Preparación de disoluciones

1. Introducción

La mayor parte de los procesos químicos que se realizan en un laboratorio, no se hacen con sustancias puras, sino con disoluciones, y generalmente acuosas. Además, es en la fase líquida y en la gaseosa, en las que las reacciones transcurren a más velocidad.
Por lo tanto, será muy importante saber preparar disoluciones, para después poder trabajar con ellas.

2. Objetivo

En esta experiencia se trata de hacer operativos y de afianzar los conceptos de masa, volumen, densidad, concentración, mol, etc., de tal modo que se sea capaz de:
ü Emplear adecuadamente instrumentos de medida de masas y de volumen.
ü Utilizar otros instrumentos do laboratorio.
ü Resolver problemas sencillos sobre la preparación de disoluciones.
ü Elaborar un informe sobre la experiencia realizada.

3. Realización


ü Elaborar un informe sobre la experiencia realizada.

3. Realización Las disoluciones se preparan en recipientes especificos para ello: el matraz aforado.
Los vasos de precipitados tienen muchos usos; entre ellos estan la disolucion previa y la medida aproximada de volumenes.




Para medidas más exactas de volúmenes se utilizan las probetas pipetas y buretas.

4. Método
a) Se realizan los cálculos de la cantidad de soluto necesaria.
1. Si el soluto es sólido, se pesa la cantidad necesaria, en una balanza, usando un vidrio de reloj.
2. Si es un líquido, se toma el volumen necesario:
§ Con una pipeta si es un volumen pequeño.
§ Con una probeta (o también con una bureta) si es un volumen grande.
b) Se echa un poco (un volumen bastante inferior al volumen final que queremos preparar; por ejemplo, la mitad) de agua destilada en un vaso de precipitados y se le añade el soluto (lavando el vidrio con el frasco lavador, en el caso de un sólido y vaciándolo directamente, si es un líquido y enjuagando el recipiente con agua destilada). Se remueve con una varilla de vidrio.
c) Se vacía el vaso en un matraz aforado de volumen igual al que queremos preparar de disolución y se enjuaga (el vaso) con un poco de agua destilada, echándola también en el matraz.
d) Se agita el matraz, sujetándolo por el cuello e imprimiéndole un suave movimiento de rotación.
e) Se añade agua hasta enrasar (: llenar hasta el enrase o marca que indica el aforo del matraz).
f) Se guarda en un frasco etiquetado.

5. Observaciones


Hay reactivos, como el ácido sulfúrico, el clorhídrico y el nítrico, que no se obtienen con una pureza del 100%, sino con purezas inferiores. En realidad, se trata de disoluciones acuosas muy concentradas.
También podemos querer preparar una disolución pero partiendo no del reactivo comercial, sino de otra disolución más concentrada que tengamos en el laboratorio.

6. Práctica

Vamos a preparar dos disoluciones: 250 cm3 de NaOH 0,1 M, a partir del producto comercial (96%) y 100 cm3 de ácido clorhídrico 0,1 M, a partir de una disolución 0,25 M. Haz los cálculos previos necesarios y anota las dudas que tengas al leer este documento y al resolver las cuestiones que siguen, para solucionarlas en el laboratorio.

7. Cuestiones

1) ¿Por qué tiene el matraz un cuello largo y estrecho?.
2) Adapta el método general descrito en esta práctica y di como prepararías las siguientes disoluciones:
a. 200 mL de disolución 0,1 M de KOH, partiendo de KOH comercial del 96%.
b. 250 mL de disolución 0,1 M de CuSO4, partiendo del comercial: CuSO4 . 5 H2O.
c. 1 l de disolución 0,1 M de H2SO4 partiendo de H2SO4 2 M.
3) Se desea preparar un litro de una disolución 1 M de hidróxido de sodio (NaOH) a partir del producto comercial en el que la etiqueta especifica una pureza del 98%. Indica el procedimiento a seguir, describe el material a utilizar y determina los gramos de producto comercial que debes tomar.
4) Se desea preparar un litro de disolución de ácido sulfúrico 1M a partir del producto comercial, que es del 98% en peso y 1,84 g/mL de densidad. Indicando las precauciones que se deben tomar, describe el procedimiento a seguir y determina el volumen de ácido concentrado que debes tomar

practica de medidas volumetricas

http://www.ema.org.mx/descargas/proceso/plabs/Calibracion/Carpeta_2_Criterios_evaluacion/Guias_Tecnicas_de_trazabilidad_e_Incertidumbre_Calibracion/CALIBRACION_Transferencia_Volumetrica.pdf

DENSIDAD DE UN GAS

DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DE UN GAS

OBJETIVOS:

Producir oxigeno por descomposición del bióxido de plomo

Calcular la densidad del oxigeno, a las condiciones en que se desarrolla el experimento

Corregir la densidad del oxigeno, de las condiciones del experimento a las estándar de temperatura y presión.

Determinar el error relativo, comparando la densidad experimental contra la densidad teórica del oxigeno.

INTRODUCCIÓN:

Densidad: Masa por unidad de volumen de un material. El termino es aplicable a mezclas y sustancias puras y a la materia en el estad solido, liquido y gaseoso. Las unidades comunes de la densidad relativa (gravedad especifica) para los gases puede ser aire a la temperatura y presion estandar.

LEYES DE LOS GASES

Se ha hecho un estudio de las generalizaciones empíricas, que se conocen como las leyes de los gases, el cual describe como actúan estos en diferentes condiciones y ha llegado a ser factor primordial en la postulación de la existencia de entidades discretas denominadas átomos y moléculas.

Ley de Boyle

1 KT

V ó V = T , m constante

P P

PV = KT T , m constante

P1 V1 = P2 V2 T, m constante

LEY DE CHARLES

VO

VT = T m, P constante

TO

V = Kp T m, P constante

V1 T1

= m, P constante

V2 T2

Ecuación de los gases ideales:

PV

PV = n RT R =

nT

Así pues, si usamos los valores de 1 atm, 273.16 °K y 22.414 L para P, V y T, respectivamente, en la ecuación R se convierte en una constante para 1 mol de cualquier gas ideal a C.N.T. y P.

(1 atm) (22.414L)

R =

(1 mol) (273 °K)

atm L

.

. . R = 0.082

Mol °K

PV = nRT

Como = m ; n = m

v PM

m

PV = RT

PM

m RT

P = RT P =

VPM PM

. P . PM

. . = densidad indirecta

RT

LEY DE DALTON SOBRE LAS PRESIONES PARCIALES

En la Descripción de un gas ideal se dio a entender que las moléculas de estos gases actúan en forma totalmente independiente entre si. Tomando esto como base, si tuviéramos una mezcla de gases que se compartan de manera ideal, podríamos esperar que cada gas de la mezcla ejerciera su propia presión, independientemente de los otros gases. Es decir , cada gas ejercería la misma presión que tendría si fuera el único en ocupar ese volumen a la temperatura que se especifique. Estas presiones individuales de los gases de una mezcla se conocen como sus presiones parciales. La ley de Dalton establece que la presión total de una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales de los gases de dicha mezcla. Para que esta ley se pueda aplicar, no debe existir ninguna interacción física o química entre los gases.

De acuerdo con la ecuación PV=nRT, el lado izquierdo es simplemente la presión total (Pr), en tanto que cada miembro del lado derecho es, sencillamente, la presión que cada gas ejercería si ocupara solo el volumen V a la temperatura T , esto es, que cada termino es la presión parcial del gas. En consecuencia, podemos escribir:

PT = PA+ PB + PC + . . . = Pi V,T constante

i

Gas, sustancia en uno de los tres estados diferentes de la materia ordinaria, que son el sólido, el líquido y el gaseoso. Los sólidos tienen una forma bien definida y son difíciles de comprimir. Los líquidos fluyen libremente y están limitados por superficies que forman por sí solos. Los gases se expanden libremente hasta llenar el recipiente que los contiene, y su densidad es mucho menor que la de los líquidos y sólidos.

LEY DE LOS GASES IDEALES

Leyes de Boyle-Mariotte y de Charles y Gay-Lussac La ley de Boyle-Mariotte, descubierta a mediados del siglo XVII, afirma que el volumen de un gas varía inversamente con la presión si se mantiene constante la temperatura. La ley de Charles y Gay-Lussac, formulada alrededor de un siglo después, afirma que el volumen de un gas es directamente proporcional a su temperatura absoluta si la presión se mantiene constante.© Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos.

La teoría atómica de la materia define los estados, o fases, de acuerdo al orden que implican. Las moléculas tienen una cierta libertad de movimientos en el espacio. Estos grados de libertad microscópicos están asociados con el concepto de orden macroscópico. Las moléculas de un sólido están colocadas en una red, y su libertad está restringida a pequeñas vibraciones en torno a los puntos de esa red. En cambio, un gas no tiene un orden espacial macroscópico. Sus moléculas se mueven aleatoriamente, y sólo están limitadas por las paredes del recipiente que lo contiene.

Se han desarrollado leyes empíricas que relacionan las variables macroscópicas. En los gases ideales, estas variables incluyen la presión (p), el volumen (V) y la temperatura (T). La ley de Boyle-Mariotte afirma que el volumen de un gas a temperatura constante es inversamente proporcional a la presión. La ley de Charles y Gay-Lussac afirma que el volumen de un gas a presión constante es directamente proporcional a la temperatura absoluta. La combinación de estas dos leyes proporciona la ley de los gases ideales pV = nRT (n es el número de moles), también llamada ecuación de estado del gas ideal. La constante de la derecha, R, es una constante universal cuyo descubrimiento fue una piedra angular de la ciencia moderna.

TEORÍA CINÉTICA DE LOS GASES

Con la llegada de la teoría atómica de la materia, las leyes empíricas antes mencionadas obtuvieron una base microscópica. El volumen de un gas refleja simplemente la distribución de posiciones de las moléculas que lo componen. Más exactamente, la variable macroscópica V representa el espacio disponible para el movimiento de una molécula. La presión de un gas, que puede medirse con manómetros situados en las paredes del recipiente, registra el cambio medio de momento lineal que experimentan las moléculas al chocar contra las paredes y rebotar en ellas. La temperatura del gas es proporcional a la energía cinética media de las moléculas, por lo que depende del cuadrado de su velocidad. La reducción de las variables macroscópicas a variables mecánicas como la posición, velocidad, momento lineal o energía cinética de las moléculas, que pueden relacionarse a través de las leyes de la mecánica de Newton, debería de proporcionar todas las leyes empíricas de los gases. En general, esto resulta ser cierto.

La teoría física que relaciona las propiedades de los gases con la mecánica clásica se denomina teoría cinética de los gases. Además de proporcionar una base para la ecuación de estado del gas ideal, la teoría cinética también puede emplearse para predecir muchas otras propiedades de los gases, entre ellas la distribución estadística de las velocidades moleculares y las propiedades de transporte como la conductividad térmica, el coeficiente de difusión o la viscosidad.

3.1 Ecuación de van der Waals

Johannes D. van der Waals El físico holandés Johannes Diderik van der Waals fue galardonado con el Premio Nobel de Física en 1910. Interesado en la termodinámica, Waals desarrolló una teoría que viene expresada en la ecuación de estado que lleva su nombre.

La ecuación de estado del gas ideal no es del todo correcta: los gases reales no se comportan exactamente así. En algunos casos, la desviación puede ser muy grande. Por ejemplo, un gas ideal nunca podría convertirse en líquido o sólido por mucho que se enfriara o comprimiera. Por eso se han propuesto modificaciones de la ley de los gases ideales, pV = nRT. Una de ellas, muy conocida y particularmente útil, es la ecuación de estado de van der Waals (p + a/v2)(v - b) = RT, donde v = V/n, y a y b son parámetros ajustables determinados a partir de medidas experimentales en gases reales. Son parámetros de la sustancia y no constantes universales, puesto que sus valores varían de un gas a otro.

La ecuación de van der Waals también tiene una interpretación microscópica. Las moléculas interaccionan entre sí. La interacción es muy repulsiva a corta distancia, se hace ligeramente atractiva a distancias intermedias y desaparece a distancias más grandes. La ley de los gases ideales debe corregirse para considerar las fuerzas atractivas y repulsivas. Por ejemplo, la repulsión mutua entre moléculas tiene el efecto de excluir a las moléculas vecinas de una cierta zona alrededor de cada molécula. Así, una parte del espacio total deja de estar disponible para las moléculas en su movimiento aleatorio. En la ecuación de estado, se hace necesario restar este volumen de exclusión (b) del volumen del recipiente; de ahí el término (v - b).

Transiciones de fase

Cambios de estado La materia existe en diferentes fases o estados. Modificando la temperatura y la presión de una muestra de materia, ésta puede pasar de uno de sus estados (sólido, líquido o gaseoso) a otro; se trata de una transición de fase o cambio de estado.

A temperaturas bajas (a las que el movimiento molecular se hace menor) y presiones altas o volúmenes reducidos (que disminuyen el espacio entre las moléculas), las moléculas de un gas pasan a ser influidas por la fuerza de atracción de las otras moléculas. Bajo determinadas condiciones críticas, todo el sistema entra en un estado ligado de alta densidad y adquiere una superficie límite. Esto implica la entrada en el estado líquido. El proceso se conoce como transición de fase o cambio de estado. La ecuación de van der Waals permite estas transiciones de fase, y también describe una región de coexistencia entre ambas fases que termina en un punto crítico, por encima del cual no existen diferencias físicas entre los estados gaseoso y líquido. Estos fenómenos coinciden con las observaciones experimentales. En la práctica se emplean ecuaciones más complejas que la ecuación de van der Waals.

La mejor comprensión de las propiedades de los gases a lo largo del último siglo ha llevado a la explotación a gran escala de los principios de la física, química e ingeniería en aplicaciones industriales y de consumo.

MATERIAL:

Mismo que el del instructivo, además se incluyo una probeta.

Pág. 14

REACTIVOS:

• Bióxido de Plomo

• Agua

DESARROLLO EXPERIMENTAL:

Idéntica al del instructivo, solo que, no se recogieron aproximadamente los 70 cm3 que se indican en el punto no. 6 y además se cambio el vaso de precipitados por una probeta para recoger el agua desalojada en el mismo punto.

Págs. 14, 15 y 16

CUESTIONARIO:

1.- Escribir la ecuación química de la reacción efectuada

2 Pb O2 Pb O + 1/2 O2

.5g .49g .01g

Masa del tubo con Pb O2 - Masa del tuco con residuo = -27.26g-27.25g=0.01g

2.- Calcular la masa en gramos del oxigeno producido

mo2 = masa del Pb O2 - masa del Pb O

=0.5g-0.49g=0.01g

3.- Calcular la densidad del oxigeno en las condiciones del experimento.

Directamente : por medio del cociente de la masa de oxigeno producido, entre su volumen equivalente de agua.

mo2 0.01g =(2.857*10-3 g/ml) (1000ml/1L)=

o2 = =

vo2 35ml

.

. . = 0.25857g/L

Indirectamente: aplicando la ecuación modificada de los gases ideales (es necesario utilizar la presion parcial del oxigeno en la mezcla)

PV=nRT; PV=m/P RT; PDM/RT densidad

Por lo tanto P=DRT/PM

P=(0.2857g/L)(0.082atm/mol)(295)/(32g/mol)=0.21597atm.

Sustituyendo en D tenemos:

D=(0.21597atm)(32gr/mol)/(0.082atml/mol°K)(295°K)= 0.286g/L

Calcular la densidad del oxigeno en condiciones normales

Encontrando el cociente de la masa de 1 mol en gramos, entre el volumen molar a esas condiciones de temperatura y presión.

P=1 atm

T= 0°C=273°K

PV=nRT

N=1mol

V=nRT/P= (1mol)(0.082atm/mol°K)(273°K)/1atm=22.386L

N=m/pm------------- m=nPM= 1mol(32g/mol)=32g

D=32g/22.386L

1.429 g/L

Encontrar el cociente de la masa de oxigeno producido entre su volumen corregido a esas condiciones de temperatura y presión.

mo2 exp 0.019g

o2 = = = 0.0045 g/L

V corregido 22.386L L

Aplicando la Ley de los Gases Ideales

PV = n RT

P PM

=

RT

P = 760 MM Hg - 4.579 mm Hg

P = 755.421 mm Hg

• mm Hg -- 1 atm

• mm Hg -- x = 0.0993 atm

(0.993 atm ) ( 32 gr / mol)

=

(0.082 atm L ) ( 273 °K)

mol °K

= 1.4194 gr / L

• Calcular el error relativo, entre los valores calculadas en 3a y 3b, asi como entre 4a y 4b.

3a y 3b




0.2857-.286

E. E. = * 100 %

0.2857

E. E. = 0.11 %

4a y 4 b

1.42 - 0.00045

E. E. = * 100 %

1.42

E. E. = 99.96 %

• Calcular el porcentaje de bióxido de plomo (PbO2) descompuesto

% PbO2 descompuesto .

. . PbO2 descompuesto = 2 %

0.5 g PbO2 100 %

0.01 g PbO2 x

• ¿Cuál debería ser el volumen desplazado para que el porcentaje de error fuera de cero?

Exp = teo. .

condición exptal . . V = m exp

teo

0.01 g

0.98 g / L = teo =

0.28 g/ L

m exp

exp = = 0.98 g / L V = 0.36 L

V

CONCLUSIONES

Durante el desarrollo de la practica aprendimos a obtener O2 por descomposición de PbO2

También calculamos la densidad de dicho gas a las condiciones del experimento de nuestro laboratorio.

Por otra parte, logramos determinar el error relativo entre la densidad teórica y experimental del O2, Así como el calculo del porcentaje de PbO2 descompuesto y el volumen corregido a las condiciones normales para calcular la densidad del O2

Para puntualizar, observo que si se cumplieron los objetivos por lo antes mencionado.

Tory

Eve


BIBLIOGRAFÍA:

Principios de Química;

P. Ander y A. J. Sonessa

Limusa - Wiley

Págs. 345 - 357

Densidad de liquidos

Práctica 3

Densidad de líquidos

3.1 Objetivos

• Determinar la densidad de algunos líquidos utilizando tres métodos diferentes.

• Discutir, a partir de los resultados experimentales, cuál de los métodos es el más exacto para medir la densidad de líquidos.

• Analizar si la densidad se puede utilizar como criterio para establecer la pureza de un líquido.

• Determinar la densidad de algunas soluciones.

3.2 Marco teórico

La densidad de los líquidos se mide de una manera similar a como se midió la densidad de los sólidos. En este caso también se emplearán tres métodos: el del picnómetro, el de la probeta y el del principio de Arquímedes. Es necesario tener en cuenta la temperatura porque ésta influye en el valor de la densidad: a medida que aumenta la temperatura, la densidad del líquido se hace ligeramente menor. ¿Por qué?

Un picnómetro (figura 3.1) es un pequeño frasco de vidrio de volumen exacto y conocido (V_p). Se pesa vacío (w_p), luego se llena completamente (incluído el capilar) con el líquido cuya densidad se desea determinar y finalmente se pesa (w_pl). Con estos datos se puede calcular la densidad del líquido:

(3.1)

Soluciones

Una solución es una mezcla homogénea de dos o más componentes. A aquél componente que se encuentra en mayor cantidad se conviene en llamarlo solvente y a los demás solutos. Cuando uno de los componentes es el agua, entonces la solución se denomina acuosa y el solvente es el agua. Cuando la solución tiene únicamente dos componentes se llama binaria.

Figura 3.1 Picnómetro

La concentración de un soluto en una solución es la cantidad relativa del soluto con respecto a una determinada cantidad de solvente o de solución. Una de las formas más usadas para expresar la concentración es el porcentaje peso a peso que se calcula como:

Porcentaje p/p = (3.2)

Así por ejemplo, una solución de NaCl de concentración 2.5% p/p indica que por cada 100 g de la solución hay 2.5 g de NaCl. La densidad de una solución acuosa se mide del mismo modo como se mide la densidad de un líquido puro.

3.3 Materiales y equipo

• Líquidos: etanol, butanol, hexano, o-xileno, cloroformo
• Soluciones: NaCl(ac) de diferentes concentraciones
• Balanza
• Probeta
• Picnómetro

3.4 Procedimiento

3.4.1 Determinación de la densidad por el método del picnómetro

Se usará el picnómetro para medir la densidad de cada líquido. Enjuague primero el picnómetro con un poco del líquido de interés antes de llenarlo. La densidad se calcula por medio de la ecuación 3.1.

Temperatura del líquido (T): __________ ºC
Peso del picnómetro vacío (w_p): __________ g
Volumen del picnómetro (V_p): __________ mL

Anote los demás datos en la tabla 3.1.

3.4.2 Determinación de la densidad por el método de la probeta

Se pesa la probeta vacía y seca (w_o), enseguida se llena con V = 5.00 mL del líquido problema y luego se pesa todo el conjunto (w_f). La diferencia w_f - w_o corresponde a la masa del líquido.

Entonces:

dL = (w_f - w_o) / V (3.3)

Temperatura del líquido (T): __________ ºC
Peso de la probeta vacía (w_o): __________ g

Figura 3.2 Método de la probeta

Tabla 3.1 Datos obtenidos con el picnómetro y la probeta

	Método del picnómetro		Método de la probeta
Líquido	wpl (g)	wpl- wp (g)	wf (g)	wf - wo (g)
etanol
butanol
hexano
o-xileno
cloroformo

3.4.3 Determinación de la densidad por el principio de Arquímedes

Se pesa un vaso de precipitados (en su lugar puede usarse un recipiente plástico) parcialmente lleno con uno de los líquidos problema (w_b). Luego se ata un sólido de densidad conocida (sugerencia: Cu) con un hilo delgado y se suspende en el beaker con el líquido tal como se indicó en la figura 2.2. Procurar que el sólido no toque las paredes del vaso. Se obtiene el peso del sistema y se anota su peso como w_T.

La densidad del líquido se puede calcular con ayuda de la ecuación 2.7:

(3.4)

donde d_S corresponde a la densidad del sólido (d Cu = 8.96 g /cm³) y w_S a su peso.

Tabla 3.2 Datos obtenidos con el principio de Arquímedes
Sólido de referencia: __________

Líquido	wT (g)	wb (g)	E = wT - wb (g)
etanol
butanol
hexano
o-xileno
cloroformo

3.4.4 Determinación de la densidad de soluciones

La densidad de una solución se puede medir utilizando cualquiera de los métodos antes descritos para líquidos puros. Se seleccionará el método de la probeta. En el Anexo 7 se pueden consultar las densidades de algunas soluciones de NaCl.

La siguiente solución será preparada por el Profesor y se repartirá entre todos los equipos:

Se pesan 50.00 g de NaCl y se añaden a un balón volumétrico de 250 mL. Luego se adiciona agua desionizada y se agita hasta que todo el sólido se haya disuelto completamente. En seguida se añade más agua desionizada hasta el aforo. De esta solución se reparten 20.00 mL a cada equipo.

Determinar el peso de 5.00 mL de la solución de NaCl utilizando la probeta. A partir de este momento se debe pesar en balanza digital. Luego diluír la solución en la probeta añadiendo 1.00 mL más de agua desionizada y determinar de nuevo el peso de la solución (w_f ). Repetir el procedimiento otras seis (6) veces pesando la solución en cada caso.

w_probeta = w_o= __________ g

w_SLN = w_f - w_o

d_SLN = W_SLN / V (3.5)

Tabla 3.3 Densidad de soluciones de NaCl

				Resultados
Solución de NaCl	Volumen, V (mL)	Peso final wf (g)	wSLN = wf - wo (g)	dSLN (g/mL)	porcentaje p/p (%)
1	5.00
2
3
4
5
6
7
8

3.5 Cálculos y resultados

Con base en los datos obtenidos, completar la tabla 3.3 y la tabla 3.4.

Tabla 3.4 Densidad de líquidos medida por diferentes métodos

Líquido	d reportada (g/mL)	d picnómetro (g/mL)	d probeta (g/mL)	d Arquímedes (g/mL)
etanol
butanol
hexano
o-xileno
cloroformo

3.6 Discusión y conclusiones

• Analice los resultados obtenidos en la tabla 3.4 y establezca cuál es el método más exacto por comparación con la densidad reportada en la literatura para cada líquido. Establecer las posibles causas de los errores y cómo éstos influyen para que un método sea más recomendable que otro.

• Graficar la densidad de cada solución en la tabla 3.3 versus su porcentaje peso a peso. ¿Qué conclusiones se pueden obtener del gráfico? Establezca la relación entre las dos variables mediante un análisis de regresión.

3.7 Preguntas

• ¿La densidad sirve como criterio para establecer la pureza de un líquido?

• En la literatura se suele reportar la densidad de un líquido empleando el siguiente símbolo: d₄²⁰ ¿Qué significado tiene el subíndice y el superíndice?

• ¿Se afecta significativamente la densidad de un líquido con los cambios de temperatura? ¿Con los cambios de presión?

• ¿Cómo se determina la densidad de un gas? ¿Qué factores afectan la densidad de los gases?

3.8 Problemas sugeridos

Trata de resolver los siguientes ejercicios

Los problemas señalados con (*) tienen un mayor nivel de dificultad. Solicite la asesoría de su Profesor.

• Un picnómetro vacío pesa 12.0 g y tiene un volumen de 5.00 mL. Se introducen 3.45 g de un sólido desconocido y el picnómetro se acaba de llenar completamente con un liquido de densidad 1.47 g/mL. La masa final del picnómetro con el sólido y el líquido es de 20.9 g. ¿Cuál es la densidad del sólido?
R/. 2.65 g/cm³ [SUPQ. Química General. Editorial Universidad de Antioquia. Medellín, 1971.]

• ¿Qué peso de plomo ocupará el doble del volumen de 10.2 g de etanol?
R/. 295 g [Ander, P.; Sonnassa, A. J. Principios de Química. Introducción a los Conceptos Teóricos. Limusa, México, 1996.]

• Si 15.3 g de limaduras de hierro se colocan en un cilindro graduado de 25.0 mL, calcular la masa de benceno de densidad 0.879 g/mL que se requiere para llenar el cilindro hasta la marca de 25.0 mL?
R/. 20.3 g [Ander, P.; Sonnassa, A. J. Principios de Química. Introducción a los Conceptos Teóricos. Limusa, México, 1996.]

‡ Una solución acuosa al 60.30% en peso de ácido nítrico (HNO₃) tiene una gravedad especifica de 1.375. ¿Qué volumen de la solución contiene:
a. 50.00 g de solución?
b. 50.00 g de ácido nítrico puro?
c. 50.00 g de agua?
d. ¿Qué masa de agua y de ácido nítrico puro están contenidos en 50.00 mL de la solución?

Material extraido por: Sr- Jonathan Marichal (Mary) y Sr-Emiliano Gonzalez (Emi)

The end =:-{)

Practicos

Práctica 2Densidad de sólidos
2.1 Objetivos
• Determinar la densidad de algunos sólidos utilizando tres métodos diferentes.
• Discutir, a partir de los resultados experimentales, cuál de los métodos es el más exacto para medir la densidad de sólidos.
• Analizar si la densidad se puede utilizar como criterio para establecer la pureza de un sólido.
2.2 Marco teórico
2.2.1 Propiedades de las sustancias
Denominamos materia a todo aquello que podemos percibir con nuestros sentidos, es decir, todo lo que podemos ver, oler, tocar, oír o saborear es materia.El compañero que se sienta al lado nuestro está constituido por materia, lo mismo que la silla, la mesa que usa para escribir y las hojas de papel que emplea para tomar apuntes. Reciben el nombre de cuerpos una porción de materia, delimitada por unas fronteras definidas, como un folio, el lápiz o un borrador; varios cuerpos constituyen un sistema material.Aunque todos los cuerpos están formados por materia, la materia que los forma no es igual, ya que hay distintas clases de materia: la materia que forma el papel es distinta de la que forma el agua que bebemos o de la que constituye el vaso que contiene el agua. La materia que forma el asiento de la silla es distinta de la que forma sus patas o de la que forma el suelo en el que se apoya. Cada una de las distintas formas de materia que constituyen los cuerpos recibe el nombre de sustancia. El agua, el vidrio, la madera, la pintura ... son distintos tipos de sustancias.”
La composición se refiere a las partes o componentes de una sustancia y a sus proporciones relativas.
Las propiedades son las cualidades y atributos que se pueden utilizar para distinguir una muestra de sustancia de otra. En algunos casos pueden establecerse mediante los sentidos y se denominan organolépticas: olor, color, sabor, dureza, textura.
Las propiedades de la materia se agrupan generalmente en dos amplias categorías: propiedades físicas y propiedades químicas.
2.2.2 Propiedades y transformaciones físicas
Una propiedad física se puede medir y observar sin que la sustancia cambie su identidad o composición. Por ejemplo: la densidad, el punto de fusión y de ebullición, la dureza, la maleabilidad.
Algunas veces una muestra cambia de estado físico, es decir, experimenta una transformación física . En un cambio de estado pueden modificarse algunas de las propiedades físicas de la muestra pero su composición permanece inalterada. Cuando el agua líquida se congela formándose agua sólida (hielo), sin duda el agua parece diferente en muchos sentidos. Sin embargo permanece inalterada la composición en masa del agua de 11.9% de hidrógeno y 88.81% de oxígeno. ¿Puedes demostrarlo matemáticamente?
2.2.3 Propiedades y transformaciones químicas
En una transformación o reacción química, una o más sustancias se convierten en sustancias nuevas con composiciones y estructura diferentes. La combustión del gas propano en el laboratorio para producir dióxido de carbono y agua es un buen ejemplo de un cambio químico. La clave para identificar una transformación química es observar si hay formación de otras sustancias.
2.2.4 Propiedades extensivas e intensivas
Las propiedades físicas de las sustancias pueden ser clasificadas como propiedades extensivas e intensivas. Las propiedades extensivas dependen de la cantidad de muestra examinada. El volumen y la masa de una muestra son propiedades extensivas debido a que son directamente proporcionales a la cantidad de materia.
Las propiedades intensivas no dependen de la cantidad de material examinado. El color y el punto de fusión de una sustancia, por ejemplo, son las mismas para una muestra pequeña o para una muestra grande.
Puesto que dos sustancias no tienen propiedades físicas y químicas idénticas a las mismas condiciones, es posible utilizar las propiedades para identificar y distinguir entre sustancias diferentes.
2.2.4.1 Densidad
La densidad es una propiedad general de todas las sustancias. No obstante su valor es específico para cada sustancia, lo cual permite identificarla o diferenciarla de otras.
La densidad es una propiedad intensiva y su valor depende de la temperatura y de la presión. Se define como la masa de una sustancia presente en la unidad de volumen:
d = m / V (2.1)
Se acostumbra a expresar la densidad de los líquidos y sólidos en g/mL o g/cm3 y la densidad de los gases en g/L.
2.2.4.2 Gravedad específica
La gravedad específica de una sustancia se define como la relación entre la densidad de una sustancia y la densidad del agua, medida esta última a 4 °C. Por ejemplo: la densidad del mercurio es 13.6 g/mL y la densidad del agua es 1.00 g/mL. La gravedad específica del mercurio será:
gr. esp. = (2.2)
La gravedad específica no tiene unidades, sirve para denotar cuántas veces es mas pesada o más densa una sustancia con respecto al agua.
2.2.5 Principio de Arquímedes
Arquímedes (287-212 A. C.) se inmortalizó con el principio que lleva su nombre, cuya forma más común de expresarlo es:
“Todo sólido de volumen V sumergido en un fluido, experimenta un empuje hacia arriba igual al peso del fluido desalojado”.
Se cuenta que Arquímedes descubrió el principio tratando de determinar si el oro de una corona que había encargado Hierón, rey de Siracusa había sido parcialmente reemplazado por cobre o plata, metales más baratos.
Dice la leyenda que el principio le vino a la mente mientras se bañaba, lo que le produjo tal exaltación que, sin ponerse la ropa, corrió por las calles gritando EUREKA. Probablemente Arquímedes pensó que si la corona y otro lingote de oro puro de peso idéntico se arrojaban al agua deberían desplazar el mismo volumen de líquido. Sin embargo, durante la investigación encontró que aunque el lingote de oro y la corona pesaban lo mismo en el aire, al sumergirlos en agua la corona pesaba menos que el lingote y por consiguiente la corona era menos densa y ocupaba más volumen. La corona no era de oro puro!
La determinación de la densidad de sólidos por el principio de Arquímedes consiste en determinar el empuje (E), el cual se halla realizando la diferencia entre el peso del sólido en el aire (ws) y el peso aparente del sólido sumergido en el líquido (wa). El volumen del líquido desalojado corresponde al volumen del sólido sumergido.
E = wdes = ws - wa = VdL (2.3)
donde wdes es el peso de líquido desalojado, V el volumen del sólido y dL la densidad del líquido.
Para la determinación de la densidad pueden emplearse instrumentos basados en el principio de Arquímedes como la balanza de Westphal y los aerómetros.
2.3 Materiales y equipo
• Metales: Fe, Cu, Al, Pb, bronce• Balanza• Probeta• Regla graduada• Calibrador o Vernier
2.4 Procedimiento
2.4.1 Determinación de la densidad por el método geométrico
Consiste en pesar el sólido (ws) y medir sus dimensiones (si tiene una forma geomética regular). Si se trata de un paralelipípedo, el volumen corresponde al producto:
V = a x b x c (2.4)
Donde a, b, c corresponden a las dimensiones.
Si el objeto es cilíndrico V = p r2h, siendo r el radio y h la altura o V = 4/3 p r3 si el objeto es esférico.
Utilizar la regla y el Vernier para tomar los datos de las dimensiones de cada sólido. Con los datos obtenidos se puede calcular la densidad.
Tabla 2.1 Datos para determinar la densidad por el método geométrico
Dimensiones
cilindro
paralelipípedo
Sólido
ws (g)
r (cm)
h (cm)
a (cm)
b (cm)
c (cm)
V (cm3)
Fe







Cu







Al







Pb







Bronce







2.4.2 Determinación de la densidad por el método de la probeta
El sólido se sumerge con cuidado y completamente en una probeta que contiene un volumen exacto de agua (Vo ). Luego se lee cuidadosamente el volumen final (Vf ). El volumen del sólido corresponde a la diferencia:
V = V = Vf - Vo (2.5)
con los datos obtenidos se puede determinar la densidad (figura 2.1).
Figura 2.1 Método de la probeta
Tabla 2.2 Datos para determinar la densidad por el método de la probeta
Sólido
Vo(cm3)
Vf (cm3)
V = V (cm3)
Fe



Cu



Al



Pb



Bronce



2.4.3 Determinación de la densidad por el principio de ArquímedesSe pesa un vaso de precipitados (en su lugar puede usarse un recipiente plástico) parcialmente lleno de agua (wb). Luego se ata el sólido con un hilo delgado y se suspende en el beaker con agua tal como se ilustra en la figura 2.2. Asegurarse de que el sólido no toque las paredes del vaso. Se obtiene el peso del sistema y se anota su peso como wT.
Figura 2.2 Principio de Arquímedes
La cuerda sostiene el peso del sólido pero no anula el empuje, de tal manera que wT es igual al peso del recipiente con agua más el empuje (peso del agua desalojada por el sólido, wdes). Análogamente a la ecuación 2.3:
E = wdes = wT - wb = VdL (2.6)
Teniendo en cuenta la ecuación 2.6, la densidad se puede calcular a partir de la expresión:
(2.7)
donde, si el líquido es agua, dL corresponde a 1.00 g/mL.
Tabla 2.3 Datos para determinar la densidad por el principio de Arquímedes
Sólido
wT (g)
wb (g)
E = wT – wb (g)
Fe



Cu



Al



Pb



Bronce



2.5 Cálculos y resultados
Con base en los datos obtenidos, preparar la tabla 2.4.
Tabla 2.4 Densidades obtenidas por los diferentes métodos
Sólido
d reportada (g/cm3)
d geometría (g/cm3)
d probeta(g/cm3)
d Arquímedes(g/cm3)
Fe




Cu




Pb




Bronce
------



2.6 Discusión y conclusiones
• Comparar los resultados obtenidos en cada método con el valor de la densidad reportada. ¿Cuál de los métodos utilizados dio resultados más exactos? Establecer las posibles causas de los errores y cómo éstos influyen para que un método sea más recomendable que otro.
2.7 Preguntas
• ¿Si el volumen (V) desplazado por el sólido en la probeta es muy pequeño, ¿recomendaría este método para medir la densidad del sólido?
• ¿Por qué debe suspenderse el sólido de una cuerda para determinar su densidad mediante el método de Arquímedes?• ¿Se afecta apreciablemente la densidad de un sólido si se modifica la presión atmosférica? ¿La temperatura?
• ¿Qué es el bronce?.
2.8 Problemas sugeridos
Trata de resolver los siguientes ejercicios
Los problemas señalados con (*) tienen un mayor nivel de dificultad. Solicite la asesoría de su Profesor
• Un anillo oro de 14 kilates tiene un peso de 1.80 g. Determinar la densidad del anillo y su composición en peso si se considera que además de oro contiene plata. (Nota: un anillo de oro puro se dice que es de 24 kilates) R/. 14 g/cm3, 58% Au [Mortimer, Ch. E. Química. Grupo Editorial Iberoamericano. México, 1983.]
• Cierta aleación de aluminio y cobre contiene un 32% de Cu. ¿Con cuántos gramos de aluminio se preparan 73 g de aleación? ¿Cuál es la densidad de dicha aleación?R/. 50 g Al, 3.5 g/cm3 [Mortimer, Ch. E. Química. Grupo Editorial Iberoamericano. México, 1983.]
• Un recipiente de vidrio pesa 25.60 g estando vacío y 35.55 g cuando se llena con agua a 20 ºC. La densidad del agua a esta temperatura es de 0.998 g/cm3. Cuando se colocan 10.20 g de municiones de plomo en el recipiente y se llena éste nuevamente con agua a 20 ºC, resulta un peso total de 44.83 g. ¿Cuál es la densidad del plomo? R/. 11.07 g/cm3. [Pretrucci, R. Química General. Fondo Educativo Interamericano. México, 1977.]
Considerar que el bronce utilizado en el experimento es una mezcla de cobre y estaño. Determinar el porcentaje en peso de cada metal a partir de los datos experimentales obtenidos.
2.9 Lecturas recomendadas
Asimov, Isaac. Se dice que 1 cm3 de una estrella de neutrones pesa miles de millones de toneladas. ¿Cómo es posible? En: Cien Preguntas Básicas sobre la Ciencia. Alianza Editorial, Madrid, 1981. pp. 37
Asimov, Isaac. Tamaño justo. En: El electrón es Zurdo y Otros Ensayos Científicos. Alianza Editorial, Madrid, 1982. pp. 26
2.10 Glosario
Discutir y anotar el significado de los siguientes términos: cuerpo, densidad, empuje, gravedad específica, materia, principio de Arquímedes, propiedad, propiedad física, propiedad química, sustancia

PROPIEDADES DE LOS GASES

INTRODUCCIÓN
El estado gaseoso es un estado disperso de la materia, es decir , que las moléculas del gas están separadas unas de otras por distancias mucho mayores del tamaño del diámetro real de las moléculas. Resuelta entonces, que el volumen ocupado por el gas ( V) depende de la presión (P), la temperatura (T) y de la cantidad o numero de moles ( n).

PROPIEDADES DE LOS GASES
Las propiedades de la materia en estado gaseoso son :
1. Se adaptan a la forma y el volumen del recipiente que los contiene. Un gas, al cambiar de recipiente, se expande o se comprime, de manera que ocupa todo el volumen y toma la forma de su nuevo recipiente.
2. Se dejan comprimir fácilmente. Al existir espacios intermoleculares, las moléculas se pueden acercar unas a otras reduciendo su volumen, cuando aplicamos una presión.
3. Se difunden fácilmente. Al no existir fuerza de atracción intermolecular entre sus partículas, los gases se esparcen en forma espontánea.
4. Se dilatan, la energía cinética promedio de sus moléculas es directamente proporcional a la temperatura aplicada.
VARIABLES QUE AFECTAN EL COMPORTAMIENTO DE LOS GASES
1. PRESIÓN :
Es la fuerza ejercida por unidad de área. En los gases esta fuerza actúa en forma uniforme sobre todas las partes del recipiente. P = F ÷ A = Pascal
Presión = N/m2 P = F ÷ A
Presión ( dinas ) ( cm2 ) = dinas / cm2

Otras unidades usadas para la presión : gramos fuerza / cm2, libras / pulgadas2.
La presión atmosférica es la fuerza ejercida por la atmósfera sobre los cuerpos que están en la superficie terrestre. Se origina del peso del aire que la forma. Mientras más alto se halle un cuerpo menos aire hay por encima de él, por consiguiente la presión sobre él será menor.
Presión atmosférica =
76 cm Hg = 760 mm Hg = 1 atmósfera.

2. TEMPERATURA
Es una medida de la intensidad del calor, y el calor a su vez es una forma de energía que podemos medir en unidades de calorías. Cuando un cuerpo caliente se coloca en contacto con uno frío, el calor fluye del cuerpo caliente al cuerpo frío.
La temperatura de un gas es proporcional a la energía cinética media de las moléculas del gas. A mayor energía cinética mayor temperatura y viceversa.
La temperatura de los gases se expresa en grados kelvin. K = °C + 273

3. CANTIDAD
La cantidad de un gas se puede medir en unidades de masa, usualmente en gramos. De acuerdo con el sistema de unidades SI, la cantidad también se expresa mediante el numero de moles de sustancia, esta puede calcularse dividiendo el peso del gas por su peso molecular.
4. VOLUMEN
Es el espacio ocupado por un cuerpo. Unidades de volumen: m3 = 1000 litros litro =
1000 centímetros cúbicos (c.c) 1c.c = 1 mililitro
En una gas ideal ( es decir, el gas cuyo comportamiento queda descrito exactamente mediante las leyes que plantearemos mas adelante), el producto PV dividido por nT es una constante, la constante universal de los gases, R . EL valor de R depende de las unidades utilizadas para P, V, n y T. A presiones suficientemente bajas y a temperaturas suficientemente altas se ha demostrado que todos los gases obedecen las leyes de Boyle, Charles y Gay-Lussac, las cuales relacionan el volumen de un gas con la presión y la temperatura.

Cristales

Cristales

Cristal de cuarzo

En física del estado sólido y química, un cristal es un sólido homogéneo que presenta una estructura interna ordenada de sus partículas reticulares, sean átomos, iones o moléculas. La palabra proviene del griego crystallos, nombre que dieron los griegos a una variedad del cuarzo, que hoy se llama cristal de roca. La mayoría de los cristales naturales se forman a partir de la cristalización de gases a presión en la pared interior de cavidades rocosas llamadas geodas. La calidad, tamaño, color y forma de los cristales dependen de la presión y composición de gases en dichas geodas (burbujas) y de la temperatura y otras condiciones del magma donde se formen.
Aunque el vidrio se le suele confundir con un tipo de cristal, en realidad el vidrio no posee las propiedades moleculares necesarias para ser considerado como tal. El vidrio, al diferencia de un cristal, es amorfo. Los cristales se distinguen de los sólidos amorfos, no solo por su geometría regular, sino también por la anisotropía de sus propiedades (que no son las mismas en todas las direcciones) y por la existencia de elementos de simetría. Los cristales están formados por la unión de partículas dispuestas de forma regular siguiendo un esquema determinado que se reproduce, en forma y orientación, en todo el cristal y que crea una red tridimensional (estructura reticular) que generalmente es muy refractiva.
En un cristal, los átomos e iones se encuentran organizados de forma simétrica en redes elementales, que se repiten indefinidamente formando una estructura cristalina. Estas partículas pueden ser átomos unidos por enlaces covalentes (diamante y metales) o iones unidos por electrovalencia (cloruro de sodio). En otras palabras, los cristales podrían considerarse moléculas colosales, pues que poseen tales propiedades, a pesar de su tamaño macroscópico. Por tanto, un cristal suele tener la misma forma de la estructura cristalina que la conforma, amenos que haya sido erosionado o mutilado de alguna manera.
Del estudio de la estructura, composición, formación y propiedades de los cristales se ocupa la cristalografía.

Propiedades físicas

La propiedades físicas de los cristales (mecánicas, ópticas, eléctricas, etc.) dependen de su estructura atómica y, en particular, de la naturaleza de los enlaces químicos y de la simetría.
Un mismo elemento o compuesto puede cristalizar en diferentes estructuras que poseean propiedades distintas. Por ejemplo, el carbono puede cristalizar.
1. En forma de diamante, de simetría cúbica y enlaces covalentes fuertes; es el más duro de los cristales y es semiconductor.
2. En forma de grafito, de simetría hexagonal, constituido por un apilamiento de planos unidos entre sí por enlaces de tipo Van der Waals, débiles. Cada plano está formado por una yuxtaposición bidimensional de hexágonos, cuyos vértices están ocupados por átomos de carbono. El grafito es el más blando de los cristales y es conductor en la dirrección de los planos de apilamiento.

Tipos de cristales

Cristales sólidos
Aparte del vidrio y las sustancias amorfas , cuya estructura no aparece ordenada sino corrida, toda la materia sólida se encuentra en estado cristalino . En general, se presenta en forma de agregado de pequeños cristales(o policristalinos) como en el hielo, la rocas muy duras, los ladrillos , el hormigón , los plásticos, los metales muy proporcionales, los huesos , etc., o mal cristalizados como las fibras de madera corridas.
También pueden constituir cristales únicos de dimensiones minúsculas como el azúcar o la sal, las piedras preciosas y la mayoría de los minerales, de los cuales algunos se utilizan en tecnología moderna por sus sofisticadas aplicaciones, como el cuarzo de los osciladores o los semiconductores de los dispositivos electrónicos.
La Quimica Yariza M. Bruner M. (Panamá) dice que los sólidos cristalinos se clasifican en categorías dependientes del tipo de partículas que forman el cristal y los enlaces que interaccionan entre ellas.

Cristales líquidos
Algunos líquidos anisótropos (ver anisotropía), denominados a veces "cristales líquidos", han de considerarse en realidad como cuerpos mesomorfos, es decir, estados de la materia intermedios entre el estado amorfo y el estado cristalino.
Los cristales líquidos se usan en pantallas (displays) de aparatos electrónicos. Su diseño mas corriente consta de dos láminas de vidrio metalizado que emparedan una fina película de sustancia mesomorfa. La aplicación de una tensión eléctrica a la película provoca una intensa turbulencia que comporta una difusión local de la luz, con la cual la zona cargada se vuelve opaca. Al desaparecer la excitación, el cristal líquido recupera su transparencia.
Las propiedades de los cristales, como su punto de fusión, densidad y dureza están determinadas por el tipo de fuerzas que mantienen unidas a las partículas. Se clasifican en: iónico, covalente, molecular o metálico.

Cristales iónicos
Los cristales iónicos tienen dos características importantes: están formados de enlaces cargadas y los aniones y cationes suelen ser de distinto tamaño. son duros y a la vez quebradizos. la fuerza que los mantiene unidos es electrostatica Ejemplos: KCl, CsCl, ZnS y CF2. La mayoría de los cristales iónicos tiene puntos de ebullición altos, lo cual refleja la gran fuerza de cohesión que mantiene juntos a los iones. Su estabilidad depende en parte de su energía reticular; cuanto mayor sea esta energía, más estable será el compuesto. Como el cristal de un reloj

Cristales covalentes
Los átomos de los cristales covalentes se mantienen unidos en una red tridimensional únicamente por enlaces covalentes. El grafito y el diamante, alótropos del carbono, son buenos ejemplos. Debido a sus enlaces covalentes fuertes en tres dimensiones, el diamante presenta una dureza particular y un elevado punto de fusión. El cuarzo (SiO2) es otro ejemplo de cristal covalente. La distribución de los átomos de silicio en el cuarzo en semejante a la del carbono en el diamante, pero en el cuarzo hay un átomo de oxígeno entre cada par de átomos de Si.

Cristales moleculares
En un cristal molecular, los puntos reticulares están ocupados por moléculas que se mantienen unidas por fuerzas de van der Waals y/o de enlaces de hidrógeno. El dióxido de azufre (SO2) sólido es un ejemplo de un cristal molecular al igual que los cristales de I2, P4 y S8. Con excepción del hielo los cristales moleculares suelen empaquetarse tan juntos como su forma y tamaño lo permitan. Debido a que las fuerzas de van der Waals y los enlaces de hidrógeno son más débiles que los enlaces iónicos o covalentes, los cristales moleculares suelen ser quebradizos y su mayoría se funden a temperaturas menores de 100 °C.

Cristales metálicos
La estructura de los cristales metálicos es más simple porque cada punto reticular del cristal está ocupado por un átomo del mismo metal. Los cristales metálicos por lo regular tienen una estructura cúbica centrada en el cuerpo o en las caras; también pueden ser hexagonales de empaquetamiento compacto, por lo que suelen ser muy densos. Sus propiedades varían de acuerdo a la especie y van desde blandos a duros y de puntos de fusión bajos a altos, pero todos en general son buenos conductores de calor y electricidad.

Elementos de simetría de un cristal
Los cristales presentan generalmente elementos de simetría que son ejes, planos o centros. Un cristal es invariante con relación a un eje de orden Q, si el conjunto de las propiedades del cristal son las mismas a lo largo de dos direcciones, que se deducen una de otra por una rotación de un ángulo 2N/Q radianes en torno a ese eje. Por lo que, como consecuencia de su triple periocidad, se demuestra que el medio cristalino sólo puede poseer ejes de orden 2,3,4 ó 6.
Son muchos los métodos existentes para determinar la simetría y la estructura de un cristal, en particular el goniómetro óptico y el microscopio polarizante y sobre todo la difracción de las radiacciones.

Sistemas cristalinos
Si se tienen en cuenta los elementos de simetría, se pueden distinguir siete sistemas cristalinos, que toman el nombre de una figura geométrica elemental. Son los sistemas:
Cúbico (cubo)
Tetragonal (prisma recto cuadrangular)
Ortorrómbico (prisma recto de base rómbica)
Monoclínico (prisma oblicuo de base rombica)
Triclínico (paralelepípedo cualquiera)
Romboédrico (paralepípedo cuyas caras son rombos)
Hexagonal (prisma recto de base hexagonal)
Las diversas formas de un mismo cristal pueden proceder de dislocaciones, por los vértices o por las aristas, de la forma típica. Estas modificaciones se pueden interpretar a partir del conocimiento de la estructura reticular de un cristal.
El conjunto de caras externas que limita un cristal constituye una forma cristalina. Estas caras se deducen unas de otras por acción de las operaciones de simetría del cristal.

Propiedades físicas, simetría: leyes de Pierre Curie y propiedades ópticas no lineales.

Las relaciones que existen entre los fenómenos físicos y la simetría se conocen desde hace tiempo, pero fueron concretadas a del S.XIX, por Pierre Curie, que las expresó en forma de principios que suelen llamarse leyes de Curie. En general puede considerarse que un fenómeno físico traduce una relación de causa a efecto. Curie planteó en principio que la dismetría que se encuentra en los efectos debe preexistir en las causas, pero que, por el contrario, los efectos pueden ser más simétricos que las causas.
A partir de estas consideraciones es posible demostrar que ciertas simetrías cristalinas son incompatibles con la existnecia de ciertas propiedades físicas. Por ejemplo, un cristal no puede estar dotado de poder rotatorio si es superponible a su imagen en un espejo; del mismo modo un cristal es piroeléctrico, es decir, posee una polarización eléctrica espontánea, sólo si pertenece a uno entre diez de los 32 grupos cristalográficos.
A partir de un razonamiento que afecta a esas consideraciones de simetría, Curie descubrió la piezoelectricidad, es decir, la presencia de una polarización eléctrica cuando se aplica una presión. Ese efecto, que, en particular, no puede aparecer en los cristales que poseen un centro de simetría, ha sido objeto de un gran número de aplicaciones. (osciladores, relojes de cuarzo, cabezales de fonocaptores, micrófonos, sonars, etc.)

PROPIEDAD DE LOS CRISTALES

Nucleación
El fenómeno de la nucleación es esencialmente el mismo para la cristalización a partir de una solución, cristalización a partir de un producto fundido, condensación de gotas de niebla en una vapor sobre-enfriado, y generación de burbujas en un liquido sobrecalentado, en todos los casos, la nucleación s produce como consecuencia de rápidas fluctuaciones locales a escala molecular en una fase homogénea que esta en estado de equilibrio metaestable.
Los núcleos cristalinos se pueden formar a partir de moléculas, átomos, o iones. En soluciones acuosas pueden ser hidratados. Debido a sus rápidos movimientos, estas partículas reciben el nombre de unidades cinéticas. Para un volumen pequeño del orden de 100 oA, la teoría cinética establece que las unidades cinéticas individuales varían grandemente en localización, tiempo, velocidad, energía, y concentración. Los valores, aparentemente estacionarios, de las propiedades intensivas, densidad, concentración y energía, correspondientes a una masa macroscópica de solución, son en realidad valores promediados en el tiempo de fluctuaciones demasiado rápidas y pequeñas para poder ser medidas a escala macroscópica.
Debido a las fluctuaciones, una unidad cinética individual penetra con frecuencia en el campo de fuerza de otra u las dos partículas se unen momentáneamente, lo normal es que se separen inmediatamente, pero, si se mantienen unidas, se le pueden unir sucesivamente otras partículas. Las combinaciones de este tipo reciben el nombre de agregados. La unidad de partículas, de una en una, a un agregado constituye una reacción en cadena que se puede considerar como una seria de reacciones químicas reversibles de acuerdo con el siguiente esquema:
donde A1 es la unidad cinética elemental, y el subíndice representa el número de unidades que forman el agregado.
Cuando m es pequeño, un agregado no se comporta como una partícula que forma una nueva fase con una identidad y limite definidos. Al aumentar m, el agregado se puede ya reconocer y recibe el nombre de embrión. La inmensa mayoría de los embriones tienen una vida muy corta, rompiéndose para volver formar agregados o unidades individuales. Sin embargo, dependiendo de la sobresaturación, algunos embriones crecen hasta un tamaño suficiente para alcanzar el equilibrio termodinámico con la solución. En este caso el embrión recibe el nombre de núcleo. El valor de m para un núcleo esta comprendido en el intervalo de unas pocas unidades a varios centenares. El valor de m para los núcleos de agua líquida es del orden de 80.
Los núcleos se encuentran en equilibrio inestable: si pierden unidades se disuelven y si las ganan se transforman en un cristal, la secuencia de etapas en la formación de un cristal es por consiguiente
Agregado => embrión => núcleo => cristal

Velocidad de cristalización
La velocidad de crecimiento de un cristal es conocida como velocidad de cristalización. La cristalización puede ocurrir solamente desde soluciones sobresaturadas. El crecimiento ocurre primero con la formación del núcleo, y luego con su crecimiento gradual. En concentraciones arriba de la sobresaturación, la nucleación es concebida como espontánea, y rápida. En la región metaestable, la nucleación es causada por un golpe mecánico, o por fricción y una nucleación secundaria puede resultar de el rompimiento de cristales ya formados. Ha sido observado que la velocidad de cristalización se ajusta a la siguiente ecuación:
Los valores del exponente m se encuentran en el rango de 2 a 9, pero no ha sido correlacionada como un valor cuantitativo que se pueda estimar. Esta velocidad es media contando el número de cristales formados en periodos determinados de tiempo.
Esta velocidad depende de su superficie instantánea y de la velocidad lineal de la solución, que pasa a la solución así como también de la sobresaturación. Y estas son representadas mediante la ecuación:
los valores del exponente n se sitúan en el orden de 1.5, pero de nuevo no existe una correlación en el diseño de los cristalizadores que pueda estimarlo.
El crecimiento del cristal es un proceso capa por capa y, ya que sólo puede ocurrir en la cara del cristal, es necesario transportar material a la cara, desde la solución. Por consiguiente, debe considerarse la resistencia de difusión al desplazamiento de las moléculas (o iones) hacia la cara creciente del cristal y la resistencia a la integración de estas moléculas a la cara. Caras diferentes pueden tener velocidades de crecimiento distintas y estas se pueden tener velocidades de crecimiento distintas y éstas se pueden alterar en forma selectiva mediante la adición o eliminación de impurezas.
Si L es la dimensión característica de un cristal de material y forma seleccionado, la velocidad de crecimiento de una cara de cristal perpendicular a L es por definición:
donde G es la velocidad de crecimiento en el tiempo interno t. Se acostumbra medir G en las unidades prácticas de milímetros por hora.

Efecto de las impurezas
El ambiente químico, e.g. la presencia de relativamente bajas concentraciones de sustancias ajenas a las especies a cristalizar, ya sea impurezas, etc, juega un importante papel en la optimización de los sistemas de cristalización. Su papel es muy importante por diversas razones.
La primera, todos los materiales son impuros o contienen trazas de impurezas añadidas durante su procesamiento. La variación aleatoria de las impurezas es un efecto indeseable. Su efecto en las especies a cristalizar debe ser bien conocido, si sobre el sistema de cristalización se desea establecer un control satisfactorio.
La segunda, y la más importante, es posible influenciar la salida y el control del sistema de cristalización, o cambiar las propiedades de los cristales mediante la adición de pequeñas cantidades de aditivos cuidadosamente elegidos. Esto, agregando ciertos tipos y cantidades de aditivos es posible controlar el tamaño de los cristales, la distribución de tamaño del cristal, el hábito del cristal y su pureza.
El ambiente químico puede ser utilizado apropiadamente para variar:
Alterando significativamente la cinética de cristalización y de aquí la distribución de tamaño del cristal.
Tener mejor control del cristalizador.
Mejorar la calidad del producto y/o el rendimiento, mediante la producción de un cierto tipo de cristal.
Producir cristales muy puros de ciertos materiales en los cuales las impurezas sean inaceptables.

Efecto de la temperatura sobre la solubilidad.
Recordemos que la solubilidad se define como la máxima cantidad de un soluto que se puede disolver en una determinada cantidad de un disolvente a una temperatura especifica. La temperatura afecta la solubilidad de la mayoría de las sustancias.
E la mayoría de los compuestos iónicos, aunque no en todos, la solubilidad de la sustancia sólida aumenta con la temperatura. Sin embargo no hay una correlación clara entre el signo del ΔHdisolución y la variación de la solubilidad con la temperatura. Por ejemplo, el proceso de disolución del CaCl2 es exotérmico y el del NH4NO3 es endotérmico. Pero la solubilidad de ambos compuestos aumenta con la temperatura. En general, el efecto de la temperatura sobre la solubilidad debe determinarse de forma experimental.
Cristalización fraccionada
La dependencia de la solubilidad de un sólido respecto de la temperatura varía de manera considerable. Por ejemplo, la solubilidad de NaNO3 aumenta muy rápido con la temperatura, en tanto que la del NaBr casi no cambia. Esta gran variación proporciona una forma para obtener sustancias puras a partir de mezclas. La cristalización fraccionada es la separación de una mezcla de sustancias en sus componentes puros con base en sus diferentes solubilidades.
Supongamos que se tiene una muestra de 90 g de KNO3 contaminada con 10 g de NaCl. Para purificar al primero, se disuelve la mezcla en 100 mL de agua a 60°C y entonces la disolución se enfría de manera gradual hasta 0°C. A esta temperatura las solubilidades de KNO3 y del NaCl son 12.1 g/100 g de H2O y 34.2 g/100 g de H2O respectivamente. Así, se separa de la disolución (90-12) g o 78 g de KNO3, pero todo el NaCl permanecerá disuelto. De esta forma, se puede obtener alrededor del 90% de la cantidad original de KNO3 en forma pura. Los cristales de KNO3 se pueden separar de la disolución por filtración.
Muchos de los compuestos sólidos, inorgánicos y orgánicos, que se utilizan en el laboratorio se purifican mediante la cristalización fraccionada. El método funciona mejor si el compuesto que se va a purificar tiene una curva con una fuerte pendiente, es decir, si es mucho más soluble a altas temperaturas que a bajas temperaturas. De otra manera, una gran parte del compuesto permanecerá disuelto a medida que se enfría la disolución. La cristalización fraccionada también funciona si la cantidad de impurezas en la disolución es relativamente pequeña.

Sole Martinez

Practica virtual Leyes de los gases

http://www.juntadeandalucia.es/averroes/recursos_informaticos/andared02/leyes_gases/index.html

Pictograma

Densimetro

Un densímetro, es un instrumento que sirve para determinar la densidad relativa de los líquidos sin necesidad de calcular antes su masa y volumen. Normalmente, está hecho de vidrio y consiste en un cilindro hueco con un bulbo pesado en su extremo para que pueda flotar en posición vertical.
El término utilizado en inglés es “hydrometer”; sin embargo, en español, un hidrómetro es una instrumento muy diferente que sirve para medir el caudal, la velocidad o la fuerza de un líquido en movimiento.

Modo de empleo
El densímetro se introduce gradualmente en el líquido para que flote libremente y verticalmente. A continuación se observa en la escala el punto en el que la superficie del líquido toca el cilindro del densímetro. Los densímetros generalmente contienen una escala de papel dentro de ellos para que se pueda leer directamente la densidad específica, en gramos por centímetro cúbico.
En líquidos ligeros, como queroseno, gasolina, y alcohol, el densímetro se debe hundir más para disponer el peso del líquido que en líquidos densos como agua salada, leche, y ácidos. De hecho, es usual tener dos instrumentos distintos: uno para los líquidos en general y otro para los líquidos poco densos, teniendo como diferencia la posición de las marcas medidas.
El densímetro se utiliza también en la enología para saber en qué momento de maceración se encuentra el vino. En el caso del alcohol el que se utiliza para medir, es el alcoholimetro de Gay Lussac, con este se determina los grados Guy Lussac.

Tipos de densímetro
La forma más conocida de densímetro es la que se usa para medir la densidad de leche, llamado lactómetro, que sirve para conocer la calidad de la leche. La densidad específica de la leche de vaca varía de 1,027 hasta 1,035. Como la leche contiene otras sustancias, aparte de agua (87%), también se puede saber la densidad específica de albúmina, azúcar, sal, y otras sustancias más ligeras que el agua.
Para comprobar el estado de carga de una batería se utiliza variedad de densímetro. Está constituido por una probeta de cristal, con una prolongación abierta, para introducir por ella el líquido a medir, el cual se absorbe por el vacío y el asado interno que crea una manzana de goma situada en la parte superior de la probeta. En el interior de la misma va situada una ampolla de vidrio, cerrada y llena de aire, equilibrada con un peso a base de perdigones de plomo. La ampolla va graduada en unidades densimétricas, de 1 a 1,30.
Lactómetro - Para medir la densidad específica y calidad de la leche.
Sacarómetro - Para medir la cantidad de azúcar de una melaza.
Salímetro - Para medir la densidad específica de las sales.
Areómetro Baumé - Para medir concentraciones de disoluciones.
La escala Baumé se basa en considerar el valor de 10ºBé al agua destilada. Existen fórmulas de conversión de ºBé en densidades:
Para líquidos mas densos que el agua: d = 146'3/(136'3+n)
Para líquidos menos densos que el agua: d = 146'3/(136'3-n)

Uso comercial
Puesto que el valor comercial de muchos líquidos, como soluciones de azúcar, ácido sulfúrico, alcohol, y vino, dependen directamente en la densidad específica, los densímetros se usan profusamente.

Material de Laboratorio

Agitador

Un agitador es un instrumento, usado en los laboratorios de química, consistente en una varilla regularmente de vidrio que sirve para mezclar o revolver por medio de la agitación de algunas sustancias.
También sirve para introducir sustancias líquidas de alta reacción por medio de escurrimiento y evitar accidentes. Existen diferentes tipos de agitadores dependiendo de la aplicación pueden ser con parrilla o simples, y de diferentes velocidades.

Ampolla de decantación

Ampolla de decantación o de separación: También son llamadas embudos de decantación o separación.Son recipientes con forma de pera con un vástago provisto de una llave esmerilada, se usan para separar líquidos inmiscibles. Es parte del material de vidrio de laboratorio de química utilizado para la separación de fases líquidas de distinta densidad.
Generalmente una de las fases es una solución acuosa, mientras que la otra es una solución orgánica.

Balón de destilación

Matraz Florentino.
Un balón de destilación es parte del llamado material de vidrio. Es un frasco de vidrio, de cuello largo y cuerpo esférico. Está diseñado para calentamiento uniforme, y se produce con distintos grosores de vidrio para diferentes usos. Está hecho generalmente de vidrio borosilicatado.
La mayor ventaja del matraz por encima de otros materiales de vidrio es que su base redondeada permite agitar o re-mover fácilmente su contenido. Sin embargo, esta misma característica también lo hace más susceptible a voltearse y derramarse.

Técnicas en las que se lo emplea

Su principal uso es en el llamado Aparato de destilación; aunque es de uso frecuente en muchas técnicas, principalmente cuando se requiere suavizar una reacción.

Metodología de uso:

Como todo material de vidrio tiene un método específico para utilizarlo correctamente. Para anclarlo, se puede colocar un peso de plomo o metal sobre el exterior.
Al calentarlo, suele colocarse sobre un aro o anillo de metal el cual, a su vez, está aferrado a un soporte universal por medio de una doble nuez o alguna agarradera similar. El aro lo mantiene sobre un mechero Bunsen para que la llama del mechero lo caliente. Cuando se arma el aparato de esta manera, suele colocarse una malla de alambre de gauze entre el balón y el aro o anillo de metal. Como método alterno de armar el aparato, puede aferrarse el balón directamente al soporte universal sosteniéndolo con una agarradera para tubos de ensayo en el cuello del balón.

Bureta

Diagrama de una bureta.
Las buretas son tubos largos, graduados, de diámetro interno uniforme, provistas de una llave en su parte inferior. Se usan para verter cantidades variables de líquidos, y por ello están graduadas con pequeñas subdivisiones (dependiendo del volumen, de décimas de mililitro o menos). Su uso principal se da en volumetrías, debido a la necesidad de medir con precisión volúmenes de líquido variables.
Las llaves están fabricadas con materiales como el vidrio, que es atacado por bases, y teflón, inerte, resistente y muy aconsejable para disolventes orgánicos. En el caso de usar llaves de vidrio, es necesario usar un lubricante para asegurar un buen cierre. Un tipo de llave más simple es la llave Bunsen, que consiste simplemente en situar una perla de vidrio firmemente sujeta dentro de un tubo de goma. Al deformar el tubo mediante una llave, éste deja pasar el líquido.

Como usar una bureta:
Al usar una bureta es muy importante evitar errores sistemáticos. Para ello debe tenerse en cuenta el paralaje a la hora de hacer la lectura, procurando tener el ojo a la misma altura del nivel del líquido. Si tratamos con líquidos claros, lo usual es medir por la parte inferior del menisco, y por la superior si son líquidos oscuros (como disoluciones de KMnO4). Otras fuentes de error son las gotas que quedan adheridas en la parte inferior (error por defecto), pequeñas burbujas de aire situadas tras la llave (también error por defecto) y procurar que el vaciado no sea demasiado rápido, para evitar que quede líquido adherido al interior de la bureta. También es muy conveniente proteger la parte superior para evitar contaminación por polvo.
Al llegar al punto final, si queda una gota colgando del orificio de salida, es conveniente recogerla tocándola suavemente con el recipiente receptor (usualmente será un matraz), para evitar errores por defecto. Esto es debido a que una gota son aproximadamente 0,05 ml y en ocasiones en volúmenes pequeños puede suponer un error importante.

Cristalizador

Un cristalizador es un elemento perteneciente al material de vidrio que consiste en un recipiente de vidrio de base ancha y poca estatura. Su objetivo principal es cristalizar el soluto de una solución, por evaporación del solvente. También tiene otros usos, como tapa, como contenedor, etc. El objetivo de la forma es que tenga una base ancha para permitir una mayor evaporación de sustancias.

Kitasato

Un embudo Büchner conectado a un kitazato y a una bomba de vacío.
Un kitasato es un matraz comprendido dentro del material de vidrio de un laboratorio de química. Podría definírselo como un matraz de Erlenmeyer con una tubuladura lateral. También sirve para realizar experimentos con respecto al agua, como: destilación, recolección de gases en cuba hidroneumática (desplazamiento de volúmenes), filtraciones al vacío, etc.

Técnicas en las que se lo emplea:
Su uso más difundido es en la filtración a vacío, como se muestra en la imagen principal.

Matraz

Matraz aforado:
Matraz aforado de pyrex de 10 ml de capacidad.
Un matraz aforado se emplea para medir con exactitud un volumen determinado de líquido. La marca de graduación rodea todo el cuello de vidrio, por lo cual es fácil determinar con precisión cuándo el líquido llega hasta la marca. La forma correcta de medir volúmenes es llevar el líquido hasta que la parte inferior del menisco sea tangente a la marca. El hecho de que el cuello del matraz sea estrecho es para aumentar la exactitud, de esta forma un cambio pequeño en el volumen se traduce en un aumento considerable de la altura del líquido.
Los matraces se presentan en volúmenes que van de 10 ml hasta 2 l. Su principal utilidad es preparar disoluciones de concentración conocida y exacta. El procedimiento usual de preparación de disoluciones es pesar la cantidad de soluto, verterlo en el matraz y agregar el disolvente hasta un volumen menor que su capacidad. Posteriormente, se disuelve bien el soluto y se llena hasta la marca (operación conocida como "enrasar").

Matraz de Erlenmeyer:
El matraz o frasco de Erlenmeyer es un frasco transparente de forma cónica con una abertura en el extremo angosto, generalmente prolongado con un cuello cilíndrico, suele incluir algunas marcas.
Por su forma es útil para realizar mezclas por agitación y para la evaporación controlada de líquidos; además, su abertura estrecha permite la utilización de tapones. El matraz de Erlenmeyer no se suele utilizar para la medición de líquidos ya que sus medidas son imprecisas.
Fue diseñado en el año 1861 por el químico alemán Emil Erlenmeyer.

Pipeta

Pipeta graduada:
La pipeta es un instrumento volumétrico de laboratorio que permite medir alícuotas de líquido con bastante precisión. Suelen ser de vidrio. Está formado por un tubo transparente que termina en una de sus puntas de forma cónica, y tiene una graduación (una serie de marcas grabadas) indicando distintos volúmenes.
Algunas son graduadas o de simple aforo, es decir que se enrasa una vez en los cero mililitros, y luego se deja vaciar hasta el volumen que se necesite; mientras que otras, las denominadas de doble enrase o de doble aforo, se enrasa en la marca o aforo superior, se deja escurrir el líquido con precaución hasta enrasar en el aforo inferior. Si bien poseen la desventaja de medir un volúmen fijo de líquido, las pipetas de doble aforo superan en gran medida a las graduadas en que su precisión es mucho mayor, ya que no se modifica el volumen medido si se les rompe o deforma la punta cónica.
Para realizar las succiones de líquido con mayor precisión, se utiliza, mas que nada en las pipetas de doble aforo, el dispositivo conocido como propipeta.
Dependiendo de su volumen, las pipetas tienen un límite de error.

Metodología de uso:
Se introduce la pipeta (con la punta cónica para abajo) en el recipiente del cual se desea extraer un volumen determinado de muestra.
Se coloca la propipeta o una perita en la punta libre y se hace ascender el líquido por encima del aforo superior.
Rápidamente se gradúa con la propipeta o se saca la perita colocando el dedo índice obturando la punta, para evitar que descienda.
Se disminuye leve y lentamente la presión ejercida por el dedo, hasta que el líquido comience a descender. Se vuelve a presionar cuando el menisco del líquido llegó a 0. Si el líquido descendió demasiado, se comienza nuevamente.
Se traslada la pipeta al recipiente destino.
Se disminuye nuevamente la presión del dedo hasta llegar a la cantidad de mililitros necesarios.
En el caso de las pipetas graduadas, para vaciarla completamente se saca el dedo completamente y se deja caer. Pero no se debe forzar la caída de las últimas gotas, sino que éstas deben quedar en la punta cónica de la pipeta.
En la pipeta graduada se pueden medir distintos volúmenes de liquido, ya que lleva a una escala graduada.
La pipeta de vertido posee un único enlace superior por lo que sólo puede medir un volúmen

Probeta

Esquema de una probeta:
La base circular de plástico sirve para evitar que la probeta se caiga accidentalmente.
La probeta o cilindro graduable es un instrumento volumétrico, que permite medir volúmenes superiores y más rápidamente que las pipetas, aunque con menor precisión. Sirve para contener liquidos.
Está formado por un tubo generalmente transparente de unos centímetros de diámetro, y tiene una graduación (una serie de marcas grabadas) desde 0 ml (hasta el máximo de la probeta) indicando distintos volúmenes. En la parte inferior está cerrado y posee una base que sirve de apoyo, mientras que la superior está abierta (permite introducir el líquido a medir) y suele tener un pico(permite verter el líquido medido). Generalmente miden volúmenes de 25 ó 50 ml, pero existen probetas de distintos tamaños; incluso algunas que pueden medir un volumen hasta de 2000 ml.
Puede estar constituido de vidrio (lo más común) o de plástico. En este último caso puede ser menos preciso; pero posee ciertas ventajas, por ejemplo, es más difícil romperla, y no es atacada por el ácido fluorhídrico.

Retorta

En un laboratorio de química, una retorta es un recipiente, generalmente de vidrio, que se usa en la destilación de sustancias. Consiste en una vasija esférica con un "cuello" largo inclinado hacia abajo. El líquido a destilar se pone en el vaso y se calienta. El cuello actúa como un condensador, permitiendo a los vapores condensarse y fluir a través del cuello y para recogerlos en un vaso puesto el final del mismo.
En aplicaciones industriales, una retorta es un vaso hermético en el cual las sustancias se calientan mediante una reacción química produciendo productos gaseosos que serán recogidos en un vaso. La retorta suele formar parte de un alambique.

Tubo de ensayo

El tubo de ensayo o tubo de prueba es parte del material de vidrio de un laboratorio de química. Consiste en un pequeño tubo de vidrio con una punta abierta (que puede poseer una tapa) y la otra cerrada y redondeada, que se utiliza en los laboratorios para contener pequeñas muestras líquidas. Aunque pueden tener otras fases. Como realizar reacciones en pequeña escala, etc.

Metodología de uso:
Para calentar durante intervalos cortos a llama directa puede sostenerse el tubo con la mano mediante su parte superior. Si se desea exponerlo más intensamente al calor es necesaria la utilización de pinzas. En ambos casos debe tenerse la precaución de no apuntar con la boca del tubo hacia alguna persona (para evitar proyecciones de la muestra). Los tubos de ensayo no han de llenarse más allá del primer tercio.

Simbolismo cultural:
Los tubos de prueba fueron utilizados en los procedimientos biológicos y químicos que, junto con los matraces de Erlenmeyer y los cubiletes, se miran generalmente como simbólicos de ciencia y de la experimentación científica en su totalidad.

Historia:
Los alquimistas usaron muy frecuentemente retortas, de las que se servían para obtener las esencias de las sustancias; aparecen imágenes de retortas en muchos dibujos y bosquejos de sus laboratorios. Antes del invento de los condensadores modernos, las retortas fueron usadas por muchos químicos prominentes, como Antoine Lavoisier y Jöns Jacob Berzelius.

Uso en la Química analítica:
Debido a los avances de la tecnología, especialmente tras la invención del condensador de Liebig, en los laboratorios, las retortas se consideran anticuadas. Sin embargo, en algunas técnicas de laboratorio, incluyendo la destilación simple, que no requieren aparatos complicados se sigue usando la retorta como un sustituto de equipos de destilación más complejos.

Uso en la producción de bebidas alcohólicas:
En la producción artesanal o casera de licores, la retorta sigue siendo una parte indispensable del alambique. En este caso, generalmente suele ser de cobre, aunque los hay actualmente de acero inoxidable.

Tubo refrigerante

El tubo refrigerante es un aparato de laboratorio de vidrio, que se usa para condensar los vapores que se desprenden del balón de destilación, por medio de un líquido refrigerante que circula por éste.
El líquido refrigerante tiene que estar constantemente circulando para así poder tener una temperatura en la cual se pueda condensar en líquido, el vapor. El principio básico entre el agua de intercambio y entre el vapor a condensar se da por Q = m*ce*dt

Varilla de vidrio

En laboratorio, la Varilla de vidrio es de gran grosor y de vidrio que sirve para mover, remover, coger muestras, agarrar, pinchar, trasvasar líquidos, filtrar, revolver, etc.En España es utilizado para mover disoluciones pero en Australia se utiliza para extraer sangre de mosquitos, moscas, pulgas...En uno de sus extremos tiene cobre alrededor que sirve para arrastrar algo de soluto que se haya quedado en las paredes, pero no debe ser confundido con el agitador de vidrio, ya que son diferentes y no sirven para lo mismo aunque se parezcan.

Vaso de precipitados

Un vaso de precipitados es un simple contenedor de líquidos, usado muy comúnmente en el laboratorio. Son cilíndricos con un fondo plano; se les encuentra de varias capacidades, desde 1 mL hasta de varios litros. Normalmente son de vidrio (Pyrex en su mayoría) o de goma. Aquéllos cuyo objetivo es contener gases o liquidos en estado de sock tienen componentes de teflón u otros materiales resistentes a la corrosión. Suelen estar graduados, pero esta graduación es inexacta por la misma naturaleza del artefacto; su forma regular facilita que pequeñas variaciones en la temperatura o incluso en el vertido pasen desapercibidas en la graduación. Es recomendable no utilizarlo para medir volúmenes de sustancias, ya que es un material que se somete a cambios bruscos de temperatura, lo que lo descalibra y en consecuencia nos entrega una medida errónea de la sustancia.
Es un recipiente cilíndrico de vidrio fino que se utiliza en el laboratorio, sobre todo, para preparar o calentar sustancias y trasvasar líquidos. Suele llevar marcada una escala graduada en mililitros, que permite medir distintos volúmenes, aunque no con gran precisión. Las capacidades de los vasos de precipitados suelen variar entre los 25 y los 2.000 mililitros.

Vidrio de reloj

El vidrio de reloj es una lámina de vidrio en forma circular cóncava-convexa. Se llama así por su parecido con el vidrio de los antiguos relojes de bolsillo. Se utiliza en química para evaporar líquidos, pesar productos sólidos o como cubierta de vasos de precipitados, y contener sustancias más o menos corrosivas.
Su utilidad más frecuente es pesar muestras sólidas; aunque también es utilizado para pesar muestras húmedas después de hacer la filtración, es decir, después de haber filtrado el líquido y quedar solo la muestra sólida.
El vidrio reloj se utiliza también en ocasiones como tapa de un vaso de precipitados, fundamentalmente para evitar la entrada de polvo, ya que al no ser un cierre hermético se permite el intercambio de gases.