UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD BALANCE MASICO Y ENERGETICO EN PROB. AMBIENTALES
INFORME DE LABORATORIO
TEMA 1. BALANCE DE MATERIA SIN REACCIÓN QUÍMICA Practica a. MEZCLA DE ALCOHOL ETÍLICO CON AGUA TEMA 2. BALANCE DE MATERIA CON REACCIÓN QUÍMICA Practica c. REACCIONES DE PRECIPITACIÓN PRECIPITACIÓN TEMA . BALANCE DE ENERGIA Pr!ctica c. INTERCAMBIO DE CALOR
"ENI PAOLA PAOLA RAMIREZ RAMIREZ COD. 2#$%11#&' 2#$%11#&'
TUTORA BILMA FLORIDO
UNI(ERSIDAD NACIONAL ABIERTA " A DISTANCIA ) UNAD ESCUELA DE CIENCIAS AGRICOLAS PECUARIAS " DEL MEDIO AMBIENTE PROGRAMA DE INGENIERIA AMBIENTAL BALANCE M*SICO " ENERG+TICO EN PROB. AMBIENTALES IBAGUE ) TOLIMA 2'1,
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TEMA 1. BALANCE DE MATERIA SIN REACCIÓN QUÍMICA OB-ETI(O GENERAL Estudiar los cambios que ocurren en procesos de separación de mezclas sin reacción química y verificar la ley de la conservación de la materia.
OB-ETI(OS ESPECÍFICOS
Identificar las propiedades físicas de sustancias puras y mezclas. Realizar balances de materia sin reacción química. Verificar la ley de la conservación de la materia.
Practica a. MEZCLA DE ALCOHOL ETÍLICO CON AGUA MARCO TEÓRICO El fundamento principal de los balances de materia es la ley de conservación de la masa, por medio de la cual se plantea que la masa no se crea ni se destruye. Por lo tanto:
Entrada total de masa= Salidatotaldemasa
L/ 0 C3r4aci5 0 6a Matria7 ey fundamental de las ciencias naturales. Postula que la cantidad de materia antes y despu!s de una transformación es siempre la misma, esto quiere decir que la materia no se crea ni se destruye, solo transforma. El termino materia, aplica a todo lo que ocupa espacio y posee los atributos de "ravedad e inercia. #ambi!n se le conoce como ley de conservación de la masa o ey de omonósov$avoisier en %onor a sus creadores. &ue elaborada independientemente por 'i(aíl omonósov en )*+ y por -ntoine avoisier en )*. Esta ley es fundamental para una adecuada comprensión de la química. En estos casos de suma de masas %ay que tener en cuenta la equivalencia entre masa y ener"ía.
A89a D3ti6a0a7 Es aquella a"ua que est/ compuesta por dos /tomos de %idró"eno y uno de o0í"eno, 123 y que mediante el proceso de destilación se le %an eliminado las impurezas e iones, purific/ndola, en este proceso los contaminantes disueltos tales como las sales disueltas se quedan en el tanque donde el a"ua %ierve, mientras que el vapor de a"ua libre de impurezas se eleva %acia fuera. Puede no funcionar si los contaminantes son vol/tiles, como el alco%ol disuelto, en estos casos los contaminantes tambi!n %ierven y se recondensan.
A6c:6 Et;6ic7 4ustancia psicoactiva de uso m/s e0tendido y "eneralizado en el mundo. 5unto con la nicotina %a sido la 6nica dro"a permitida en casi todas las culturas y re"iones
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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD BALANCE MASICO Y ENERGETICO EN PROB. AMBIENTALES "eo"r/ficas. a industria emplea muc%o el alco%ol etílico como disolvente para lacas, barnices, perfumes y condimentos7 como medio para reacciones químicas, y para recristalizaciones. 4u 8ensidad es de *9, ;"
Ma3a7 a 'asa es la medida que indica la cantidad de materia que tiene un cuerpo. >n cuerpo corresponde a una porción de materia que puede encontrarse en estado sólido, líquido o "aseoso, el cual puede estar formado por materiales de i"ual o diferente naturaleza.
(69<7 El volumen corresponde a la medida del espacio que ocupa un cuerpo. a unidad de medida para medir volumen es el metro cubico ?m=@, sin embar"o "eneralmente se utiliza el itro ?@. El metro cubico corresponde a medir las dimensiones de un cubo que mide ) m de lar"o, ) m de anc%o y ) m de alto. a temperatura influye directamente sobre el volumen de los "ases y los líquidos A
4i la temperatura aumenta, los sólidos y los líquidos se dilatan.
A
4i la temperatura disminuye, los sólidos y los líquidos se contraen
D3i0a07 a densidad se define como el cociente entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa. -sí, como en el 4istema Internacional, la masa se mide en ;ilo"ramos ?;"@ y el volumen en metros c6bicos ?m=@ la densidad se medir/ en ;ilo"ramos por metro c6bico ?;"
Cctraci57 concentración es una noción que describe a la relación, asociación o proporción que se puede establecer al comparar la cantidad de soluto ?es decir, de sustancia capaz de disolverse@ y el nivel de disolvente ?es decir, la sustancia que lo"ra que el soluto se disuelva@ presentes en una disolución.
MATERIALES " REACTI(OS MATERIALES
REACTI(OS Racti4
Fr<96a
Pr=ta 8ra09a0a 0 1''<6
-"ua
123
Pr=ta 8ra09a0a 0 %'<6
-lco%ol Etílico
B 2131
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METODOLOGÍA MEZCLA DE ALCOHOL ETÍLICO CON AGUA
* A # ) " c u l o ( a u g a e d a a m a l e # " m r e ! e ' . l m & & 1 e d a d a u d a r g a ! e % o r $ # e a d a l " ! e d a u g a e d l m 5 2 r a c o l o C
* B # ) " c u l o ( l o + o c l a e d a a m a l r a # " m r e ! e ' . l m & 5 e d a d a u d a r g a ! e % o r $ # e o c " l , ! e l o + o c l a e d l m & 1 r a c o l o C
Me-clar la oluc"o#e A B. 'e!erm"#ar la maa/ el 0olume# la de#"dad (oluc")# C*
* ' # ) " c u l o ( a d a l " ! e d a u g a e d a a m a l r a # " m r e ! e ' . l m & & 1 e d a d a u d a r g a ! e % o r $ # e a d a l " ! e d a u g a e d l m 5 2 r a c o l o C
Colocar 2& ml de alco+ol e!,l"co e# $ro%e!a graduada de 5& ml. 'e!erm"#ar la maa de alco+ol (oluc")# E*
* # ) " c u l o ( d a d " # e d a l # e m u l o 0 l e / a a m a l r a # " m r e ! e ' . E ' e # o " c u l o a l r a l c e M
Me-clar la oluc"o#e C . 'e!erm"#ar la maa el 0olume# la de#"dad (oluc")# G*
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RESULTADOS PARAMETR O
A
B
C >A?B@
D
E
F
G
>D?E@
>C?F@
MASA
2"
,="
=2.="
2"
)*.C"
+)."
*+.)"
(OLUMEN
2m
)m
2m
2m
m
+m
m
DENSIDAD
)"
.="
.92"
)"
.=2"
.92 "
.92 "
C*LCULOS
8ensidad tomada a partir de datos obtenidos
S93tacia A A89a 03ti6a0a VD 2 ml
D=
25 g 25 ml
'asa D 2 "
8D m
=1 g / ml
Densidad =1 g / ml
S93tacia B A6c:6 t;6ic VD )ml
D=
8,3 g 10 ml
'asaD ,= "
8 D m
=0.83 g / ml
Densidad=0.7897 g / ml
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S93tacia C Mc6a 0 A?B VD = ml
D=
'asaD=2,= "
32,3 g 35 ml
8 D m
=0.922 g / ml
Densidad =0.922 g / ml
S93tacia D A89a D3ti6a0a. VD 2 ml
D=
25 g 25 ml
'asa D 2 "
8D m
=1 g / ml
Densidad =1 g / ml
S93tacia E A6c:6 t;6ic VD ml
D=
'asa D )*.C"
17.6 g 50 ml
8D m
=0.352 g / ml
Densidad =0.352 g / ml
S93tacia F <c6a D?E VD + ml
'D +),22* " 41.8 g D= =0.92 g / ml 45 ml Densidad=0.92 g / ml
8D'
S93tacia G Mc6a C?F VD ml
D =
'D *C,= "
8D'
74,1 g 80 ml
= 0.92 g / ml
Densidad=0.92 g / ml
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DISCUSIÓN DE RESULTADOS En esta pr/ctica se quiere comprobar que no e0iste al"una reacción cuando se combina el a"ua destilada y alco%ol etílico, los cuales no poseen nin"una reacción ya que son compuestos por 123. En los cuales realizamos c/lculos para %allar la densidad de cada compuesto.
TEMA 2. BALANCE DE MATERIA CON REACCIÓN QUÍMICA OB-ETI(O GENERAL Estudiar los cambios que ocurren en reacciones químicas.
OB-ETI(OS ESPECÍFICOS
Identificar la propiedades físicas de reactivos y productos de diferentes reacciones químicas. Blasificar las reacciones químicas se"6n los cambios ocurridos en cada sistema. Realizar balance de materia con reacción química.
PRACTICA C. REACCION DE PRECIPITACIÓN MARCO TEÓRICO Racci3 0 rciitaci57 as reacciones de precipitación se caracterizan por la formación de un compuesto no soluble, llamado precipitado, producido al mezclar dos disoluciones diferentes, cada una de las cuales aportar/ un ion a dic%o precipitado. a reacción de precipitación se da cuando uno o m/s reactivos, "eneran un producto insoluble.
La rciitaci57 es un proceso en el cual se obtienen sustancias insolubles, o muy poco solubles7 ocurre cuando se mezclan dos disoluciones que al reaccionar la concentración superar el producto de solubilidad correspondiente. os balances de materia se desarrollan com6nmente para la masa total que cruza los límites de un sistema. #ambi!n pueden enfocarse a un elemento o compuesto químico. Buando se escriben balances de materia para compuestos específicos en lu"ar de para la masa total del sistema, se introduce un t!rmino de producción ?que equivale a lo que se "enera en la reacción química menos lo que desaparece@: Entradas producción D salidas acumulación El t!rmino de producción puede utilizarse para describir velocidades de reacción. os t!rminos de producción y acumulación pueden ser tanto positivos como ne"ativos.
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MATERIALES " REACTI(OS MATERIALES + vasos de precipitados de ml 8isco de papel filtro.
REACTI(OS Bromato de potasio Fitrato de plomo
Embudo pl/stico. 4oporte universal con aro met/lico 1orno secador. -"ua destilada
METODOLOGÍA
RESULTADOS
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD BALANCE MASICO Y ENERGETICO EN PROB. AMBIENTALES Vidrio de Relo(: .". Bromato de Potasio: .2 Fitrato de Plomo: .=
-l verterse se pone de color vonotinto.
Papel &iltro: ).9)
Ro(o: Fitrato de Plomo
-marillo: Bromato de Potasio.
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Bon el a"ua limpia el a"ua sale m/s amarilla. ). papel filtro: .+C$ ).9D =.C Bon residuo.
2. Papel &iltro: .+9$ ).9)D =.
1. mD =.C 2. mD =.
DISCUSIÓN DE RESULTADOS
3bservamos que al inicio observamos que el a"ua destilada es de color trasparente, que al mezclarse con los reactivos de nitrato de plomo da un color amarillo intenso, esta mezclarla con el cromato de potasio arro(a u color vino tinto, que al filtrarse en el papel filtro sale el a"ua amarilla y en el otro caso vino tinto. -l secarse el filtro determinamos la masa de cada uno de estos precipitados.
TEMA . BALANCE DE ENERGIA
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OB-ETI(O GENERAL Estudiar los cambios que ocurren en procesos con consumo o "eneración de ener"ía.
OB-ETI(OS ESPECÍFICOS
Identificar propiedades físicas de sustancias puras. Realizar balances de ener"ía. Verificar la ley de la conservación de la ener"ía.
PR*CTICA C. INTERCAMBIO DE CALOR MARCO TEÓRICO El intercambiador de calor es un dispositivo en el cual el calor se transmite desde la corriente de un fluido caliente ?"as o líquido@ %acia la corriente de otro fluido frío. Gases de funcionamiento. El calor es una forma de ener"ía, la cual se mide en (ulios ?en el sistema internacional7 %asta a%ora se %abía medido en calorías@ y representa la cantidad de aqu!lla que se transporta de un cuerpo caliente a otro m/s frío. a transmisión de ener"ía ?o transmisión de calor@ sólo puede efectuarse cuando %ay diferencia de temperaturas, y siempre en el sentido de la mayor temperatura a la menor
L/ 0 6a C3r4aci5 0 6a Er8;a7 Bonocida como la primera ley de la termodin/mica o como el principio de conservación de la ener"ía, brinda una base sólida para estudiar las relaciones entre las diversas formas de ener"ía. Establece que aunque la ener"ía se puede convertir de una forma a otra no se puede crear ni destruir. Fo e0iste ni puede e0istir nada capaz de "enerar ener"ía, no e0iste ni puede e0istir nada capaz de %acer desaparecer la ener"ía y por 6ltimo si se observa que la cantidad de ener"ía varía, siempre ser/ posible atribuir dic%a variación a un intercambio de ener"ía con al"6n otro cuerpo o con el medio circundante.
Er8;a7 Es la capacidad de los cuerpos o sistemas de cuerpos para efectuar un traba(o. #odo sistema que pasa de un estado a otro produce fenómenos físicos o químicos que no son m/s que manifestaciones de al"una transformación de la ener"ía, pues esta puede presentarse en diferentes formas: cin!tica, potencial, el!ctrica, mec/nica y química.
A89a H2O7 Es un compuesto con características 6nicos de "ran importancia para la vida, es el m/s abundante en la naturaleza y es determinante en los procesos físicos, químicos y bioló"icos del mundo. 8ado que es el líquido que m/s sustancias disuelve se le considera como disolvente universal. Entre sus propiedades m/s importantes esta la capacidad de formar puentes de %idro"eno. 4u punto de fusión y Ebullición son HB y )HB respectivamente.
Prcta Ma3a a (69<7 Indica el n6mero de "ramos de soluto que %ay en cada ) ml de solución y se e0presa como p
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MATERIALES " REACTI(OS '-#ERI-E4
RE-B#IV34
Racti4
Fr<96a
(a3 0 rciita0
-"ua
123
Tr<5<tr
Bloruro de 4odio
FaBl
METODOLOGÍA INTERCAMBIO DE CALOR
* A # ) " c u l o S ( . o d a ! " $ " c e r $ e d o a 0 # u # e # ) " c " l l u % e a ! a + a u g a r a ! # e l a C
* B # ) " c u l o S ( . o d a ! " $ " c e r $ e d o a 0 # e C 8 & a o # a c r e c a u g a r a " r 7 # E
Tomar 5&& ml de la oluc")# A. Med"r u !em$era!ura cada 2 m"#u!o.
. o ! u # " m 2 a d a c a r u ! a r e $ m e ! u r " d e M . B # ) " c u l o a l e d l m & & 5 r a m o T
Gra9car T 0 !. A#al"-ar Gra9ca.
. o ! a d r a ! e r $ r e ! # I ó i c u l o S . C 8 & a o # a c r e c a u g a # e = < P ; & 1 l a o " d o e d o r u r o l C : B n A n ó i c u l o S . # ) " c " l l u % e e d o ! # u $ l e # e a u g a # e = < P ; & 1 l a o " d o e d o r u r o l C : : o m o c o d # a m o ! e r o " r e ! # a o a $ o l a ! " $ e R
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Ti<
RESULTADOS A89a Ca6it >A@ C
A89a Ca6it NaC6 C
2
C JB
* JB
*JB
* JB
,
* JB
*+JB
#
*JB
*= JB
1'
JB
* JB
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Int!c"#$io % c"lo! Agua Cal"e#!e (A* >C
Agua Cal"e#!e NaCl >C
& 45
T#&!"tu!" ' T)C( 4& 5 &
2
3
5
4
6
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Ti#&o 't(
1'
Ti<
A89a r;a >B@ C
A89a r;a NaC6 C
2
. JB
.* JB
.=JB
.CJB
,
.=JB
.+JB
#
.=JB
.JB
.2JB
.JB
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A*u" +!i" ,C V- A*u" +!i" N"Cl ,C 1. 1.2 1 &. &. &. &.2 & 2 m"#
m"#
m"#
Agua r"a >C
m"#
1& m"#
Agua r"a NaCl >C
DISCUSIÓN DE RESULTADOS Bonsiste en observar reacciones en donde %ay cambios de consumo o "eneración de ener"ía, validando dos variables que son fundamentales al momento de evidenciar los intercambios de calor como lo son el tiempo y la temperatura estas dos condiciones "eneran los cambios de los cuerpos y %ace que sea evidente, en este caso como se pudo ver en los datos obtenidos de -"ua &ría y -"ua Baliente %ubo cambios considerables en la temperatura. En la mezcla de ) " de cloruro de sodio con la solución - y G se observa una tendencia a cambios m/s "randes en los primeros minutos disminuyendo y aumentando para cada uno de los casos y al final alcanzando una temperatura estable para cada solución.
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CONCLUSIONES En la primera pr/ctica determinamos características físicas de las soluciones de a"ua y alco%ol etílico ?masa, volumen y densidad@ en donde no se presenta reacción química. 4e identificó el intercambio de calor que tolera una sustancia en su estado líquido pero manteniendo su masa constante. 4e lo"raron los resultados frente a las e0pectativas en cuanto a las reacciones con y sin reacción química, i"ualmente la conservación de ener"ías de la materia ya sea en un estado líquido.
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REFERENCIAS BIBLIOGR*FICAS 1o(a de Ruta para el Burso. Galance '/sico y Ener"!tico en Problem/ticas -mbientales. >niversidad Facional -bierta y a 8istancia K >F-8 2)C. Importancia de las Reacciones Luímicas. Recuperado el )) de septiembre de 2)C de: %ttp:<niversidad Facional -bierta y a 8istancia K >F-8. Protocolo Bomponente Pr/ctico. Galance '/sico y Ener"!tico en Problem/ticas -mbientales. >niversidad Facional -bierta y a 8istancia K >F-8 2)C.
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