LAB, DE QUIMICA 100

2. OBJETIVOS

3. OBJETIVO GENERAL
Comprobación de la ley de la conservación de la materia y aplicación al balance
de materia
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
• Comprobar la ley de Lavoisier
• Comprobar la ley de las proporciones definidas
• Determinar fórmulas de compuestos
• Determinar solubilidades y el efecto de la temperatura
• Conocer técnicas de filtrado y secado

4. FUNDAMENTO TEÓRICO

5. La ley de la conservación de la materia fue enunciada por Antoine Laurent
Lavossier (1774), la cual se podría concluir como “la masa total de las
sustancias (reactivos) que intervienen en un cambio, es igual a la masa
total de las sustancias después del cambio (productos)”, dicha ley se
presenta indicando: “EN LA NATURALEZA, LA MATERIA NO SE CREA NI SE
DESTRUYE UNICAMENTE SE TRANSFORMA”.
Para comprender esta importante ley química se requieren comprender
conceptos como átomo, molécula, masa molecular, masa molar, cambio
físico, cambio químico, ecuación química, igualación de ecuaciones
químicas, así como cálculos estequiométricos entre otros.
LEY DE LAVOISIER

6. 3.2 Historia
Fue elaborada independiente por Mijail Lomonósov en 1745 y por
Antoine Lavoisier en 1785, después de realizar experimentos con metales
calcinados en los que se demostró que si se tiene en cuenta todas las
sustancias de una reacción química la masa del elemento nunca varía.
“La materia no se crea
ni se destruye sólo se
transforma”

7. BALANCE DE MATERIA
El balance de materia es un método matemático utilizado
principalmente en ingeniería. Se basa en la ley de
conservación de la materia (la materia ni se crea ni se
destruye, solo se transforma), que establece que
la masa de un sistema cerrado permanece siempre
constante

8. SISTEMA
•Una parte del universo que se aísla idealmente
para estudiarlo.
•Cualquier porción arbitraria o la totalidad de un
proceso establecida específicamente para su
análisis.
8

9. CLASIFICACIÓN DE SISTEMAS
Con relación al intercambio a través de su frontera, los sistemas se
Pueden clasificar en:
Abiertos  Cuando hay intercambio de masa y energía con el exterior
Cerrados  Cuando no hay intercambio de masa pero sí de energía
Aislados  Cuando no hay intercambio de masa ni de energía

10. 10
Sistema
Materia entra
Energía entra
Materia sale
Energía sale
Situación típica
Proceso de
transformación
(consumo) (generación)

11. EL BALANCE DE MATERIA SE PUEDE
REFERIR A:
1. La masa total.
2. El total de moles.
3. La masa de un compuesto químico.
4. La masa de una especie atómica.
5. Los moles de un compuesto químico.

12. por las
fronteras
del sistema
dentro del
sistema
por las
fronteras
del sistema
dentro
del
sistema
dentro
del sistema
La ecuación general de balance de materia es:
[Entradas] + [Generación] – [Salidas] – [Consumo] = [Acumulación]
E G S C A
+ - - =
solo cuando
hay reacción
química
solo cuando
hay reacción
química

13. PARA UN SISTEMA
ESTACIONARIO:
E G S C A
+ - - =
=
E S

14. SI HAY REACCIÓN
(GENERACIÓN/CONSUMO), PERO NO
ACUMULACIÓN, EL BALANCE GENERAL
QUEDA:
E G S C A
+ - - =
E G S C 0
+ - - =
E G S C
+ = +

15. ¿QUÉ ES LA
ESTEQUIOMETRÍA?
• La estequiometria es la parte de la química que mide las
proporciones cuantitativas o relaciones de masa de los elementos
químicos que están implicados en una reacción química.
• También estudia la proporción de los distintos elementos en un
compuesto químico y la composición de mezclas químicas

16. CONCEPTOS RELACIONADOS
• Reacción química. Representación del proceso de transformación de la
materia en el cual los reactivos se convierten en productos
• Ecuación química. Reacción química igualada con coeficientes
estequiométricos, que representan el numero de moles del compuesto
involucrado, y que cumple con la ley de Lavoisier
• Ecuación termoquímica. Ecuación química que muestra el intercambio de
energía producido durante la reacción

17. CONCEPTOS RELACIONADOS
• Reactivo limitante. Reactivo presente en el sistema en menor proporción
estequiométrica tomando en cuenta la ecuación química. El reactivo
limitante reacciona totalmente y cuando ya no esta presente la reacción cesa
• Reactivo en exceso. Reactivo presente en el sistema en mayor proporción
estequiométrica tomando en cuenta la ecuación química. El reactivo en
exceso es el que queda sin reaccionar cuando el limitante se acaba

18. CONCEPTOS RELACIONADOS
• Rendimiento de una reacción
• Rendimiento teórico. Mide la cantidad (en moles o gramos) de producto formado
tomando como base de calculo el reactivo limitante
• Rendimiento práctico (real). Mide la cantidad de producto realmente formada en
el proceso de reacción. El rendimiento practico se expresa en porcentaje respecto
del rendimiento teórico. Se obtiene experimentalmente
• 𝑛 =
𝑅𝑒𝑛𝑑.𝑝𝑟𝑎𝑐𝑡𝑖𝑐𝑜
𝑅𝑒𝑛𝑑.𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜
x 100
• El rendimiento no puede ser mayor a 100% debido a:
 Que la reacción no llega a completarse totalmente, debido principalmente a
la reversibilidad de la reacción, estableciéndose un equilibrio de carácter
dinámico.
 La posibilidad de que se efectúen reacciones secundarias
 Debido a que parte del producto obtenido se pierda en las etapas posteriores
al proceso de reacción química

19. FILTRACION
• Se denomina filtración al proceso unitario de separación de sólidos en una
suspensión a través de un medio mecánico poroso, también llamados filtro. El
medio poroso, retiene los sólidos mayores del tamaño de la porosidad y permite el
paso del líquido
• Las aplicaciones de los procesos de filtración son muy extensas, encontrándose en
muchos ámbitos de la actividad humana, tanto en la vida doméstica como de
la industria general, donde son particularmente importantes aquellos procesos
industriales que requieren de las técnicas de separación de productos de una
reacción química

20. FILTRACIÓN
Filtración por gravedad
Se utiliza cuando nos interesa conservar un
líquido que queremos separar de un sólido. El
material necesario para realizar esta filtración es:
Embudo cónico
Aro metálico para unir el embudo.
Matraz Erlenmeyer (u otro recipiente) para
recoger el líquido después de la filtración.
Papel de filtro de pliegues.

21. Elaboración de un cono de filtrado.
DOBLADO DEL PAPEL FILTRO

22. Papel Filtro: Características y Tipos
Está fabricado con derivados de celulosa, la cual es una sustancia que se
encuentra en la membrana de las células vegetales.
Dependiendo del uso que tendrá el papel, su textura y diámetro será diferente.
Sus componentes hacen que sea un papel lo suficientemente resistente como
para permitir el paso de una solución y aislar lo insoluble, que en este caso
serían las impurezas. Por lo tanto, es un papel semipermeable.
Papel filtro cualitativo
Este tipo de papel filtro es utilizado para realizar un análisis cualitativo, el cual
sirve para identificar las partículas presentes en la solución filtrada.
Esta fabricado con un 100% de celulosa y está diseñado para tolerar un pH de 0
a 12. Además, es capaz de soportar una temperatura de hasta 120 ºC.
Existen 13 diferentes grados de papel filtro cualitativo. El más grande es el de
grado 4 y el más pequeño es el de grado 602 h. Asimismo, existen diferentes
diámetros.

23. Papel filtro cromatográfico
Este papel filtro es empleado por químicos para separar
componentes, técnica conocida como electroforesis.
También es funcional para realizar un análisis cualitativo y
cuantitativo.
Se caracteriza por poseer una tasa específica de flujo de
agua y una rápida absorción, lo cual brinda un análisis
exacto.
Papel filtro cuantitativo
El papel filtro cuantitativo está compuesto de un 100%
algodón de celulosa y contiene 0.01% de ceniza.
Es utilizado para hacer análisis de gravimetría y
monitorizar el ambiente. El objetivo es que al separar las
sustancias presentes, se pueda realizar un análisis
cuantitativo.

24. A presión atmosférica:
Fundamento: la única fuerza impulsora para que el
líquido atraviese el filtro es la gravedad. Es el
método más sencillo y tradicional.
Utilidad: separar un sólido de un líquido cuando lo
que se quiere recuperar es el líquido. Ofrece la
máxima superficie de filtración de manera que ésta es
más rápida.
MÉTODOS DE FILTRACIÓN

25. Material: soporte, aro metálico,
embudo cónico, papel de filtro en
forma cónica o de pliegues ,
recipiente para recoger el líquido
(Erlenmeyer, matraz, vaso de
precipitados), varilla de vidrio.

26. Filtración al vacío
Fundamento: la fuerza impulsora
para que el líquido atraviese el
filtro es la que ejerce la presión
atmosférica cuando aplicamos el
vacío al sistema. Es el método
más rápido y a veces permite la
filtración de aquellas suspensiones
en las que la fuerza de gravedad
no es suficiente para el proceso

28. Matraz Kitasato

29. Embudo de vidrio de filtración Tallo Corto
Un embudo de filtración es un instrumento
utilizado para traspasar líquidos de un
recipiente pequeño a otro, evitando que se
derrame la sustancia a tratar; también se
emplea mucho para separar sólidos de
líquidos a través del proceso de laboratorio
llamado filtración con un papel filtro.
EMBUDOS

30. EMBUDOS DE VÁSTAGO LARGO
Cuerpo con un ángulo exacto de 60° y
con superficie acanalada; el vástago
largo se llena de líquido filtrado,
creando debajo del filtro una
depresión que hace más rápida la
filtración.
EMBUDOS

31. Embudos para
análisis filtración
rápida

32. Embudo Büchner: está fabricado en
porcelana e incluyen una placa de vidrio
sinterizado o una base de porcelana
perforada. Estos se utilizan en la filtración
a baja presión con un matraz de Büchner
o kitasato, conectados a una bomba de
vacío.
Embudo Hirsch: su forma es similar a la
de los embudos normales, pero contienen
agujeros de vidrio sinterizado en la base
para que las filtraciones sean más rápidas.

33. SECADO
• La operación de secado se realiza después de la filtración
• Se distinguen dos tipos de operación
• Secado. Eliminación de humedad superficial o de hidratación
• Calcinado. Transformación de la muestra en otra sustancia de composición conocida
• Video auxiliar para ver la diferencia
• https://www.youtube.com/watch?v=c7qyPGK6jFU

34. PROCEDIMIENTO

35. PRUEBA EXPERIMENTAL CON SIMULADORES
La tecnología y la programación al servicio de la ciencia

36. USO DEL SIMULADOR
• Se usarán dos simuladores
• Laboratorio virtual https://po4h36.wixsite.com/laboratoriovirtual
• Chemcollective http://chemcollective.org/vlabs

37. LINKS PARA REALIZAR LA PRÁCTICA CON
LABORATORIO VIRTUAL
https://po4h36.wixsite.com/laboratoriovirtual/ley-de-lavoisier
https://po4h36.wixsite.com/laboratoriovirtual/ley-de-las-proporciones-definidas
https://po4h36.wixsite.com/laboratoriovirtual/blank-6

38. LINKS PARA REALIZAR LA PRÁCTICA CON
CHEMCOLLECTIVE
http://chemcollective.org/vlab/88
http://chemcollective.org/vlab/87

39. PRUEBA EXPERIMENTAL EN CASA
La creatividad como medio de aprendizaje

40. SOLUBILIDAD Y TEMPERATURA
• Cada estudiante realizará en su casa la disolución de sal común en agua del
grifo, en un recipiente de vidrio transparente, hasta que la solución se sature
(ya no se disuelva más sal en el agua)
• Realizar la prueba en dos vasos con la misma cantidad de agua, uno a
temperatura ambiente y la otra con agua recién hervida. Registre cuantas
cucharillas se necesitan en cada caso

41. DOBLADO DEL PAPEL FILTRO
• Recorte en papel círculos de 10 cm de diámetro
• Doble de acuerdo a lo visto en las anteriores diapositivas
• Doblado simple en cuatro pliegues
• Doblado en 16 pliegues
• Observe y aprenda la técnica de doblado del papel filtro

42. PRUEBA EXPERIMENTAL VIRTUAL
Lograr competencia en el tratamiento de datos experimentales

43. LOGRAR COMPETENCIA EN EL
TRATAMIENTO DE DATOS
EXPERIMENTALES
• De acuerdo a la guía de la practica se realizan dos
procedimientos
• Determinación de la solubilidad del cloruro de sodio
• Determinación del rendimiento de una reacción química

44. SOLUBILIDAD DEL CLORURO DE
SODIO
• Pesar un vaso vacío de precipitados de 250 ml
• Verter al vaso 50 ml de agua destilada y pesar el vaso con agua
• Pese 25 g de sal común (NaCl) en un vidrio de reloj
• Añadir la sal al vaso con agua y agitar 2 a 3 minutos con la varilla de vidrio evitando
derrames
• Dejar en reposo la solución para que decante el soluto sin disolver
• Preparar un embudo con papel filtro (previamente pesado) y filtrar, evitar dejar
precipitado en el vaso, utilice parte del filtrado para arrastrar el precipitado
remanente.
• Secar en la estufa el filtro con el soluto no disuelto
• Pesar el filtro y soluto seco

45. SOLUBILIDAD DEL CLORURO DE
SODIO
SOLUBILIDAD DEL CLORURO DE SODIO
DATOS
Unidades Prueba 1 Prueba 2 Prueba 3 Prueba 4 Prueba 5
Masa del vaso gramos 45,760 45,750 45,730 45,750 45,780
Masa del vaso con agua gramos 94,790 94,787 94,794 94,783 94,778
Masa del vaso con agua y sal gramos 115,840 115,853 115,875 115,862 115,868
Masa del papel filtro gramos 1,380 1,357 1,406 1,364 1,396
Masa del papel filtro y soluto sin disolver gramos 4,912 4,847 4,853 4,844 4,932
Masa del agua
Masa cloruro de sodio total
Masa cloruro de sodio sin disolver
Masa cloruro de sodio disuelto
Solubilidad s
Tratamiento estadistico
Numero de pruebas n
Por ciento de confiabilidad
Promedio de solubilidad
Desviacion estandar
t
Valor bibliografico de la solubilidad (g
ClNa/100 g agua) 35,9
Error absoluto
Error relativo
Intervalo de confianza

46. RENDIMIENTO DE REACCIÓN
• Determinación del reactivo limitante y reactivo en exceso y rendimiento de reaccion
• Pese con tres decimales alrededor de 0,09 g de cromato de potasio y disuelva en agua destilada (30 ml) en un vaso de
precipitados de 100 ml
• Pese con tres decimales alrededor de 0,2 g de nitrato de plomo (II) y disuelva en agua destilada (30 ml) en un vaso de
precipitados de 100 ml
• Verter y mezclar la solución del primer vaso al segundo vaso de precipitados y observe la formación del precipitado de
cromato de plomo(II)
• Pesar el papel filtro antes de utilizarlo y registre
• Filtre el precipitado formado y séquelo en la mufla
• Pese el precipitado que es el rendimiento en cromato de plomo (II) real de la reacción
• Repita el procedimiento
• Determine el reactivo limitante
• Determine el rendimiento teórico
• Determine el rendimiento de la reaccion

47. RENDIMIENTO DE REACCIÓN
BALANCE DE MATERIA CON REACCION QUIMICA
DATOS
Unidades Prueba 1 Prueba 2 Prueba 3 Prueba 4 Prueba 5
Masa del cromato de potasio gramos 0,0900 0,1100 0,2100 0,2500 0,4200
Masa del nitrato de plomo (II) gramos 0,2300 0,3500 0,2000 0,3700 0,4000
Masa del papel filtro gramos 1,4300 1,4200 1,4700 1,3100 1,2800
Masa del papel filtro mas precipitado gramos 1,5500 1,5800 1,6400 1,6100 1,6200
Peso molecular Cromato de potasio g/mol
Peso molecular Nitrato de plomo II g/mol
Peso molecular Cromato de plomo II g/mol
Moles de Cromato de potasio mol
Moles de Nitrato de plomo mol
Rendimiento teorico cromato de plomo gramos
CALCULOS
Masa teorica de cromato de plomo II gramos
Masa experimental de cromato de plomo II gramos
Rendimiento de la reaccion %
Tratamiento estadistico
Numero de pruebas n
Por ciento de confiabilidad
Promedio de rendimiento
Desviacion estandar
T
Intervalo de confianza

48. MATERIAL AUXILIAR
Material complementario necesario para la práctica

49. VIDEOS AUXILIARES
• Procedimiento de filtración
• https://www.youtube.com/watch?v=lXK0P4sMx-Y
• Conservación de la materia con reacción química
• https://www.youtube.com/watch?v=J5hM1DxaPLw