Prácticas de Laboratorio: Modelos Moleculares, Mechero, Densidad, Mezclas y Calorimetría

Flashcards de vocabulario basadas en las prácticas de laboratorio sobre modelos moleculares, el mechero de Bunsen, determinación de densidad, métodos de separación de mezclas, sales hidratadas y calorimetría.

Enlace químico

Fuerzas eléctricas netas de atracción producidas por la reorganización de electrones y núcleos que permiten la formación de compuestos.

Molécula

Partícula eléctricamente neutra formada por dos o más núcleos atómicos rodeados por un enjambre de electrones suficientes para neutralizar la carga de la partícula.

Compuestos iónicos

Sustancias formadas por pequeñas partículas de cargas eléctricamente opuestas llamadas iones que se atraen fuertemente entre sí.

Estructura de Lewis

Representación de la estructura electrónica de los átomos necesaria para comprender su distribución espacial y la formación de modelos moleculares.

Mechero de Bunsen

Instrumento de laboratorio diseñado por Robert Wilhelm Bunsen (1811-1899) para obtener una llama que proporcione máximo calor sin producir depósitos de hollín.

Reacción quimica de los gases de la llama del mechero

Un gas combustible (propano ,butano , gas natural ) y un gas comburente (generalmente oxígeno proporcionado por el aire) que permite la reacción de combustión en el mechero.

Reacción quimica del combustible propano (c3H8) y que la combustión sea completa

Foto

Combustión completa

Ocurre cuando la virola está abierta . Hay exceso de oxígeno , permitiendo que el carbono se oxide totalmente a $CO_2$ y vapor de agua, produciendo una llama azul de alta ($1,300$°C - $1,500$°C).

Combustión incompleta

ocurre cuando la entrada de aire está cerrada . El oxígeno es insuficiente para reaccionar con todo el carbono de gas. Esto , generando partículas de carbón incandescentes (hollín) y una llama amarilla luminosa de baja temperatura ($300$°C - $500$°C).

Efecto Venturi

Fenómeno físico donde un gas fluye a alta presión por un orificio pequeño, creando una zona de baja presión que succiona aire del exterior a través de la virola.

Mechero Meker

Tipo de mechero con tubo quemador más ancho y una malla superior que produce una llama maciza capaz de alcanzar temperaturas superiores a los $1000$°C.

Partes del mechero

Propiedades extensivas

Características de la materia como la masa y el tamaño que varían de acuerdo a la cantidad de material presente.

Propiedades intensivas

Características como el color o la densidad que no dependen de la cantidad de muestra, sino de la naturaleza de la sustancia y condiciones ambientales.

Densidad ($\rho$)

Propiedad física intensiva que relaciona la masa de una sustancia con el volumen que ocupa, expresada como $\rho = \frac{m}{V}$. El valor máximo para el agua ocurre aproximadamente a $4$°C.

Unidades y conversiones frecuentes en densidad

La densidad se expresa en kg/m3 pero en laboratorio de usa comúnmente g/mL o g/cm3

Es relevante recordar que :

1 mL =1cm3

1 g/ML= 1g/cm3

Densidad y temperatura

La densidad varía con la temperatura porque el volumen cambia con la expansión térmica . Su densidad ocurre aprox. En 4 Celsius , es indispensable registrar la temperatura del sistema

Métodos de determinación experimental de densidad

1.Sólidos regulares : se determine el volumen por medición geométrica ( regla / calibrador) y la masa con balanza . Luego se aplica p=m/V es para cubo , cilindro y paralelepípedo)

2. Sólidos irregulares : se mide el aumento de volumen de un líquido en una probeta al introducir el sólido .

3. líquidos ( masa por diferencia + volumen medido ): se pesa un recipiente vacío , luego con el líquido , y la diferencia corresponde a la masa del líquido .

El volumen se mide con probeta, pipeta o bureta.

Precisión

Grado de concordancia o consistencia entre mediciones repetidas de una misma magnitud.

Exactitud

Grado de cercanía de un valor medido al valor verdadero o teórico de una magnitud.

Sustancias puras

Poseen una composición fija y propiedades definidas

Mezcla

formadas por la combinación física de dos o más sustancias en proporciones variables, sin que ocurra una reacción química entre ellas

Mezcla homogénea

Son aquellas que presentan una composición uniforme en el que sus componentes no se distinguen a simple vista, como las soluciones acuosas.

Mezcla heterogénea

presenta dos o más fases visibles con una distribución no uniforme de sus componentes.ejemplos : arena y agua , aceite y agua

Fundamento de los proceso de separación

• Tamaño de partícula

• Densidad

• Solubilidad

• Punto de ebullición

• Magnetismo

• Afinidad por una fase

  El objetivo principal de estos procesos es aislar uno o más componentes de una mezcla sin alterar su naturaleza química

Decantación

Método de separación para líquidos inmiscibles o sólidos insolubles basado en la diferencia de densidades y el reposo del sistema.

Filtración

Proceso que separa un sólido insoluble de un líquido usando un medio poroso; el sólido retenido se llama residuo y el líquido que atraviesa el filtro es el filtrado.

Centrifugación

Método que acelera la sedimentación de partículas sólidas en suspensión mediante la aplicación de fuerza centrífuga, común en laboratorios clínicos.

Evaporación

Consiste en eliminar resolvente por calentamiento o exposición al ambiente, permitiendo recuperar el soluto sólido disuelto

Cristalización

Proceso de separación donde un sólido disuelto forma cristales debido a la disminución de solubilidad, usualmente por enfriamiento o evaporación.

Sales

Son compuestos iónicos, formados por la unión, electrostática entre cationes y aniones

Fórmula general de una sal hidratada se expresa como :

Agua de cristalización

Moléculas de agua que se encuentran químicamente asociadas a una sal cristalina en proporciones fijas y definidas , liberables mediante calentamiento.

Sal hidratada

Sales que contienen agua de cristalización

Sal anhidra

Sustancia que carece de agua de cristalización, obtenida comúnmente tras la deshidratación de una sal hidratada.

Agua de adsorción

Retenida en la superficie del cristal , se elimina fácilmente al secar

Agua de hidratación parcial

Intermedia entre las dos anteriores

Osea agua de adsorción y cristalización

Deshidratación de sales hidratadas

Al calentar una sal hidratada, el agua de cristalización puede liberarse progresivamente en forma de vapor, este proceso se domina deshidratación

Determinación cuantitativa del agua de cristalización

Puede determinarse experimentalmente mediante un análisis gravimetrico simple basado en la medición de la pérdida de masa al calentar la sal hidratada

Importancia del agua de cristalización en ciencias médicas

1. Masa molar

2. Estabilidad y almacenamiento

3. Dosificación

4. Biodisponibilidad

Calor

Energía que se transfiere entre dos cuerpos o sistemas debido a una diferencia de temperatura.

Temperatura

Medida de la energía cinética promedio de las partículas que componen un sistema.

Capacidad calorífica

Es la cantidad de calor necesaria para elevar su temperatura en una unidad

Calor específico ($c$)

es cuando está magnitud se refiere una unidad de masa en una unidad, expresada generalmente en $J\,g^{-1}\,°C^{-1}$.

Principio de conservación de la energía

Ley que establece que en un sistema aislado la energía no se crea ni se destruye, por lo que el calor cedido por un cuerpo es igual al calor absorbido por otro ($q_{cedido} + q_{absorbido} = 0$).

Calorímetro

Dispositivo diseñado para minimizar la pérdida de calor hacia el entorno, permitiendo medir con precisión la energía intercambiada en un proceso.

Importancia de la calorímetros en medicina

Es clave para comprender el metabolismo energético , la nutrición , el balance calórico , la regulación de temperatura corporal y la producción de energía en el organismo.