizamos, la balanza de tres brazos, era obsoleta.

La capacidad visual del observador era limitada, ya que se le dificultaba la lectura de los datos que arrojaba la balanza.

La poca pericia de la persona que realiz la medicin de la masa.

Al momento de realizar la medicin de la masa, la esfera de vidrio se encontraba a un extremo del platillo de la balanza, por ende, es posible que la medicin que se obtuvo se vea afectada, ya sea aumentando o disminuyendo dicho valor.

Con respecto a la medicin del volumen de la esfera de vidrio tambin se obtuvieron valores levemente desiguales, nosotros tratamos de explicarlo de la siguiente manera: Es posible que, tanto la esfera como la probeta, hayan tenido algunos materiales impregnados; esto afectara levemente el clculo del volumen.

Se observ al momento de deslizar la esfera; en la probeta apareci unas pequeas burbujas, esto podra alterar el valor obtenido durante la medicin.

Tambin, en el instante de observar las medidas, tuvimos que utilizar diferentes ngulos de visin para luego poderlas promediar.

Y lo ms importante, no sabemos si el lugar en donde realizamos la medicin era una superficie plana; es decir, que no tenga inclinacin alguna.

Experimento N 2:En este experimento sobre la reaccin de combustin, se observa lo siguiente:

Era necesario supervisar minuciosamente, la calidad de los materiales; ya que de no ser as en el experimento no se podra haber realizado.

Tambin es apremiante la colaboracin de una segunda persona, para realizar dicho acto; est por dems decir, que entre estas dos personas tiene que haber una correcta coordinacin. De no ser as, el colaborador podra apagar la flama de la vela.

Es importante tener el matraz a temperaturas ambientales, porque si el matraz estuviera con una temperatura alta, el lquido tardara en subir por la probeta; pero si el matraz tuviera una temperatura baja, el lquido subira ms rpido.

Todas estas eventualidades pudieron afectar el procedimiento, lo cual no ocurri pues se actu con cuidado, por lo que lo observado era lo que la teora predeca.

CONCLUSIONESExperimento N 1:Al realizar las mediciones, tanto de la masa como del volumen de la esfera, comprobamos que los valores obtenidos, si bien eran cercanos, nunca coincidieron; con esto corroboramos lo mencionado en el fundamento terico acerca de las definiciones de precisin y exactitud, aunque para hablar de exactitud, nosotros no contbamos con un valor de masa y volumen de la esfera que pudieran ser considerados como verdaderos. Tambin verificamos que distintos factores, como los mencionados en la parte de resultados, siempre determinarn los mrgenes de error.

Experimento N 2:La ecuacin qumica de una reaccin de combustin nos indica que es imprescindible la presencia del oxgeno. Si observamos una reaccin de combustin en un lugar abierto, no resulta tan evidente constatar esta afirmacin. Por el contrario, presenciar esta reaccin en un lugar cerrado, hizo que sea ms fcil validar la importancia del oxgeno en este tipo de reacciones.El hecho de ver que la llama de la vela disminua progresivamente, nos indicaba el consumo del oxgeno con el pase de los segundos hasta tal punto que no quedaba ni una sola molcula de esta sustancia; provocando finalmente el cese de la reaccin.Asimismo, el ascenso del nivel del agua al interior del matraz corroboraba la diferencia de presiones dentro y fuera de este.Finalmente, percibir que a medida que suceda la reaccin, las paredes del matraz se opacaban, era una clara demostracin de la produccin de agua y CO2 gaseosos.

RECOMENDACIONES

Contar con la presencia del docente en el laboratorio fue vital para la realizacin de los experimentos. Las indicaciones que dio antes, durante y despus del procedimiento fueron pertinentes. Consideramos, por ello, que relacionar cada palabra que menciona el profesor con un evento correspondiente, ayuda a la comprensin cabal de lo que se viene realizando.

La observacin es, en todo momento, una herramienta muy eficiente. Mientras ms rigurosa sea esta, mayor ser la cantidad de informacin que se pueda recopilar de cada suceso en el experimento. Tener en cuenta esto nos ayudar a considerar hasta el mnimo detalle y cuestionar las irregularidades existentes.

La actitud de un estudiante dentro de un laboratorio es un factor determinante en la realizacin del experimento. Participar en uno, no es un juego. Si tenemos claro esto y trabajamos con seriedad, podemos evitar muchos inconvenientes y errores que afecten a los resultados.

En todo laboratorio, encontramos una variedad de materiales: algunos de estos son muy resistentes y otros, de gran fragilidad. Manipularlos de manera adecuada y con el mayor cuidado posible nos ayudar a conservarlos tal y como los encontramos antes de ser usados.

Era necesario supervisar minuciosamente, la calidad de los materiales; ya que de no ser as en el experimento no se podra haber realizado.

Tambin es apremiante la colaboracin de una segunda persona, para realizar dicho acto; est por dems decir, que entre estas dos personas tiene que haber una correcta coordinacin. De no ser as, el colaborador podra apagar la flama de la vela.

Es importante tener el matraz a temperaturas ambientales, porque si el matraz estuviera con una temperatura alta, el lquido tardara en subir por la probeta; pero si el matraz tuviera una temperatura baja, el lquido subira ms rpido.ANEXOS

Discutiendo los valores obtenidos a travs de la observacin. Esperamos que el nivel del agua se estabilice para poder observar los resultados.

Observando el volumen del agua ms el de la esfera, desde otro ngulo de vista. Obtuvimos distintos resultados cada vez que cambibamos de observador.

BIBLIOGRAFA

BROWN, T. LEMAY, H. BURSTEN, B. Qumica. La ciencia central. Pearson. Decimosegunda edicin. 2014. CHANG, Raymond. Qumica. Interamericana Editores. Dcima edicin. 2010. PETRUCCI, HARWOOD, HERRING. Qumica general. Prentice Hall. Octava edicin. 2003. WHITTEN GAILEY DAVIS. Qumica general. Mc. Graw Hill. Tercera edicin. 1991.

Enlaces web:

http://www.quiminet.com/articulos/la-parafina-y-sus-aplicaciones-industriales-2718778.htm

http://www.quimicauniversal.cl/prod_parafinasolida.php

http://docsetools.com/articulos-utiles/article_102117.html

http://www.fio.unicen.edu.ar/usuario/segumar/Laura/material/Qu%EDmica%20del%20Fuego.pdf

http://cienciasnaturales.carpetapedagogica.com/2009/07/cambios-fisicos-y-quimicos-de-la.html

http://www.ehowenespanol.com/factores-afectan-solubilidad-gas-liquido-info_184982/

http://www.ehowenespanol.com/factores-afectan-solubilidad-gas-liquido-info_184982/