Guía de Trabajos Prácticos de Laboratorio

Bienvenido a la Guía de Trabajos Prácticos del Módulo I para el curso de Química para Ingeniería (U1901). Este material te acompañará durante todo el primer semestre de 2025, ayudándote a desarrollar las habilidades prácticas necesarias para tu formación.

En estas páginas encontrarás instrucciones detalladas para cada práctica, explicaciones teóricas y recomendaciones de seguridad. Es fundamental que revises esta guía antes de cada sesión de laboratorio.

⚠️ ¡Importante! Esta guía es indispensable para aprobar las prácticas de laboratorio. Deberás presentarla en cada sesión y completar los informes correspondientes a cada experiencia.

Normas de Seguridad en el Laboratorio

Cuando estés en el laboratorio, tu seguridad es prioridad número uno. Estas reglas básicas te mantendrán a salvo:

• Manipulá siempre las sustancias inflamables y tóxicas bajo campana de extracción.
• Conocé la ubicación y manejo del extinguidor más cercano a tu mesada.
• Nunca trabajes con líquidos inflamables cerca de un mechero encendido.

Los productos químicos en el laboratorio están identificados con pictogramas de seguridad que indican sus riesgos específicos. Prestá atención a estos símbolos antes de manipular cualquier sustancia.

En caso de accidentes con agentes corrosivos en la piel, lo primero es lavar con abundante agua. Si son ácidos como $H_{2}SO_{4}$ o $HNO_{3}$, lavá con solución de bicarbonato de sodio. Si son bases como NaOH, usá ácido acético al 4%.

💡 Consejo de seguridad: Si salpica algún producto químico en tus ojos, lava inmediatamente con agua abundante y luego usa la solución neutralizante adecuada según sea un ácido o una base.

Material Básico de Laboratorio: Pipetas

En esta práctica aprenderás a reconocer y usar el material básico del laboratorio químico, empezando por las pipetas.

Las pipetas son tubos de vidrio que sirven para medir volúmenes de líquidos. Existen dos tipos principales:

Pipetas graduadas (de 1, 5 y 10 ml): Tienen una escala que permite medir volúmenes variables. Las de Mohr tienen la escala que no llega al extremo inferior, mientras que las serológicas tienen la escala hasta el extremo y deben vaciarse completamente.

Pipetas aforadas (de 1, 5, 10, 15, 20 y 25 ml): Miden volúmenes fijos mediante marcas o aforos. Pueden ser de simple o doble aforo, ofreciendo mayor precisión que las graduadas.

Al usar pipetas, recordá siempre:

• Usar propipeta para cargar o descargar líquidos, nunca con la boca
• Secar el exterior de la pipeta con papel absorbente
• "Purgar" la pipeta con la solución a medir antes de usarla
• No calentar ni secar a altas temperaturas para no perder la calibración

🧪 Técnica correcta: Para pipetear con precisión, asegurate de que el menisco del líquido coincida exactamente con la marca de graduación y mantén el ojo al mismo nivel que el menisco para evitar errores de paralaje.

Propipetas y Tubos de Ensayo

La propipeta es fundamental para cargar líquidos en pipetas de forma segura. El modelo de pera de goma tiene tres válvulas:

• A: para expulsar el aire
• S: para succionar el líquido
• E: para expulsar el líquido

Nunca succiones líquidos con la boca, siempre usá propipetas.

Tubos de ensayo: Son cilindros de vidrio PIREX cerrados en un extremo, utilizados para realizar experimentos a pequeña escala. Por ser de vidrio PIREX, se pueden calentar. Se colocan en soportes llamados "gradillas".

Vasos de precipitado: Son recipientes de boca ancha (20 a 2000 mL) que sirven para contener o calentar líquidos. Tienen graduaciones aproximadas, pero no son precisos para medir volúmenes exactos.

Erlenmeyer: Recipientes cónicos (100 a 1000 mL) ideales para calentar líquidos cuando queremos reducir pérdidas por evaporación, gracias a su boca estrecha. También tienen graduaciones aproximadas.

📌 Recordá: Los vasos de precipitado y erlenmeyers sirven para contener líquidos y calentarlos, pero no son instrumentos precisos para medir volumen. Para mediciones exactas, usá pipetas, buretas o matraces aforados.

Material Volumétrico y Recomendaciones de Uso

Matraz aforado: Recipiente (de 10 a 1000 mL) con un aforo en el cuello que indica hasta dónde debe llenarse para contener el volumen exacto. Se usa para medir volúmenes con gran precisión o para preparar soluciones. No se debe calentar.

Probeta: Recipiente cilíndrico graduado (10 a 1000 mL) para medir volúmenes variables de líquidos.

Bureta: Tubo de vidrio graduado (25 y 50 mL) con una llave en la parte inferior para dosificar y medir volúmenes con precisión. Para usarla correctamente:

• Evitá burbujas en su interior
• Mantené el exterior seco, especialmente el vástago
• Girá el robinete usando los dedos mayor y pulgar

Recomendaciones generales:

• Todo el material debe estar perfectamente limpio y seco
• No calientes material graduado a temperaturas mayores que la calibración indicada
• Para leer el volumen de líquidos, tomá la superficie inferior del menisco para líquidos que mojan el vidrio

💧 Para lecturas precisas: Cuando midas volúmenes, coloca tu ojo exactamente a la altura del menisco para evitar errores de paralaje. Un error de paralaje ocurre cuando la posición del ojo no está alineada con la superficie del líquido.

Errores en el Trabajo de Laboratorio y Otros Instrumentos

En el trabajo de laboratorio pueden ocurrir varios tipos de errores que afectan la precisión de tus mediciones:

• Error por defecto: Las burbujas en pipetas o buretas ocupan volumen que se lee como líquido.
• Error de lectura: La precisión depende del diámetro del aforo (a menor diámetro, mayor precisión).
• Error de calibración: Discrepancia entre el valor leído y el volumen real.
• Error de paralaje: Ocurre cuando el ojo no está al nivel del menisco durante la lectura.

Otros instrumentos importantes:

Balanzas: Las granatarias tienen precisión de 0,01 g, mientras que las analíticas llegan hasta 0,0001 g. Las balanzas de nuestro laboratorio son granatarias de un solo plato con sistema de pesas electrónico. La función "Tara" permite llevar a cero la medición anterior.

Mortero: Compuesto por un recipiente y un pilón, generalmente de cerámica o vidrio, se usa para obtener sólidos finamente divididos.

🔍 Para mejorar tus mediciones: Cuando trabajes con balanzas, asegurate de que estén niveladas y calibradas. Si estás pesando sustancias corrosivas o húmedas, colócalas sobre un vidrio de reloj o un papel, nunca directamente sobre el plato de la balanza.

Sistemas de Calentamiento y Limpieza

En el laboratorio contamos con diferentes equipos para calentar:

Cápsulas de porcelana: Recipientes que resisten altas temperaturas, incluso hasta calcinación.

Estufa: Gabinete similar a un horno eléctrico que se mantiene a temperatura constante. Se usa principalmente para secar material de vidrio lavado con agua destilada. No coloques material volumétrico de precisión ni probetas con pie de plástico a altas temperaturas.

Sistema de calentamiento con mechero: Formado por mechero, trípode y tela de amianto. El mechero se conecta a la línea de gas y se coloca debajo del trípode. La tela de amianto se pone sobre el trípode para distribuir uniformemente el calor.

Limpieza del material: La limpieza correcta es fundamental para obtener resultados precisos. El procedimiento básico incluye:

1. Lavar con solución diluida de detergente
2. Usar cepillos limpiatubos (escobillas) para eliminar suciedad
3. Enjuagar varias veces con agua de red
4. Realizar el enjuague final con agua destilada (usando pisetas)

🧼 Tip para la limpieza: El material volumétrico de precisión debe secarse al aire en lugar libre de polvo, nunca en estufa, para mantener su calibración exacta.

Reacciones Químicas en el Laboratorio

En esta parte del laboratorio aprenderás a observar cambios químicos y representarlos mediante ecuaciones. Estos experimentos te permitirán visualizar conceptos teóricos y desarrollar habilidades prácticas.

Parte experimental:

Primero, familiarízate con el material de laboratorio disponible en tu mesada de trabajo:

1. Identifica los diferentes elementos según las descripciones previas
2. Selecciona los instrumentos que pueden usarse para medir volúmenes variables
3. Practica usando pipetas y propipetas transfiriendo volúmenes específicos (1 mL, 3,7 mL y 10 mL) de agua a un tubo de ensayo
4. Llena un matraz aforado hasta la marca, usando embudo y pipeta Pasteur para ajustar con precisión

Luego realizarás experimentos con reacciones químicas, observando y registrando los cambios que se producen, como cambios de color, formación de precipitados o desprendimiento de gases.

⚠️ Precaución: Cuando trabajes con reactivos químicos, siempre manipúlalos con cuidado. Lee las etiquetas de seguridad, usa los elementos de protección personal y sigue las instrucciones exactamente como se indican.

Reacciones de Precipitación y Desprendimiento de Gases

En esta sección explorarás dos tipos importantes de reacciones químicas: las de precipitación y las que liberan gases.

Experiencia B: Reacciones de precipitación

En estas reacciones se forma un sólido insoluble (precipitado) cuando mezclas soluciones que contienen iones específicos. Para observarlas:

1. Coloca aproximadamente 2 mL de agua destilada en un tubo de ensayo
2. Agrega 3-5 gotas de solución de ioduro de potasio (KI)
3. Añade 3 gotas de solución de acetato de plomo (PbAc₂)
4. Observa la formación del precipitado y escribe la ecuación química balanceada

Experiencia C: Reacciones con desprendimiento de gases

Estas reacciones liberan un producto gaseoso. Realizarás dos ejemplos:

1. Primera reacción:

   • Coloca polvo de mármol (CaCO₃) en un tubo de ensayo con agua
   • Agrega ácido clorhídrico (HCl) y observa el burbujeo

2. Segunda reacción:

   • Coloca un trozo pequeño de cinta de magnesio (Mg) en agua
   • Agrega ácido clorhídrico y observa la reacción

🧪 Observación crucial: En las reacciones de precipitación, el cambio de color o la aparición de turbidez indican la formación del precipitado. En las reacciones con gases, las burbujas muestran el desprendimiento del producto gaseoso.

Balanceo de Ecuaciones y Cálculos Estequiométricos

Para profundizar tu comprensión de las reacciones químicas observadas, deberás aplicar tus conocimientos de estequiometría. El cuestionario complementario te permite practicar:

Ejercicios de estequiometría:

1. Para la reacción de CuSO₄ con NaOH:

   • Escribe la ecuación química balanceada
   • Calcula cuántos gramos de NaOH se necesitan para reaccionar con 2,5 moles de CuSO₄
   • Determina cuál reactivo está en exceso y cuánto sobra si mezclas 8 gramos de CuSO₄ con 0,2 moles de NaOH

2. Para la reacción de CaCO₃ con HCl:

   • Escribe la ecuación química balanceada
   • Calcula cuántos gramos de CaCO₃ se necesitan para reaccionar con 0,5 moles de HCl
   • Identifica el reactivo en exceso y calcula cuánto sobra si mezclas 0,6 gramos de CaCO₃ con 0,3 moles de HCl

Estos ejercicios son fundamentales para dominar los cálculos estequiométricos que necesitarás tanto en el laboratorio como en exámenes.

💡 Estrategia para cálculos: Cuando resuelvas problemas de estequiometría, siempre comienza con la ecuación química balanceada. Esto te dará las relaciones molares necesarias para todos tus cálculos.