Tema: Tiro Parabólico
Objetivos:
a) Determinar experimentalmente las características físicas del movimiento.
b) Determinar analítica y experimentalmente el alcance máximo y la altura máxima de un proyectil de prueba (ángulos 30° y 45°).
c) Aplicar teoría de errores.
Marco Teórico:
Suponiendo nula la resistencia del aire, un pro¬yectil se movería con movimiento rectilíneo uni¬forme si no fuera porque la gravedad curva su tra¬yectoria y el proyectil acaba por caer a tierra.
Vamos a analizar este movimiento.
Estudiaremos el movimiento de un proyectil que es disparado desde el suelo con un ángulo α0, y lo haremos tomando unos ejes con origen 0 en el punto del que parte el proyectil. Éste tiene una velocidad inicial V0, cuya dirección depende del ángulo α0 con que se efectúa el disparo, y una aceleración vertical hacia abajo, la gravedad, g.
Descomponemos la velocidad inicial v0 en dos componentes, una según el eje x, ü0]l = vq • eos a0, y otra según el ejey,^ = do • sen oc0,ya que así po¬demos considerar que el movimiento del proyec¬til es la composición de dos movimientos, uno horizontal uniforme con velocidad u0x y otro ver¬tical, en el cual el proyectil sube verticalmente con una velocidad inicial u^, llega a una altura máxi¬ma y después cae en caída libre. Este último mo¬vimiento es idéntico al de ascenso y descenso de una piedra lanzada verticalmente hacia arriba, y determina el tiempo que tardará el proyectil en caer. Como demostramos en el ejemplo de la pá¬gina anterior, ese movimiento de ascenso y des¬censo es simétrico, por lo que podemos asegurar que la trayectoria del proyectil será una curva si¬métrica respecto al eje vertical que pasa por su punto de altura máxima. Esa altura máxima será, de acuerdo con la fórmula que encontramos:
La simetría hace innecesario estudiar el movi¬miento de descenso del proyectil, ya que la curva de la trayectoria que obtendríamos sería la misma. Mientras el proyectil está subiendo será:
Las dos primeras ecuaciones nos permiten conocer en cada instante:
— el módulo de la velocidad:
— el ángulo que dicha velocidad forma con la horizontal:
A partir del segundo par de ecuaciones, despe¬jando t en la primera y sustituyendo en la segun¬da, llegamos a la ecuación de la trayectoria, que corresponde a una parábola:
El tiempo tv que tarda el proyectil en caer (tiem¬po de vuelo) es lo que dura su movimiento verti¬cal de ascenso y descenso, o sea, el doble de lo que dura, por ejemplo, su movimiento de ascenso, el cual, según dedujimos cuando analizamos el movimiento de una piedra lanzada verticalmente hacia arriba, dura √2h/d. Por lo tanto, el tiempo que buscamos es:
Sustituyendo este valor en la ecuación que da la coordenada x del movimiento, x = v0 • t • cos α0, podemos conocer la distancia d que alcanza el disparo:
y recordando que por trigonometría sen 2α0 = 2 sen α0 • cos α0,obtendremos:
De aquí se deduce que el alcance del disparo será máximo cuando el ángulo de tiro sea de 45°, ya que entonces será sen 2α0 = 1.
Materiales:
1. Tablero de experimentación.
2. Dispositivo para disparar proyectiles.
3. Una hoja de papel ministro cuadriculada.
4. Una canica.
5. Un recipiente con agua coloreada.
6. Una regla graduada en cm.
Procedimiento:
• Coloco la hoja de papel ministro en el tablero de experimentación.
• Inclino el tablero de experimentación y gradúo el dispositivo para disparar proyectiles con 45°.
• Remojo la canica, la ubico en el dispositivo y finalmente la lanzo, al mismo tiempo enciendo el cronómetro.
• Apago el cronómetro cuando la canica cruce el nivel de referencia.
• Repito el procedimiento con una inclinación de 30°.
• Tabulo y calculo los datos, lleno el informe.
Tabulación de Datos:
• 45° Ymax = 10cm Xmax = 33,2cm t = 43 x 10-3 s
• 30° Ymax = 9,35cm Xmax = 27,8cm t = 40 x 10-3 s
Cálculos:
Conclusiones y Recomendaciones:
a) Determiné experimentalmente las características físicas del movimiento.
b) Determiné analítica y experimentalmente el alcance máximo y la altura máxima de un proyectil de prueba (ángulos 30° y 45°).
c) Apliqué teoría de errores.
Bibliografía:
Biblioteca Temática (Tomo IV)
Temperatura Ambiental: 21ºC
Humedad Relativa: 32%
FIRMA DEL CADETE
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21.5.09
LABORATORIO 5TO: POTENCIA Y ENERGÍA
Tema: Potencia y Energía
Objetivos:
a) Establecer la potencia desarrollada por el móvil que se desliza.
b) Determinar la energía potencial y cinética alcanzada por un móvil que se moviliza por un plano inclinado.
c) En función de la ley de conservación de energía , tomando como valor teórico la energía potencial y como valor experimental la energía cinética , aplique la teoría de errores , justifique o no la conservación de la energía .
Marco Teórico:
La energía potencial es la capacidad que tienen los cuerpos para realizar un trabajo, dependiendo de la configuración que tengan en un sistema de cuerpos que ejercen fuerzas entre sí. Puede pensarse como la energía almacenada en un sistema, o como una medida del trabajo que un sistema puede entregar. Más rigurosamente, la energía potencial es una magnitud escala r asociado a un campo de fuerzas (o como en elasticidad un campo tensorial de tensiones). Cuando la energía potencial está asociada a un campo de fuerzas, la diferencia entre los valores del campo en dos puntos A y B es igual al trabajo realizado por la fuerza para cualquier recorrido entre B y A.
De todas las transformaciones o cambios que sufre la materia, los que más interesan a la mecánica son los asociados a la posición y/o a la velocidad. Ambas magnitudes definen, en el marco de la dinámica de Newton, el estado mecánico de un cuerpo, de modo que este puede cambiar porque cambie su posición o porque cambie su velocidad. La forma de energía asociada a los cambios en el estado mecánica de un cuerpo o de una partícula material recibe el nombre de energía mecánica.
- Energía Cinética:
La forma de energía asociada a los cambios de velocidad recibe el nombre de energía cinética. Un cuerpo en movimiento es capaz de producir movimiento, esto es, de cambiar la velocidad de otros. La energía cinética es, por lo tanto, la energía mecánica que posee un cuerpo en virtud de su movimiento o velocidad.
- Conservación de la energía mecánica:
Cuando se consideran únicamente transformaciones de tipo mecánico, es decir, cambios de posición y cambios de velocidad, las relaciones entre trabajo y energía se convierten de hecho en ecuaciones de conservación, de modo que si un cuerpo no cede ni toma energía mecánica mediante la realización de trabajo, la suma de la energía cinética y energía potencial habrá de mantenerse constante.
Materiales:
• Soporte Universal
• Tuerca Universal
• Plano de experimentación
• Balanza
• Cuerpo de Prueba
• Cronómetro
• Graduador
• Polea Fija
Procedimiento:
Proceso A
1. En el soporte universal ubicamos la tuerca universal.
2. Instalamos la polea fija y determinamos la masa del cuerpo de prueba.
3. Clocamos el cuerpo de prueba en la polea fija.
4. Determinamos la altura de A y B.
5. Colocamos masas adicionales para que el cuerpo de prueba suba.
6. Determinamos el tiempo.
7. Por último determinamos la potencia.
Proceso B
1. Ubicamos la tuerca universal.
2. Ubicamos la pista.
3. Determinamos el ángulo que debe de estar entre 20 a 25 grados.
4. Sacamos la altura de A a B.
5. Sacamos la energía potencial.
6. Dejamos libre el cuerpo hasta que descienda.
7. En el punto C, determinamos la energía cinética aplicada.
8. Determinamos la distancia recorrida y el tiempo necesitado.
Tabulación de Datos:
Cálculos:
Conclusiones y Recomendaciones:
a) Establecimos la potencia desarrollada por el móvil que se desliza.
b) Además determinamos la energía potencial y cinética alcanzada por un móvil que se moviliza por un plano inclinado.
c) En función de la ley de conservación de energía , tomamos como valor teórico la energía potencial y como valor experimental la energía cinética ,
d) Aplicamos teoría de errores y justificamos nuestro resultado sobre la conservación de la energía.
Bibliografía:
• Biblioteca Interactiva Temática Estudiantil (Tomo IV), Editorial Océano, Barcelona – España, 2006.
• Biblioteca de Consulta Microsoft Encarta Premium 2008
Temperatura Ambiental: ºC
Humedad Relativa: %
FIRMA DEL CADETE
Objetivos:
a) Establecer la potencia desarrollada por el móvil que se desliza.
b) Determinar la energía potencial y cinética alcanzada por un móvil que se moviliza por un plano inclinado.
c) En función de la ley de conservación de energía , tomando como valor teórico la energía potencial y como valor experimental la energía cinética , aplique la teoría de errores , justifique o no la conservación de la energía .
Marco Teórico:
La energía potencial es la capacidad que tienen los cuerpos para realizar un trabajo, dependiendo de la configuración que tengan en un sistema de cuerpos que ejercen fuerzas entre sí. Puede pensarse como la energía almacenada en un sistema, o como una medida del trabajo que un sistema puede entregar. Más rigurosamente, la energía potencial es una magnitud escala r asociado a un campo de fuerzas (o como en elasticidad un campo tensorial de tensiones). Cuando la energía potencial está asociada a un campo de fuerzas, la diferencia entre los valores del campo en dos puntos A y B es igual al trabajo realizado por la fuerza para cualquier recorrido entre B y A.
De todas las transformaciones o cambios que sufre la materia, los que más interesan a la mecánica son los asociados a la posición y/o a la velocidad. Ambas magnitudes definen, en el marco de la dinámica de Newton, el estado mecánico de un cuerpo, de modo que este puede cambiar porque cambie su posición o porque cambie su velocidad. La forma de energía asociada a los cambios en el estado mecánica de un cuerpo o de una partícula material recibe el nombre de energía mecánica.
- Energía Cinética:
La forma de energía asociada a los cambios de velocidad recibe el nombre de energía cinética. Un cuerpo en movimiento es capaz de producir movimiento, esto es, de cambiar la velocidad de otros. La energía cinética es, por lo tanto, la energía mecánica que posee un cuerpo en virtud de su movimiento o velocidad.
- Conservación de la energía mecánica:
Cuando se consideran únicamente transformaciones de tipo mecánico, es decir, cambios de posición y cambios de velocidad, las relaciones entre trabajo y energía se convierten de hecho en ecuaciones de conservación, de modo que si un cuerpo no cede ni toma energía mecánica mediante la realización de trabajo, la suma de la energía cinética y energía potencial habrá de mantenerse constante.
Materiales:
• Soporte Universal
• Tuerca Universal
• Plano de experimentación
• Balanza
• Cuerpo de Prueba
• Cronómetro
• Graduador
• Polea Fija
Procedimiento:
Proceso A
1. En el soporte universal ubicamos la tuerca universal.
2. Instalamos la polea fija y determinamos la masa del cuerpo de prueba.
3. Clocamos el cuerpo de prueba en la polea fija.
4. Determinamos la altura de A y B.
5. Colocamos masas adicionales para que el cuerpo de prueba suba.
6. Determinamos el tiempo.
7. Por último determinamos la potencia.
Proceso B
1. Ubicamos la tuerca universal.
2. Ubicamos la pista.
3. Determinamos el ángulo que debe de estar entre 20 a 25 grados.
4. Sacamos la altura de A a B.
5. Sacamos la energía potencial.
6. Dejamos libre el cuerpo hasta que descienda.
7. En el punto C, determinamos la energía cinética aplicada.
8. Determinamos la distancia recorrida y el tiempo necesitado.
Tabulación de Datos:
Cálculos:
Conclusiones y Recomendaciones:
a) Establecimos la potencia desarrollada por el móvil que se desliza.
b) Además determinamos la energía potencial y cinética alcanzada por un móvil que se moviliza por un plano inclinado.
c) En función de la ley de conservación de energía , tomamos como valor teórico la energía potencial y como valor experimental la energía cinética ,
d) Aplicamos teoría de errores y justificamos nuestro resultado sobre la conservación de la energía.
Bibliografía:
• Biblioteca Interactiva Temática Estudiantil (Tomo IV), Editorial Océano, Barcelona – España, 2006.
• Biblioteca de Consulta Microsoft Encarta Premium 2008
Temperatura Ambiental: ºC
Humedad Relativa: %
FIRMA DEL CADETE
LABORATORIO: POTENCIA
Tema: Potencia y Energía
Objetivos:
a) Determinar analítica y experimentalmente el trabajo y la potencia desarrollados por una fuerza
b) Comprobar la ley de conservación de la energía
Marco Teórico:
Trabajo se define como la productividad que la energía puede proporcionar al ser aplicada sobre un cuerpo por unidad de tiempo. En esencia, decimos que existe trabajo cuando se produce cierto desplazamiento por la energía aplicada. Si se empuja una pared no se realiza ningún trabajo ya que la pared permanece en la misma posición; en contraparte si se empuja un vagón, este presenta cierto desplazamiento por lo que se considera que existe trabajo (se obtuvo un producto al aplicar energía).Es la aplicación de una fuerza que provoca un movimiento.
En mecánica el trabajo efectuado por una fuerza aplicada sobre un cuerpo durante un cierto desplazamiento se define como la integral del producto escalar del vector fuerza por el vector desplazamiento.
Energía es una magnitud física abstracta, ligada al estado dinámico de un sistema y que permanece invariable con el tiempo en los sistemas aislados. Todos los cuerpos, por el sólo hecho de estar formados de materia, contienen energía; además, pueden poseer energía adicional debido a su movimiento, a su composición química, a su posición, a su temperatura y a algunas otra propiedades. Por ejemplo, un sistema con energía cinética nula está en reposo. Muy a menudo se define la energía como la capacidad de realizar trabajo.
Potencia es la cantidad de trabajo efectuado por unidad de tiempo. Esto es equivalente a la velocidad de cambio de energía en un sistema o al tiempo empleado en realizar un trabajo, según queda definido por:
Donde
• P es la potencia.
• E es la energía total o trabajo.
• t es el tiempo.
Potencia mecánica es el trabajo realizado por una máquina o una persona en un determinado intervalo de tiempo.
Materiales:
1. Cuerpo de prueba
2. Soporte universal
3. Polea móvil
4. Porta masas y juego de masas
5. Plano inclinado
6. Regla
7. Graduador
8. Cronómetro
9. Balanza
Procedimiento:
I
• Sobre el plano horizontal se pone el cuerpo de prueba
• Se lo ata a la polea
• Se le incrementa masas en el porta masas hasta que el cuerpo se mueva
• Cronometrar el tiempo que se demora
II
• En el soporte universal poner el plano inclinado
• Poner el cuerpo de prueba sobre el plano inclinado
• Dejar caer el cuerpo
• Cronometrar el tiempo
• Medir la distancia que recorrió el cuerpo.
Tabulación de Datos:
Cálculos:
Conclusiones y Recomendaciones:
a) Determinamos analítica y experimentalmente el trabajo y la potencia desarrollados por una fuerza.
b) Comprobamos además la ley de conservación de la energía.
c) Es importante poner atención a la cátedra impartida para poder realizar una excelente práctica de laboratorio.
Bibliografía:
• Biblioteca Temática (Tomo IV)
• http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_(f%C3%ADsica)
• http://es.wikipedia.org/wiki/Potencia
• http://es.wikipedia.org/wiki/Trabajo_(f%C3%ADsica)
• http://www.jfinternational.com/mf/potencia.html
Temperatura Ambiental: 21ºC
Humedad Relativa: 32%
FIRMA DEL CADETE
Objetivos:
a) Determinar analítica y experimentalmente el trabajo y la potencia desarrollados por una fuerza
b) Comprobar la ley de conservación de la energía
Marco Teórico:
Trabajo se define como la productividad que la energía puede proporcionar al ser aplicada sobre un cuerpo por unidad de tiempo. En esencia, decimos que existe trabajo cuando se produce cierto desplazamiento por la energía aplicada. Si se empuja una pared no se realiza ningún trabajo ya que la pared permanece en la misma posición; en contraparte si se empuja un vagón, este presenta cierto desplazamiento por lo que se considera que existe trabajo (se obtuvo un producto al aplicar energía).Es la aplicación de una fuerza que provoca un movimiento.
En mecánica el trabajo efectuado por una fuerza aplicada sobre un cuerpo durante un cierto desplazamiento se define como la integral del producto escalar del vector fuerza por el vector desplazamiento.
Energía es una magnitud física abstracta, ligada al estado dinámico de un sistema y que permanece invariable con el tiempo en los sistemas aislados. Todos los cuerpos, por el sólo hecho de estar formados de materia, contienen energía; además, pueden poseer energía adicional debido a su movimiento, a su composición química, a su posición, a su temperatura y a algunas otra propiedades. Por ejemplo, un sistema con energía cinética nula está en reposo. Muy a menudo se define la energía como la capacidad de realizar trabajo.
Potencia es la cantidad de trabajo efectuado por unidad de tiempo. Esto es equivalente a la velocidad de cambio de energía en un sistema o al tiempo empleado en realizar un trabajo, según queda definido por:
Donde
• P es la potencia.
• E es la energía total o trabajo.
• t es el tiempo.
Potencia mecánica es el trabajo realizado por una máquina o una persona en un determinado intervalo de tiempo.
Materiales:
1. Cuerpo de prueba
2. Soporte universal
3. Polea móvil
4. Porta masas y juego de masas
5. Plano inclinado
6. Regla
7. Graduador
8. Cronómetro
9. Balanza
Procedimiento:
I
• Sobre el plano horizontal se pone el cuerpo de prueba
• Se lo ata a la polea
• Se le incrementa masas en el porta masas hasta que el cuerpo se mueva
• Cronometrar el tiempo que se demora
II
• En el soporte universal poner el plano inclinado
• Poner el cuerpo de prueba sobre el plano inclinado
• Dejar caer el cuerpo
• Cronometrar el tiempo
• Medir la distancia que recorrió el cuerpo.
Tabulación de Datos:
Cálculos:
Conclusiones y Recomendaciones:
a) Determinamos analítica y experimentalmente el trabajo y la potencia desarrollados por una fuerza.
b) Comprobamos además la ley de conservación de la energía.
c) Es importante poner atención a la cátedra impartida para poder realizar una excelente práctica de laboratorio.
Bibliografía:
• Biblioteca Temática (Tomo IV)
• http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_(f%C3%ADsica)
• http://es.wikipedia.org/wiki/Potencia
• http://es.wikipedia.org/wiki/Trabajo_(f%C3%ADsica)
• http://www.jfinternational.com/mf/potencia.html
Temperatura Ambiental: 21ºC
Humedad Relativa: 32%
FIRMA DEL CADETE
LABORATORIO: ELECTROSTÁTICA
Tema: Electrostática
Objetivos:
a) experimentalmente un cuerpo de prueba.
b) determinar la fuerza de atracción.
Marco Teórico:
El efecto jaula de Faraday provoca que el campo electromagnético en el interior de un conductor en equilibrio sea nulo, y por tanto se anulen todos los efectos de los campos.
Dicho efecto jaula se pone de manifiesto en numerosas situaciones de la vida cotidiana. Por ejemplo, es el responsable de que no funcionen bien los móviles en el interior de muchos ascensores, o dentro de un edificio con estructura de rejilla de acero.
Un divertido experimento para poner de manifiesto el efecto jaula de Faraday es tomar un radio transistor y sintonizar una emisora en onda media. Se comprueba que al rodearlo con un periódico el sonido se escucha correctamente. Se sustituye el periódico con un papel de aluminio y la radio deja de emitir. La explicación es sencilla: el aluminio es un conductor eléctrico, y provoca el efecto jaula de Faraday.
En resumen una jaula de Faraday es una caja cuyas paredes son de material conductor. Dentro de una caja con paredes conductoras el campo eléctrico es cero, y esto impide la propagación de cualquier onda electromagnética en su interior.
Materiales:
1. péndulo electrostático
2. varilla de plástico
3. pedazo de franela
4. graduador
5. regla
Procedimiento:
• arme el equipo según el esquema;
• limpie el sistema de cargas.
• 2.- frote fuertemente la varilla de plástico con la franela y acerque el péndulo.
• 3.- tope el péndulo con la varilla.
• 4.- en función del desplazamiento del péndulo calcule la fuerza de atracción.
• 5.- en cada uno de los procesos explique físicamente lo observado
Tabulación de Datos:
Cálculos:
Conclusiones y Recomendaciones:
a)
Bibliografía:
Biblioteca Temática (Tomo IV)
http://enciclopedia.us.es/index.php/Jaula_de_Faraday
Temperatura Ambiental: 21ºC
Humedad Relativa: 32%
FIRMA DEL CADETE
Objetivos:
a) experimentalmente un cuerpo de prueba.
b) determinar la fuerza de atracción.
Marco Teórico:
El efecto jaula de Faraday provoca que el campo electromagnético en el interior de un conductor en equilibrio sea nulo, y por tanto se anulen todos los efectos de los campos.
Dicho efecto jaula se pone de manifiesto en numerosas situaciones de la vida cotidiana. Por ejemplo, es el responsable de que no funcionen bien los móviles en el interior de muchos ascensores, o dentro de un edificio con estructura de rejilla de acero.
Un divertido experimento para poner de manifiesto el efecto jaula de Faraday es tomar un radio transistor y sintonizar una emisora en onda media. Se comprueba que al rodearlo con un periódico el sonido se escucha correctamente. Se sustituye el periódico con un papel de aluminio y la radio deja de emitir. La explicación es sencilla: el aluminio es un conductor eléctrico, y provoca el efecto jaula de Faraday.
En resumen una jaula de Faraday es una caja cuyas paredes son de material conductor. Dentro de una caja con paredes conductoras el campo eléctrico es cero, y esto impide la propagación de cualquier onda electromagnética en su interior.
Materiales:
1. péndulo electrostático
2. varilla de plástico
3. pedazo de franela
4. graduador
5. regla
Procedimiento:
• arme el equipo según el esquema;
• limpie el sistema de cargas.
• 2.- frote fuertemente la varilla de plástico con la franela y acerque el péndulo.
• 3.- tope el péndulo con la varilla.
• 4.- en función del desplazamiento del péndulo calcule la fuerza de atracción.
• 5.- en cada uno de los procesos explique físicamente lo observado
Tabulación de Datos:
Cálculos:
Conclusiones y Recomendaciones:
a)
Bibliografía:
Biblioteca Temática (Tomo IV)
http://enciclopedia.us.es/index.php/Jaula_de_Faraday
Temperatura Ambiental: 21ºC
Humedad Relativa: 32%
FIRMA DEL CADETE
LABORATORIO: VECTORES EN 3D
TEMA: Vectores 3D
OBJETIVOS
a) Determinar los componentes rectangulares (x,y,z) de un vector 3D
b) Determinar los ángulos directores del vector
c) Aplicar la teoría de errores
MARCO TEÓRICO:
INVESTIGACIÓN SOBRE LAS DIFERENTES FORMAS DE EXPRESAR UN VECTOR EN TRES DIMENSIONES:
Un vector físico es una magnitud física caracterizable mediante un punto de aplicación u origen, una magnitud o módulo, una dirección y un sentido; o alternativamente por un número de componentes independientes tales que los componentes medidas por diferentes observadores sean relacionables de manera sistemática.
Existe la necesidad de explicar fenómenos físicos que no pueden ser descritos con un solo valor, es necesario definir las cuatro características mencionadas anteriormente:
• Punto de aplicación u origen.
• Magnitud o módulo: determina el tamaño del vector.
• Dirección: determina la recta en el espacio en que se ubica el vector.
• Sentido: determina hacia qué lado de la recta de acción apunta el vector.
Cantidad Escalar. Es una magnitud que queda especificada por un número ( y su respectiva unidad ), todos los números Escalares son Reales, y se Representan por una letra que puede ser (mayúscula ó minúscula) A ó a un ejemplo de una cantidad escalar podría ser, Masa, Volumen, Energía, Trabajo etc.
Cantidad Vectorial. Para poder especificarla se necesita conocer aparte de su Magnitud la Dirección y su Sentido. Se representa por una letra testada, ó testada con una flecha ó ó ( algunos libros de texto la señalan con letras minúsculas en negrita a ) como un ejemplo podemos citar Fuerza, Velocidad, Desplazamiento, Aceleración, etc.
Para poder representar un Vector en el Espacio se requiere de Dos Tríos ordenados de Números uno de los cuales representa el Punto de Inicio del Vector y el otro el Punto Final del Vector
VECTORES EN EL ESPACIO
En el espacio de tres dimensiones en el que vivimos, podemos construir un sistema de coordenadas rectangulares utilizando tres ejes mutuamente ortogonales. El punto en el que estos ejes se cortan se llama Origen.
El Sistema de coordenadas rectangulares utilizado en vectores espaciales es el siguiente:
Las coordenadas de este sistema son (0,0,0)
En este sistema de coordenadas, a un punto en el espacio se le asocia con una tercia de números (a,b,c), y a los números a, b, c se les denomina " las coordenadas cartesianas " del punto P.
En este sistema, las coordenadas rectangulares son (1,2,3)
Este punto se localiza en la intersección de los planos x = a, y = b, z = c.
Las coordenadas de este sistema so (3,2,1)
Octantes
Cada par de ejes coordenados determina un plano coordenado. El eje x y el eje y determinan el plano xy, el eje x y el eje z determinan el plano xz, y el eje z y el eje y determinan el plano yz.
Estos planos coordenados dividen al espacio en ocho regiones llamadas octantes. El octante en el que las tres coordenadas de un punto son positivas se denomina primer octante. No hay un acuerdo para denominar a los otros siete octantes.
MATERIALES :
Un octante
Un vector de madera : pincho
2 plastilinas
Una hoja de cuadros
Un graduador
Regla
GRÁFICOS
PROCEDIMIENTO:
PROCESO I
• Determine a través del octante lo virtual y lo real al cubo
• Mida y determine la magnitud del vector
• Ubique el vector en el vértice del octante
• Proyectar el vector hacia los ejes (Ax, Ay, Az)
• Utilizando la hoja del papel de cuadros determine los ángulos directores
• En funciones de las proyecciones del vector, determine el vector unitario y los ángulos directores
• Aplique las teorías de errores en función de los ángulos
•
TABULACIONES DE DATOS :
CÁLCULOS
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
BIBLIOGRAFÍA
www.wikipedia .com /
Enciclopedia Autodidáctica Interactiva Océano
Encarta 2007 Biblioteca Premium
Temperatura Ambiental
Humedad Relativa
OBJETIVOS
a) Determinar los componentes rectangulares (x,y,z) de un vector 3D
b) Determinar los ángulos directores del vector
c) Aplicar la teoría de errores
MARCO TEÓRICO:
INVESTIGACIÓN SOBRE LAS DIFERENTES FORMAS DE EXPRESAR UN VECTOR EN TRES DIMENSIONES:
Un vector físico es una magnitud física caracterizable mediante un punto de aplicación u origen, una magnitud o módulo, una dirección y un sentido; o alternativamente por un número de componentes independientes tales que los componentes medidas por diferentes observadores sean relacionables de manera sistemática.
Existe la necesidad de explicar fenómenos físicos que no pueden ser descritos con un solo valor, es necesario definir las cuatro características mencionadas anteriormente:
• Punto de aplicación u origen.
• Magnitud o módulo: determina el tamaño del vector.
• Dirección: determina la recta en el espacio en que se ubica el vector.
• Sentido: determina hacia qué lado de la recta de acción apunta el vector.
Cantidad Escalar. Es una magnitud que queda especificada por un número ( y su respectiva unidad ), todos los números Escalares son Reales, y se Representan por una letra que puede ser (mayúscula ó minúscula) A ó a un ejemplo de una cantidad escalar podría ser, Masa, Volumen, Energía, Trabajo etc.
Cantidad Vectorial. Para poder especificarla se necesita conocer aparte de su Magnitud la Dirección y su Sentido. Se representa por una letra testada, ó testada con una flecha ó ó ( algunos libros de texto la señalan con letras minúsculas en negrita a ) como un ejemplo podemos citar Fuerza, Velocidad, Desplazamiento, Aceleración, etc.
Para poder representar un Vector en el Espacio se requiere de Dos Tríos ordenados de Números uno de los cuales representa el Punto de Inicio del Vector y el otro el Punto Final del Vector
VECTORES EN EL ESPACIO
En el espacio de tres dimensiones en el que vivimos, podemos construir un sistema de coordenadas rectangulares utilizando tres ejes mutuamente ortogonales. El punto en el que estos ejes se cortan se llama Origen.
El Sistema de coordenadas rectangulares utilizado en vectores espaciales es el siguiente:
Las coordenadas de este sistema son (0,0,0)
En este sistema de coordenadas, a un punto en el espacio se le asocia con una tercia de números (a,b,c), y a los números a, b, c se les denomina " las coordenadas cartesianas " del punto P.
En este sistema, las coordenadas rectangulares son (1,2,3)
Este punto se localiza en la intersección de los planos x = a, y = b, z = c.
Las coordenadas de este sistema so (3,2,1)
Octantes
Cada par de ejes coordenados determina un plano coordenado. El eje x y el eje y determinan el plano xy, el eje x y el eje z determinan el plano xz, y el eje z y el eje y determinan el plano yz.
Estos planos coordenados dividen al espacio en ocho regiones llamadas octantes. El octante en el que las tres coordenadas de un punto son positivas se denomina primer octante. No hay un acuerdo para denominar a los otros siete octantes.
MATERIALES :
Un octante
Un vector de madera : pincho
2 plastilinas
Una hoja de cuadros
Un graduador
Regla
GRÁFICOS
PROCEDIMIENTO:
PROCESO I
• Determine a través del octante lo virtual y lo real al cubo
• Mida y determine la magnitud del vector
• Ubique el vector en el vértice del octante
• Proyectar el vector hacia los ejes (Ax, Ay, Az)
• Utilizando la hoja del papel de cuadros determine los ángulos directores
• En funciones de las proyecciones del vector, determine el vector unitario y los ángulos directores
• Aplique las teorías de errores en función de los ángulos
•
TABULACIONES DE DATOS :
CÁLCULOS
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
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BIBLIOGRAFÍA
www.wikipedia .com /
Enciclopedia Autodidáctica Interactiva Océano
Encarta 2007 Biblioteca Premium
Temperatura Ambiental
Humedad Relativa
Valoración de soluciones y medición de pH.
1. TEMA: Titulación- Valoración de soluciones y medición de pH.
2. OBJETIVOS:
• Reafirmar conceptos de soluciones.
• Utilizar la titulación para averiguar el pH de una solución y la cantidad de un componente ácido o básico en productos de uso común en el laboratorio.
3. EQUIPOS Y REACTIVOS:
Equipos:
Vaso de Precipitación, Erlenmeyer
Bureta de 25 ml
Tubos de Ensayo graduado
Papel pH.
Reactivos:
Agua destilada
Ácido clorhídrico 0.1M
Hidróxido de Sodio puro
Rojo de Metilo
4. FUNDAMENTO TEÓRICO:
• Titulación:
a) Definición.- Se denomina titulación al procedimiento para determinar la concentración de un ácido o una base en solución, por medio de la adición de una base o un ácido de concentración conocida.
Durante la titulación, el punto en que se neutraliza un ácido o una base se denomina punto de equivalencia.
Las reacciones ácido-base son reacciones de neutralización entre los iones, que se producen al estar en contacto un ácido con una base obteniéndose una sal mas agua.
Durante las operaciones rutinarias en el laboratorio así como en la de los análisis volumétricos son prácticamente mayores los problemas relacionados con la estequiométrica, una de ellas es la normalidad que se define como el número de equivalentes de soluto por litro de solución.
La normalidad es útil porque
Un equivalente de un ácido neutraliza completa y precisamente un equivalente de una base, puesto que un mol H+ reaccionará con un mol de OH-.
Esto significa que al mezclar volúmenes iguales de soluciones que tienen la misma normalidad llevara a una reacción completa entre sus solutos, un litro de ácido 1N neutralizará completamente un litro de base 1N porque un equivalente de ácido reaccionara con un equivalente de base. Matemáticamente:
Esta relación se utiliza par averiguar la cantidad de ácido que posee una disolución a partir de una cantidad de base conocida, o viceversa.
Dicha técnica recibe el nombre de titilación por método volumétrico, volumetría ácido-base o reacción de neutralización.
Este método se realiza mediante una bureta que contiene una de las disoluciones y un matraz con la otra disolución, se vierte cuidadosamente el contenido el contenido de la bureta en el matraz hasta la neutralización de dicha solución.
El pH en el punto de equivalencia de una reacción de neutralización es diferente según la fortaleza del ácido y/o la base que se neutraliza.
Los indicadores que indican el punto de equivalencia no son igual de útiles para todas las reacciones.
b) Tipos:
Reacciones de neutralización entre ácido fuerte (HCl) y base fuerte Na(OH). El pH en el punto de equivalencia es 7 ya que todos los iones hidronio han sido neutralizados por los iones hidroxilo, para dar H2O
El resto de los iones no reaccionan con el agua ya que:
* El Cl – procede de un ácido fuerte (es una base débil frente al agua): no se hidroliza.
* El Na+ procede de una base fuerte (es un ácido muy débil frente al agua): no se hidroliza.
- Cuando la neutralización se produce entre un ácido fuerte y una base débil. El catión de la base sufre una hidrólisis produciéndose iones hidronio, por lo que el pH es < 7.
- Cuando la neutralización se produce entre una base fuerte y un ácido débil. El anión del ácido sufre una hidrólisis produciéndose iones hidróxido, por lo que el pH es > 7.
- Cuando la neutralización se produce entre una base débil y un ácido débil. El anión del ácido sufre una hidrólisis al igual que el catión de la base, por lo que el pH es < 7 si es más débil la base y es >7 si es más débil el ácido.
La elección del indicador adecuado para determinar el punto de equivalencia dependerá del pH final, que tiene que estar dentro del intervalo en el que el indicador sufre el cambio de color..
• pH:
a) Definición.- El pH es una medida de la acidez o basicidad de una solución. El pH es la concentración de iones hidronio [H3O+] presentes en determinada sustancia. La sigla significa "potencial de hidrógeno" (pondus Hydrogenii o potentia Hydrogenii; del latín pondus, n. = peso; potentia, f. = potencia; hydrogenium, n. = hidrógeno). Este término fue acuñado por el químico danés Sørensen, quien lo definió como el logaritmo negativo de base 10 de la actividad de los iones hidrógeno.
b) Formas de determinar.- El valor del pH se puede medir de forma precisa mediante un potenciómetro, también conocido como pH-metro, un instrumento que mide la diferencia de potencial entre dos electrodos: un electrodo de referencia (generalmente de plata/cloruro de plata) y un electrodo de vidrio que es sensible al ión hidrógeno.
También se puede medir de forma aproximada el pH de una disolución empleando indicadores, ácidos o bases débiles que presentan diferente color según el pH. Generalmente se emplea papel indicador, que se trata de papel impregnado de una mezcla de indicadores. Algunos compuestos orgánicos que cambian de color en función del grado de acidez del medio en que se encuentren se utilizan como indicadores cualitativos para la determinación del pH. El papel de litmus o papel tornasol es el indicador mejor conocido. Otros indicadores usuales son la fenolftaleína y el naranja de metilo.
• pOH:
a) Definición.- El pOH se define como el logaritmo negativo de la actividad de los iones de hidróxido. Esto es, la concentración de iones OH-:
pOH = − log10.[OH − ]
En soluciones acuosas, los iones OH- provienen de la disociación del agua:
H2O ↔ H+ + OH-
o también,
2H2O ↔ H3O+ + OH-
b) Formas de determinar.- Al igual que el pH, típicamente tiene un valor entre 0 y 14 en disolución acuosa, siendo ácidas las disoluciones con pOH mayores a 7, y básicas las que tienen pOH menores a 7.
Por lo tanto,
pH + pOH = 14
Entonces se dice que el pOH se puede calcular por una simple diferencia luego de haber calculado el pH.
5. PROCEDIMIENTO:
• PARTE I:
a) Usted recibirá una solución de ácido clorhídrico 0.1M. Colocar 25 ml de esta solución en la bureta que encontrará en el puesto de trabajo.
b) Calcular la concentración de 100 ml de hidróxido de sodio que se necesita para neutralizar 100 ml de HCl 0.1M.
c) Preparar la solución encontrada en 2) y colocar 20 ml de esta en el Erlenmeyer.
• PARTE 2:
a) Usando el papel pH, determine el pH de la solución de hidróxido de sodio.
b) Coloque de 6 a 7 gotas de Rojo de Metilo en el Erlenmeyer. Por una sola ocasión.
c) Coloque el Erlenmeyer debajo de la bureta y accione la llave de esta con una mano mientras agita el Erlenmeyer con la otra dándole un movimiento circular.
d) Dejar fluir muy lentamente la solución sobre el Erlenmeyer manteniendo constantemente la agitación del Erlenmeyer, esperar hasta que el Erlenmeyer empiece a tomar una coloración rosada sobre todo en el lugar donde cae la gota. Dicho color desaparece con la agitación pero llega un momento en que se mantiene todo el líquido. Cuando esto ocurra suspenda la adición de HCl y siga agitando. Si el color desaparece, agregue una o dos gotas más de HCl y agite. Continúe de esta manera hasta que el color rojo persista por lo menos 30 segundos. En este punto ha alcanzado el punto final o neutralización de la titulación. Mida con el papel pH el pH de la solución final.
e) Lea el nivel de la solución en la bureta y extraiga de este valor el valor inicial (25 – valor leído), para hallar el volumen gastado de la solución.
6. TABLA DE DATOS:
Tabla #1: Datos de reactivos utilizados en la práctica
REACTIVO CARACERÍSTICAS
NaOH Sólido (como lenteja), blanco, inoloro, hidróxido, corrosivo, reacción exotérmica, d= 2.1 [g/cm³], m=39.99713u, Punto F= 596 K, Punto E= 1663 K, Punto de descomposición= 0 K. Riesgos: al ingerir, en la piel, inhalación, en los ojos.
HCl Líquido incoloro o levemente amarillo d= 1120 (25%) [g/cm³], m=36.46u, Punto F= 247 K, Punto E= 321 K, Punto de descomposición= 0 K. Riesgos: al ingerir, en la piel, inhalación, en los ojos. Generalmente corrosivo.
Rojo de Metilo El rojo de metilo es un indicador de pH. (Fórmula: C15H15N3O2). Actúa entre pH 4,2 y 6,3 variando desde rojo (pH 4,2) a amarillo (pH 6,3). Por lo tanto, permite determinar la formación de ácidos que se producen durante la fermentación de un carbohidrato.
Tabla #2(a): Resultados obtenidos durante la preparación de soluciones
REACTIVO MASA
NaOH 0.4 [g]
Tabla #2(b): Resultados obtenidos durante la titulación y pH
REACTIVO VOLUMEN UTILIZADO
Solución NaOH 10 N/A
Solución final 7 N/A
Solución HCl utilizada N/A 58.3 [cm³]
7. GRÁFICOS Y OBSERVACIONES:
8. CONCLUSIONES:
• Se pudo comprobar la gran basicidad del hidróxido de sodio, y la gran acidez del ácido clorhídrico..
• Se determino que para una solución de 20 ml de hidróxido de sodio con 0.4 g de soluto, se necesita 58.3 ml de ácido clorhídrico casi al 100%..
• Se comprobó que el pH de la solución resultante de hidróxido de sodio y ácido clorhídrico es de 7, según el papel pH.
9. RECOMENDACIONES:
• Se recomienda manejar con cuidado tanto el hidróxido de sodio como el ácido clorhídrico, debido a los riesgos que se generan al trabajar con estos compuestos.
• Se garantiza el éxito de la práctica cuando se trabaja con resultados, lo más exactos posibles, como en este caso el cálculo de 0.4 g de Hidróxido de sodio en agua en 100 ml.
• En ese tipo de trabajos, la lógica es un factor que nos permite identificar rápidamente si las respuestas obtenidas son correctas.
10. ANEXOS:
a) Cálculos para encontrar la concentración de la solución de NaOH:
V1= 100 ml
C1= ?
V2= 100 ml
C2= 0.1 M
C1V1=C2V2
C1= C2V2/V1
C1= (0.1 M)(100 ml)/100 ml
C1= 0.1M
b) Cálculos de pH y pOH:
Hidróxido de sodio:
pH= -log [H]
pH= -log [0.1]
pH= 1
pH + pOH= 14
pOH= 14 – pH
pOH= 13
Ácido clorhídrico:
pH= -log [H]
pH= -log [0.1]
pH= 1
pH + pOH= 14
pOH= 14 – pH
pOH= 13
Solución:
0.1M= n1/ 0.02 [l]
0.1M=n2/0.0583 [l]
n= n1+n2
n= 0.002 + 0.00583
n= 0.00783 [mol]
V= V1 + V2
V= 20 ml + 58.3 ml
V= 78.3 ml
M= n/V
M= 0.0001 [mol/l]
pH= -log [H]
pH= -log [0.0001]
pH= 4
pH + pOH= 14
pOH= 14 – pH
pOH= 10
c) Cálculos para el volumen gastado:
Debido a que se llenó tres veces la bureta se realizan los siguientes cálculos:
2 buretas de 25 ml= 50 ml
La bureta 3 se vació hasta el punto de 8.3 ml
Entonces se suman todos y se obtiene el resultado de 58.3 ml.
• Actividad como trabajo de investigación:
a) Investigar: Indicadores: Definición y tipos. Ejemplos.
Definición.- Un indicador de pH es una sustancia que permite medir el pH de un medio. Habitualmente, se utiliza como indicador sustancias químicas que cambia su color al cambiar el pH de la disolución. El cambio de color se debe a un cambio estructural inducido por la protonación o desprotonación de la especie. Los indicadores ácido-base tienen un intervalo de viraje de unas dos unidades de pH, en la que cambian la disolución en la que se encuentran de un color a otro, o de una disolución incolora, a una coloreada.
Tipos.- Los más conocidos son el naranja de metilo, que vira en el intervalo de pH 3,1 - 4,4, de color rojo a naranja, y la fenolftaleína, que vira desde un pH 8 hasta un pH 10, transformando disoluciones incoloras en disoluciones con colores rosados / violetas. Además se pueden usar indicadores caseros como la disolución resultante de hervir con agua col lombarda (repollo colorado), pétalos de rosa roja, raíces de cúrcuma a partir de las cuales se obtiene curcumina, el papel tornasol (que es el método más barato, pero es más inexacto que los otros. Por eso se dice que este método es semicuantitativo, porque sólo muestra algo cercano a lo que es el pH de una disolución), y otros.
Ejemplos.- El color del indicador es una mezcla entre el color de la forma ácida y el color de la forma básica. Para obtener solamente el color de la forma básica, se debería aumentar 10 veces la concentración de la forma básica respecto a la de la ácida, según lo dicho antes, y para obtener el color de la forma ácida, se debería aumentar 10 veces la concentración de la forma ácida respecto a la de la básica. Con esto se tiene que el cambio de color de una forma a otra equivale a un factor de 100. Hablando en términos logarítmicos, equivale a 2 unidades de pH. Por tanto, la zona de viraje de un indicador suele estar entre una unidad por arriba y una por abajo de su logK.
En resumidas cuentas, el papel pH, o papel tornasol, se vuelve rojo al mezclarse con ácidos y azul al mezclarse con sustancias básicas o alcalinas.
b) 10ejemplos de pH de elementos y 10 ejemplos de pOH de elementos:
Sustancia/Disolución pH Sustancia/Disolución pOH
Disolución de HCl 1 M 0,0 Cerveza 9.0
Jugo gástrico 1.5 Leche 8.0
Jugo de limón 2.4 Agua pura 7.0
Refresco de cola 2.5 Sangre 6.0
Vinagre 2.9 Agua jabonosa 5.0
Jugo de naranja o manzana 3.0 Leche de magnesia 4.0
Cerveza 4.5 Agua de cal 3.0
Café 5.0 Amoníaco 2.0
Té 5.5 Hidróxido de sodio 0,1 M 1.0
Lluvia ácida < 5,6 Hidróxido de sodio 1 M 0.0
c) Curvas de pH: Definición y tipos:
Definición.- Una reacción de neutralización entre un ácido y un hidróxido metálico produce agua y una sal.
HCl (aq) + Na OH (aq) ® H2O (l) + Na Cl (aq)
Ecuación iónica neta:
H+(aq) + OH-(aq) ® H2O (l))
Si se va añadiendo poco a poco una base a un ácido, el pH de la solución se incrementa con cada adición de base. El diagrama que representa la variación del pH durante la valoración se denomina curva de titulación.
Si se representa gráficamente el pH en función de la cantidad de base añadida, se observa una subida brusca en el punto de equivalencia. La región de subida brusca se llama punto final y se reconoce cuando el reactivo indicador cambia de color. El pH de la solución antes del punto de equivalencia se determina por la concentración del ácido que aún no ha sido neutralizado por la base. El pH en el punto de equivalencia es el pH de la sal resultante. Debido a que la sal que se produce por la reacción de un ácido fuerte y una base fuerte no se hidroliza, el punto de equivalencia se produce a pH 7,00. El pH de la solución después del punto de equivalencia está determinado por la concentración del exceso de base en la solución.
Tipos.-
- Sigmoidal.-
Una curva sigmoidal se obtuvo para la relación entre el estímulo de la luz inducida por la absorción de protones y la concentración de sales en un medio para suspender membranas. Sustitución de sacarosa de las sales también dio lugar a una curva sigmoidal. Se transformó en una curva hiperbólica cuando sales con el medio ya contiene sacarosa. Los resultados se analizan en la disposición estructural de las membranas por el efecto osmótico de los solutos.
- Segmento lineal.-
Las soluciones reguladoras de pH son aquellas que son capaces de mantener el pH de las mismas a pesar de que se agreguen pequeñas cantidades ya sea de bases o de ácidos. Se preparan disolviendo un ácido y la base conjugada del mismo par, por ejemplo ácido acético- acetato de sodio. Una solución reguladora será más efectiva cuando la concentración del ácido y de su par conjugado sea igual. Esto es, el pH se mantendrá en un valor igual al del pKa según la fórmula siguiente.
d) Importancia de los electrolitos en el cuerpo humano y sustancias amortiguadoras en el mismo:
Los electrolitos (iones que pueden conducir la corriente eléctrica) se forman cuando se disuelve un soluto iónico en agua; este se disocia en iones positivos (cationes) y en iones negativos (aniones) que, por tener cargas diferentes, pueden conducir la corriente eléctrica.
Esta característica permite clasificar los solutos en “electrolitos” y “no electrolitos”.
Un electrolito será el que al disociarse da origen a una gran concentración de iones, hecho que permite mayor conductividad eléctrica. Se considera en la práctica que un electrolito fuerte se descompone en un 100%, lo cual impide equilibrios entre sus iones y la molécula correspondiente.
Un electrolito débil se disocia muy poco, de manera que no se produce una suficiente concentración de iones, por lo que no puede haber flujo de corriente eléctrica.
Las sustancias no electrolíticas tienen enlaces covalentes no polares que mantienen su individualidad al no ser disociadas por la acción de fuerzas electrostáticas. Algunas sustancias con enlaces covalentes polares no conducen la corriente eléctrica mientras se encuentran en estado sólido, líquido o gaseoso. Pero si se forma una solución acuosa, disolviéndolas en agua, conducen la corriente eléctrica, lo que indica que se han formado iones.
El agua es un electrolito débil que se disocia en un protón y un oxhidrilo. Su constante de disociación es igual al producto de las concentraciones de protones y oxhidrilos, dividido por la concentración del agua no disociada.
Un mol de agua pesa 18 gramos, por lo que en 1 litro de agua (1.000 gramos) habrá 55,55 moles, es decir, la concentración será 55,55 M.
Si multiplicamos la constante de disociación del agua por esa concentración del agua, obtendremos una nueva constante llamada kw , igual al producto de las concentraciones de protones y oxhidrilos, y su valor será de 10-14.
De allí, como por cada protón se produce un oxhidrilo al disociarse el agua, entonces la concentración de protones será igual a la concentración de oxhidrilos, cada una de ellas igual a 10-7.
El potasio, otro electrolito en el cuerpo, es el catión mayor del líquido intracelular del organismo humano. Está involucrado en el mantenimiento del equilibrio normal del agua, el equilibrio osmótico entre las células y el fluido intersticial y el equilibrio ácido-base, determinado por el pH del organismo. El potasio también está involucrado en la contracción muscular y la regulación de la actividad neuromuscular, al participar en la transmisión del impulso nervioso a través de los potenciales de acción del organismo humano. Debido a la naturaleza de sus propiedades electrostáticas y químicas, los iones de potasio son más grandes que los iones de sodio, por lo que los canales iónicos y las bombas de las membranas celulares pueden distinguir entre los dos tipos de iones; bombear activamente o pasivamente permitiendo que uno de estos iones pase, mientras que bloquea al otro. El potasio promueve el desarrollo celular y en parte es almacenado a nivel muscular, por lo tanto, si el músculo está siendo formado (periodos de crecimiento y desarrollo) un adecuado abastecimiento de potasio es esencial. Una disminución importante en los niveles de potasio sérico (inferior 3,5 meq/L) puede causar condiciones potencialmente fatales conocida como hipokalemia, con resultado a menudo de situaciones como diarrea, diuresis incrementada, vómitos y deshidratación. Los síntomas de deficiencia incluyen: debilidad muscular, fatiga, astenia, calambres, a nivel gastrointestinal: íleo, estreñimiento, anormalidades en el electrocardiograma, arritmias cardiacas, y en causas severas parálisis respiratorias y alcalosis.
La Hiperkalemia, o aumento de los niveles de potasio por encima de 5,5 meq/L, es uno de los trastornos electrolíticos más graves y puede ser causado por aumento del aporte (oral o parenteral: vía sanguínea), redistribución (del liquido intracelular al extracelular) o disminución de la excreción renal. Por lo general, las manifestaciones clínicas aparecen con niveles mayores a 6,5 meq/L, siendo las principales: cardiovasculares: con cambios en el electrocardiograma, arritmias ventriculares y asístole (paro cardíaco), a nivel neuromuscular: parestesias, debilidad, falla respiratoria y a nivel gastrointestinal náuseas y vómitos
11. BIBLIOGRAFÍA:
• Notas de clase.
• http://www.mitecnologico.com/imat/Main/PhYPoh
• http://inciclopedia.wikia.com/wiki/Poh
• http://es.wikipedia.org/wiki/PH
• http://es.wikipedia.org/wiki/POH.
• http://es.wikipedia.org/wiki/Alcalosis
• http://es.wikipedia.org/wiki/Clorh%C3%ADdrico
• http://es.wikipedia.org/wiki/IMVIC#Rojo_de_metilo_.28M.29
• http://es.wikipedia.org/wiki/Indicador_de_pH
• http://www.liceopaula.com.ar/Areas/primero_A/Acido_base.htm
• http://www.escuelaintegral.edu.uy/curvastit.doc
• http://www.uia.mx/campus/publicaciones/quimanal/pdf/5reaccionesneutralizacion.pdf
2. OBJETIVOS:
• Reafirmar conceptos de soluciones.
• Utilizar la titulación para averiguar el pH de una solución y la cantidad de un componente ácido o básico en productos de uso común en el laboratorio.
3. EQUIPOS Y REACTIVOS:
Equipos:
Vaso de Precipitación, Erlenmeyer
Bureta de 25 ml
Tubos de Ensayo graduado
Papel pH.
Reactivos:
Agua destilada
Ácido clorhídrico 0.1M
Hidróxido de Sodio puro
Rojo de Metilo
4. FUNDAMENTO TEÓRICO:
• Titulación:
a) Definición.- Se denomina titulación al procedimiento para determinar la concentración de un ácido o una base en solución, por medio de la adición de una base o un ácido de concentración conocida.
Durante la titulación, el punto en que se neutraliza un ácido o una base se denomina punto de equivalencia.
Las reacciones ácido-base son reacciones de neutralización entre los iones, que se producen al estar en contacto un ácido con una base obteniéndose una sal mas agua.
Durante las operaciones rutinarias en el laboratorio así como en la de los análisis volumétricos son prácticamente mayores los problemas relacionados con la estequiométrica, una de ellas es la normalidad que se define como el número de equivalentes de soluto por litro de solución.
La normalidad es útil porque
Un equivalente de un ácido neutraliza completa y precisamente un equivalente de una base, puesto que un mol H+ reaccionará con un mol de OH-.
Esto significa que al mezclar volúmenes iguales de soluciones que tienen la misma normalidad llevara a una reacción completa entre sus solutos, un litro de ácido 1N neutralizará completamente un litro de base 1N porque un equivalente de ácido reaccionara con un equivalente de base. Matemáticamente:
Esta relación se utiliza par averiguar la cantidad de ácido que posee una disolución a partir de una cantidad de base conocida, o viceversa.
Dicha técnica recibe el nombre de titilación por método volumétrico, volumetría ácido-base o reacción de neutralización.
Este método se realiza mediante una bureta que contiene una de las disoluciones y un matraz con la otra disolución, se vierte cuidadosamente el contenido el contenido de la bureta en el matraz hasta la neutralización de dicha solución.
El pH en el punto de equivalencia de una reacción de neutralización es diferente según la fortaleza del ácido y/o la base que se neutraliza.
Los indicadores que indican el punto de equivalencia no son igual de útiles para todas las reacciones.
b) Tipos:
Reacciones de neutralización entre ácido fuerte (HCl) y base fuerte Na(OH). El pH en el punto de equivalencia es 7 ya que todos los iones hidronio han sido neutralizados por los iones hidroxilo, para dar H2O
El resto de los iones no reaccionan con el agua ya que:
* El Cl – procede de un ácido fuerte (es una base débil frente al agua): no se hidroliza.
* El Na+ procede de una base fuerte (es un ácido muy débil frente al agua): no se hidroliza.
- Cuando la neutralización se produce entre un ácido fuerte y una base débil. El catión de la base sufre una hidrólisis produciéndose iones hidronio, por lo que el pH es < 7.
- Cuando la neutralización se produce entre una base fuerte y un ácido débil. El anión del ácido sufre una hidrólisis produciéndose iones hidróxido, por lo que el pH es > 7.
- Cuando la neutralización se produce entre una base débil y un ácido débil. El anión del ácido sufre una hidrólisis al igual que el catión de la base, por lo que el pH es < 7 si es más débil la base y es >7 si es más débil el ácido.
La elección del indicador adecuado para determinar el punto de equivalencia dependerá del pH final, que tiene que estar dentro del intervalo en el que el indicador sufre el cambio de color..
• pH:
a) Definición.- El pH es una medida de la acidez o basicidad de una solución. El pH es la concentración de iones hidronio [H3O+] presentes en determinada sustancia. La sigla significa "potencial de hidrógeno" (pondus Hydrogenii o potentia Hydrogenii; del latín pondus, n. = peso; potentia, f. = potencia; hydrogenium, n. = hidrógeno). Este término fue acuñado por el químico danés Sørensen, quien lo definió como el logaritmo negativo de base 10 de la actividad de los iones hidrógeno.
b) Formas de determinar.- El valor del pH se puede medir de forma precisa mediante un potenciómetro, también conocido como pH-metro, un instrumento que mide la diferencia de potencial entre dos electrodos: un electrodo de referencia (generalmente de plata/cloruro de plata) y un electrodo de vidrio que es sensible al ión hidrógeno.
También se puede medir de forma aproximada el pH de una disolución empleando indicadores, ácidos o bases débiles que presentan diferente color según el pH. Generalmente se emplea papel indicador, que se trata de papel impregnado de una mezcla de indicadores. Algunos compuestos orgánicos que cambian de color en función del grado de acidez del medio en que se encuentren se utilizan como indicadores cualitativos para la determinación del pH. El papel de litmus o papel tornasol es el indicador mejor conocido. Otros indicadores usuales son la fenolftaleína y el naranja de metilo.
• pOH:
a) Definición.- El pOH se define como el logaritmo negativo de la actividad de los iones de hidróxido. Esto es, la concentración de iones OH-:
pOH = − log10.[OH − ]
En soluciones acuosas, los iones OH- provienen de la disociación del agua:
H2O ↔ H+ + OH-
o también,
2H2O ↔ H3O+ + OH-
b) Formas de determinar.- Al igual que el pH, típicamente tiene un valor entre 0 y 14 en disolución acuosa, siendo ácidas las disoluciones con pOH mayores a 7, y básicas las que tienen pOH menores a 7.
Por lo tanto,
pH + pOH = 14
Entonces se dice que el pOH se puede calcular por una simple diferencia luego de haber calculado el pH.
5. PROCEDIMIENTO:
• PARTE I:
a) Usted recibirá una solución de ácido clorhídrico 0.1M. Colocar 25 ml de esta solución en la bureta que encontrará en el puesto de trabajo.
b) Calcular la concentración de 100 ml de hidróxido de sodio que se necesita para neutralizar 100 ml de HCl 0.1M.
c) Preparar la solución encontrada en 2) y colocar 20 ml de esta en el Erlenmeyer.
• PARTE 2:
a) Usando el papel pH, determine el pH de la solución de hidróxido de sodio.
b) Coloque de 6 a 7 gotas de Rojo de Metilo en el Erlenmeyer. Por una sola ocasión.
c) Coloque el Erlenmeyer debajo de la bureta y accione la llave de esta con una mano mientras agita el Erlenmeyer con la otra dándole un movimiento circular.
d) Dejar fluir muy lentamente la solución sobre el Erlenmeyer manteniendo constantemente la agitación del Erlenmeyer, esperar hasta que el Erlenmeyer empiece a tomar una coloración rosada sobre todo en el lugar donde cae la gota. Dicho color desaparece con la agitación pero llega un momento en que se mantiene todo el líquido. Cuando esto ocurra suspenda la adición de HCl y siga agitando. Si el color desaparece, agregue una o dos gotas más de HCl y agite. Continúe de esta manera hasta que el color rojo persista por lo menos 30 segundos. En este punto ha alcanzado el punto final o neutralización de la titulación. Mida con el papel pH el pH de la solución final.
e) Lea el nivel de la solución en la bureta y extraiga de este valor el valor inicial (25 – valor leído), para hallar el volumen gastado de la solución.
6. TABLA DE DATOS:
Tabla #1: Datos de reactivos utilizados en la práctica
REACTIVO CARACERÍSTICAS
NaOH Sólido (como lenteja), blanco, inoloro, hidróxido, corrosivo, reacción exotérmica, d= 2.1 [g/cm³], m=39.99713u, Punto F= 596 K, Punto E= 1663 K, Punto de descomposición= 0 K. Riesgos: al ingerir, en la piel, inhalación, en los ojos.
HCl Líquido incoloro o levemente amarillo d= 1120 (25%) [g/cm³], m=36.46u, Punto F= 247 K, Punto E= 321 K, Punto de descomposición= 0 K. Riesgos: al ingerir, en la piel, inhalación, en los ojos. Generalmente corrosivo.
Rojo de Metilo El rojo de metilo es un indicador de pH. (Fórmula: C15H15N3O2). Actúa entre pH 4,2 y 6,3 variando desde rojo (pH 4,2) a amarillo (pH 6,3). Por lo tanto, permite determinar la formación de ácidos que se producen durante la fermentación de un carbohidrato.
Tabla #2(a): Resultados obtenidos durante la preparación de soluciones
REACTIVO MASA
NaOH 0.4 [g]
Tabla #2(b): Resultados obtenidos durante la titulación y pH
REACTIVO VOLUMEN UTILIZADO
Solución NaOH 10 N/A
Solución final 7 N/A
Solución HCl utilizada N/A 58.3 [cm³]
7. GRÁFICOS Y OBSERVACIONES:
8. CONCLUSIONES:
• Se pudo comprobar la gran basicidad del hidróxido de sodio, y la gran acidez del ácido clorhídrico..
• Se determino que para una solución de 20 ml de hidróxido de sodio con 0.4 g de soluto, se necesita 58.3 ml de ácido clorhídrico casi al 100%..
• Se comprobó que el pH de la solución resultante de hidróxido de sodio y ácido clorhídrico es de 7, según el papel pH.
9. RECOMENDACIONES:
• Se recomienda manejar con cuidado tanto el hidróxido de sodio como el ácido clorhídrico, debido a los riesgos que se generan al trabajar con estos compuestos.
• Se garantiza el éxito de la práctica cuando se trabaja con resultados, lo más exactos posibles, como en este caso el cálculo de 0.4 g de Hidróxido de sodio en agua en 100 ml.
• En ese tipo de trabajos, la lógica es un factor que nos permite identificar rápidamente si las respuestas obtenidas son correctas.
10. ANEXOS:
a) Cálculos para encontrar la concentración de la solución de NaOH:
V1= 100 ml
C1= ?
V2= 100 ml
C2= 0.1 M
C1V1=C2V2
C1= C2V2/V1
C1= (0.1 M)(100 ml)/100 ml
C1= 0.1M
b) Cálculos de pH y pOH:
Hidróxido de sodio:
pH= -log [H]
pH= -log [0.1]
pH= 1
pH + pOH= 14
pOH= 14 – pH
pOH= 13
Ácido clorhídrico:
pH= -log [H]
pH= -log [0.1]
pH= 1
pH + pOH= 14
pOH= 14 – pH
pOH= 13
Solución:
0.1M= n1/ 0.02 [l]
0.1M=n2/0.0583 [l]
n= n1+n2
n= 0.002 + 0.00583
n= 0.00783 [mol]
V= V1 + V2
V= 20 ml + 58.3 ml
V= 78.3 ml
M= n/V
M= 0.0001 [mol/l]
pH= -log [H]
pH= -log [0.0001]
pH= 4
pH + pOH= 14
pOH= 14 – pH
pOH= 10
c) Cálculos para el volumen gastado:
Debido a que se llenó tres veces la bureta se realizan los siguientes cálculos:
2 buretas de 25 ml= 50 ml
La bureta 3 se vació hasta el punto de 8.3 ml
Entonces se suman todos y se obtiene el resultado de 58.3 ml.
• Actividad como trabajo de investigación:
a) Investigar: Indicadores: Definición y tipos. Ejemplos.
Definición.- Un indicador de pH es una sustancia que permite medir el pH de un medio. Habitualmente, se utiliza como indicador sustancias químicas que cambia su color al cambiar el pH de la disolución. El cambio de color se debe a un cambio estructural inducido por la protonación o desprotonación de la especie. Los indicadores ácido-base tienen un intervalo de viraje de unas dos unidades de pH, en la que cambian la disolución en la que se encuentran de un color a otro, o de una disolución incolora, a una coloreada.
Tipos.- Los más conocidos son el naranja de metilo, que vira en el intervalo de pH 3,1 - 4,4, de color rojo a naranja, y la fenolftaleína, que vira desde un pH 8 hasta un pH 10, transformando disoluciones incoloras en disoluciones con colores rosados / violetas. Además se pueden usar indicadores caseros como la disolución resultante de hervir con agua col lombarda (repollo colorado), pétalos de rosa roja, raíces de cúrcuma a partir de las cuales se obtiene curcumina, el papel tornasol (que es el método más barato, pero es más inexacto que los otros. Por eso se dice que este método es semicuantitativo, porque sólo muestra algo cercano a lo que es el pH de una disolución), y otros.
Ejemplos.- El color del indicador es una mezcla entre el color de la forma ácida y el color de la forma básica. Para obtener solamente el color de la forma básica, se debería aumentar 10 veces la concentración de la forma básica respecto a la de la ácida, según lo dicho antes, y para obtener el color de la forma ácida, se debería aumentar 10 veces la concentración de la forma ácida respecto a la de la básica. Con esto se tiene que el cambio de color de una forma a otra equivale a un factor de 100. Hablando en términos logarítmicos, equivale a 2 unidades de pH. Por tanto, la zona de viraje de un indicador suele estar entre una unidad por arriba y una por abajo de su logK.
En resumidas cuentas, el papel pH, o papel tornasol, se vuelve rojo al mezclarse con ácidos y azul al mezclarse con sustancias básicas o alcalinas.
b) 10ejemplos de pH de elementos y 10 ejemplos de pOH de elementos:
Sustancia/Disolución pH Sustancia/Disolución pOH
Disolución de HCl 1 M 0,0 Cerveza 9.0
Jugo gástrico 1.5 Leche 8.0
Jugo de limón 2.4 Agua pura 7.0
Refresco de cola 2.5 Sangre 6.0
Vinagre 2.9 Agua jabonosa 5.0
Jugo de naranja o manzana 3.0 Leche de magnesia 4.0
Cerveza 4.5 Agua de cal 3.0
Café 5.0 Amoníaco 2.0
Té 5.5 Hidróxido de sodio 0,1 M 1.0
Lluvia ácida < 5,6 Hidróxido de sodio 1 M 0.0
c) Curvas de pH: Definición y tipos:
Definición.- Una reacción de neutralización entre un ácido y un hidróxido metálico produce agua y una sal.
HCl (aq) + Na OH (aq) ® H2O (l) + Na Cl (aq)
Ecuación iónica neta:
H+(aq) + OH-(aq) ® H2O (l))
Si se va añadiendo poco a poco una base a un ácido, el pH de la solución se incrementa con cada adición de base. El diagrama que representa la variación del pH durante la valoración se denomina curva de titulación.
Si se representa gráficamente el pH en función de la cantidad de base añadida, se observa una subida brusca en el punto de equivalencia. La región de subida brusca se llama punto final y se reconoce cuando el reactivo indicador cambia de color. El pH de la solución antes del punto de equivalencia se determina por la concentración del ácido que aún no ha sido neutralizado por la base. El pH en el punto de equivalencia es el pH de la sal resultante. Debido a que la sal que se produce por la reacción de un ácido fuerte y una base fuerte no se hidroliza, el punto de equivalencia se produce a pH 7,00. El pH de la solución después del punto de equivalencia está determinado por la concentración del exceso de base en la solución.
Tipos.-
- Sigmoidal.-
Una curva sigmoidal se obtuvo para la relación entre el estímulo de la luz inducida por la absorción de protones y la concentración de sales en un medio para suspender membranas. Sustitución de sacarosa de las sales también dio lugar a una curva sigmoidal. Se transformó en una curva hiperbólica cuando sales con el medio ya contiene sacarosa. Los resultados se analizan en la disposición estructural de las membranas por el efecto osmótico de los solutos.
- Segmento lineal.-
Las soluciones reguladoras de pH son aquellas que son capaces de mantener el pH de las mismas a pesar de que se agreguen pequeñas cantidades ya sea de bases o de ácidos. Se preparan disolviendo un ácido y la base conjugada del mismo par, por ejemplo ácido acético- acetato de sodio. Una solución reguladora será más efectiva cuando la concentración del ácido y de su par conjugado sea igual. Esto es, el pH se mantendrá en un valor igual al del pKa según la fórmula siguiente.
d) Importancia de los electrolitos en el cuerpo humano y sustancias amortiguadoras en el mismo:
Los electrolitos (iones que pueden conducir la corriente eléctrica) se forman cuando se disuelve un soluto iónico en agua; este se disocia en iones positivos (cationes) y en iones negativos (aniones) que, por tener cargas diferentes, pueden conducir la corriente eléctrica.
Esta característica permite clasificar los solutos en “electrolitos” y “no electrolitos”.
Un electrolito será el que al disociarse da origen a una gran concentración de iones, hecho que permite mayor conductividad eléctrica. Se considera en la práctica que un electrolito fuerte se descompone en un 100%, lo cual impide equilibrios entre sus iones y la molécula correspondiente.
Un electrolito débil se disocia muy poco, de manera que no se produce una suficiente concentración de iones, por lo que no puede haber flujo de corriente eléctrica.
Las sustancias no electrolíticas tienen enlaces covalentes no polares que mantienen su individualidad al no ser disociadas por la acción de fuerzas electrostáticas. Algunas sustancias con enlaces covalentes polares no conducen la corriente eléctrica mientras se encuentran en estado sólido, líquido o gaseoso. Pero si se forma una solución acuosa, disolviéndolas en agua, conducen la corriente eléctrica, lo que indica que se han formado iones.
El agua es un electrolito débil que se disocia en un protón y un oxhidrilo. Su constante de disociación es igual al producto de las concentraciones de protones y oxhidrilos, dividido por la concentración del agua no disociada.
Un mol de agua pesa 18 gramos, por lo que en 1 litro de agua (1.000 gramos) habrá 55,55 moles, es decir, la concentración será 55,55 M.
Si multiplicamos la constante de disociación del agua por esa concentración del agua, obtendremos una nueva constante llamada kw , igual al producto de las concentraciones de protones y oxhidrilos, y su valor será de 10-14.
De allí, como por cada protón se produce un oxhidrilo al disociarse el agua, entonces la concentración de protones será igual a la concentración de oxhidrilos, cada una de ellas igual a 10-7.
El potasio, otro electrolito en el cuerpo, es el catión mayor del líquido intracelular del organismo humano. Está involucrado en el mantenimiento del equilibrio normal del agua, el equilibrio osmótico entre las células y el fluido intersticial y el equilibrio ácido-base, determinado por el pH del organismo. El potasio también está involucrado en la contracción muscular y la regulación de la actividad neuromuscular, al participar en la transmisión del impulso nervioso a través de los potenciales de acción del organismo humano. Debido a la naturaleza de sus propiedades electrostáticas y químicas, los iones de potasio son más grandes que los iones de sodio, por lo que los canales iónicos y las bombas de las membranas celulares pueden distinguir entre los dos tipos de iones; bombear activamente o pasivamente permitiendo que uno de estos iones pase, mientras que bloquea al otro. El potasio promueve el desarrollo celular y en parte es almacenado a nivel muscular, por lo tanto, si el músculo está siendo formado (periodos de crecimiento y desarrollo) un adecuado abastecimiento de potasio es esencial. Una disminución importante en los niveles de potasio sérico (inferior 3,5 meq/L) puede causar condiciones potencialmente fatales conocida como hipokalemia, con resultado a menudo de situaciones como diarrea, diuresis incrementada, vómitos y deshidratación. Los síntomas de deficiencia incluyen: debilidad muscular, fatiga, astenia, calambres, a nivel gastrointestinal: íleo, estreñimiento, anormalidades en el electrocardiograma, arritmias cardiacas, y en causas severas parálisis respiratorias y alcalosis.
La Hiperkalemia, o aumento de los niveles de potasio por encima de 5,5 meq/L, es uno de los trastornos electrolíticos más graves y puede ser causado por aumento del aporte (oral o parenteral: vía sanguínea), redistribución (del liquido intracelular al extracelular) o disminución de la excreción renal. Por lo general, las manifestaciones clínicas aparecen con niveles mayores a 6,5 meq/L, siendo las principales: cardiovasculares: con cambios en el electrocardiograma, arritmias ventriculares y asístole (paro cardíaco), a nivel neuromuscular: parestesias, debilidad, falla respiratoria y a nivel gastrointestinal náuseas y vómitos
11. BIBLIOGRAFÍA:
• Notas de clase.
• http://www.mitecnologico.com/imat/Main/PhYPoh
• http://inciclopedia.wikia.com/wiki/Poh
• http://es.wikipedia.org/wiki/PH
• http://es.wikipedia.org/wiki/POH.
• http://es.wikipedia.org/wiki/Alcalosis
• http://es.wikipedia.org/wiki/Clorh%C3%ADdrico
• http://es.wikipedia.org/wiki/IMVIC#Rojo_de_metilo_.28M.29
• http://es.wikipedia.org/wiki/Indicador_de_pH
• http://www.liceopaula.com.ar/Areas/primero_A/Acido_base.htm
• http://www.escuelaintegral.edu.uy/curvastit.doc
• http://www.uia.mx/campus/publicaciones/quimanal/pdf/5reaccionesneutralizacion.pdf
LABORATORIO FÍSICA: ELECTROSTÁTICA
Tema: Electrostática
Objetivo: a) electrizar experimentalmente un cuerpo de prueba.
b) determinar la fuerza de atracción.
Marco teorico:
Se dispone de un conjunto de varillas de distintos materiales que pueden ser cargadas eléctricamente por frotamiento. Por medio del electroscopio y utilizando varillas patrones: ebonita (-) y vidrio (+), se puede determinar el signo de la carga eléctrica de las varillas.
Esto se puede comprobar por medio del uso de dos materiales distintos, los cuales después de ser frotados entre ellos, se ponen en contacto con un electroscopio. Este experimento se realiza frotando plástico con tela y metal con plexiglás.
Por medio del electroscopio y utilizando varillas patrones: ebonita (-) y vidrio (+), se puede determinar el signo de la carga eléctrica de la esfera grande y la esfera pequeña de este generador.
Por medio del uso de generadores electrostáticos tales como el generador de Whimsurt o generador de Van der Graff se pueden observar descargas eléctricas, a través del aire, entre las esferas cargadas eléctricamente con distintos signos en dichos generadores.
Materiales:
1.- pendulo electrostatico
2.- barilla de plastico
3.- pedazo de franela
4.- graduador
5.- regla
procedimiento:
1.- arme el equipo según el esquema;
limpie el sistema de cargas.
2.- frote fuertemente la barilla de plastico con la franela y acerque el pendulo.
3.- tope el pendulo con la barilla.
4.- en funcion del desplazamiento del pendulo calcule la fuerza de atracción.
5.- en cada uno de los procesos explique fisicamente lo observado.
Gráficos:
Tabulación de datos:
Cálculos:
Conclusiones:
Temperatura ambiental:
Humedad relativa:
Objetivo: a) electrizar experimentalmente un cuerpo de prueba.
b) determinar la fuerza de atracción.
Marco teorico:
Se dispone de un conjunto de varillas de distintos materiales que pueden ser cargadas eléctricamente por frotamiento. Por medio del electroscopio y utilizando varillas patrones: ebonita (-) y vidrio (+), se puede determinar el signo de la carga eléctrica de las varillas.
Esto se puede comprobar por medio del uso de dos materiales distintos, los cuales después de ser frotados entre ellos, se ponen en contacto con un electroscopio. Este experimento se realiza frotando plástico con tela y metal con plexiglás.
Por medio del electroscopio y utilizando varillas patrones: ebonita (-) y vidrio (+), se puede determinar el signo de la carga eléctrica de la esfera grande y la esfera pequeña de este generador.
Por medio del uso de generadores electrostáticos tales como el generador de Whimsurt o generador de Van der Graff se pueden observar descargas eléctricas, a través del aire, entre las esferas cargadas eléctricamente con distintos signos en dichos generadores.
Materiales:
1.- pendulo electrostatico
2.- barilla de plastico
3.- pedazo de franela
4.- graduador
5.- regla
procedimiento:
1.- arme el equipo según el esquema;
limpie el sistema de cargas.
2.- frote fuertemente la barilla de plastico con la franela y acerque el pendulo.
3.- tope el pendulo con la barilla.
4.- en funcion del desplazamiento del pendulo calcule la fuerza de atracción.
5.- en cada uno de los procesos explique fisicamente lo observado.
Gráficos:
Tabulación de datos:
Cálculos:
Conclusiones:
Temperatura ambiental:
Humedad relativa:
15.10.08
Laboratorio de Química 1
TEMA
Combinación Química con Generación de Gas
OBJETIVOS
- Verificar la existencia de una reacción química.
- Elaborar el correspondiente informe de la experiencia realizada.
EQUIPOS Y REACTIVOS
Equipos:
- Matraz Erlenmeyer 100 ml
- Tapón (sin agujeros)
- Vaso Pequeño.
- Jeringuilla 5 cc con agua.
Reactivos:
- Zinc en polvo
- Yodo en polvo
- Agua destilada
PROCEDIMIENTO
a) Mezclar en el matraz el zinc y el yodo en una relación de 1 a 4. (por cada gramo de zinc colocar cuatro gramos de yodo). Para la práctica usted encontrará las cantidades de reactivos exactas que debe mezclar: 0,3 gramos de zinc y 1,2 gramos de yodo.
b) Tapar un matraz utilizando el tapón de caucho. En caso de existir algún objeto en el tapón colocar sobre este un poco de cinta para taparlo.
c) En caso de ser requerido colocar el globo de manera que abarque toda la boca del matraz.
d) Llene la jeringa con 2 cc de agua. Inyecte el contenido de la misma a un costado del cocho (o en el hueco que tapó con cinta) de manera que se logre humedecer la mezcla Zn/I dentro del matraz.
e) ¿Qué ocurrió?
GRÁFICOS Y OBSERVACIONES
1.- Calentamiento del yodo
2.- Disolución de yodo en alcohol.
3.- Disolución de yodo en Tolueno.
CONCLUSIONES
- Verificamos la existencia de una reacción química.
- Elaboramos además el correspondiente informe de la experiencia realizada.
RECOMENDACIONES
Es importante también para el buen desenvolvimiento de nuestra experimentación, los pesos de los objetos (reactivos utilizados) deben tener la mayor precisión.
TRABAJO DE INVESTIGACIÓN
a) Estado natural (cómo se encuentra en la naturaleza) y aplicaciones del zinc)
b) Estado natural (cómo se lo encuentra en la naturaleza) y aplicaciones del yodo.
c) ¿Qué reacción se está generando entre el yodo y el zinc? ¿Qué compuesto se forma?
d) Si se utilizan 25 gramos de I2 y 270 gramos de Zn. Calcular: ¿Cuál es el reactivo limitante? ¿Cuántas moles de ZnI2 se producen?
Combinación Química con Generación de Gas
OBJETIVOS
- Verificar la existencia de una reacción química.
- Elaborar el correspondiente informe de la experiencia realizada.
EQUIPOS Y REACTIVOS
Equipos:
- Matraz Erlenmeyer 100 ml
- Tapón (sin agujeros)
- Vaso Pequeño.
- Jeringuilla 5 cc con agua.
Reactivos:
- Zinc en polvo
- Yodo en polvo
- Agua destilada
PROCEDIMIENTO
a) Mezclar en el matraz el zinc y el yodo en una relación de 1 a 4. (por cada gramo de zinc colocar cuatro gramos de yodo). Para la práctica usted encontrará las cantidades de reactivos exactas que debe mezclar: 0,3 gramos de zinc y 1,2 gramos de yodo.
b) Tapar un matraz utilizando el tapón de caucho. En caso de existir algún objeto en el tapón colocar sobre este un poco de cinta para taparlo.
c) En caso de ser requerido colocar el globo de manera que abarque toda la boca del matraz.
d) Llene la jeringa con 2 cc de agua. Inyecte el contenido de la misma a un costado del cocho (o en el hueco que tapó con cinta) de manera que se logre humedecer la mezcla Zn/I dentro del matraz.
e) ¿Qué ocurrió?
GRÁFICOS Y OBSERVACIONES
1.- Calentamiento del yodo
2.- Disolución de yodo en alcohol.
3.- Disolución de yodo en Tolueno.
CONCLUSIONES
- Verificamos la existencia de una reacción química.
- Elaboramos además el correspondiente informe de la experiencia realizada.
RECOMENDACIONES
Es importante también para el buen desenvolvimiento de nuestra experimentación, los pesos de los objetos (reactivos utilizados) deben tener la mayor precisión.
TRABAJO DE INVESTIGACIÓN
a) Estado natural (cómo se encuentra en la naturaleza) y aplicaciones del zinc)
b) Estado natural (cómo se lo encuentra en la naturaleza) y aplicaciones del yodo.
c) ¿Qué reacción se está generando entre el yodo y el zinc? ¿Qué compuesto se forma?
d) Si se utilizan 25 gramos de I2 y 270 gramos de Zn. Calcular: ¿Cuál es el reactivo limitante? ¿Cuántas moles de ZnI2 se producen?
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