Campament tecnològic d’estiu que se celebrarà entre el 6 i el 17 de juliol, organitzat pel Campus d’Alcoi de la UPV, amb la col·laboració de l’Ajuntament d’Alcoi.

[ 28/05/2015 ]

La Universitat Politècnica de València Campus d’Alcoi, organitza amb la col·laboració del M.I. Ajuntament d’Alcoi, la segona edició del CampusTec.

El CampusTec és un campament tecnològic d’estiu que va a permetre als nostres joves gaudir d’una activitat d’oci alternatiu durant les vacances d’estiu, amb la filosofia d’aprendre fent.

Al llarg de dues setmanes, els participants en el nostre campus van a donen regna solta a la seua creativitat desenvolupant petits projectes cientificotècnics en àmbits tan atractius per al seu futur professional com la robòtica, disseny i fabricació digital, programació d’interfícies, disseny de videojocs i desenvolupament d’aplicacions per a mòbils.

Està dirigit a alumnes de 3r i 4t d’Educació Secondària i 1r i 2n de Batxillerat.

El CampusTec es realitzarà de dilluns a divendres des del dilluns 6 al divendres18 de juliol de 2015, en horariode 09:00 a 14:00h. S’imparteix al Campus d’ Alcoi de la UPV.

El preu de la matrícula serà de 180 € e inclourà el desdejuni.

Tots els alumnes que assistisquen al Campus rebran un diploma que acredita la seua participació.

El termini d’inscripció comença el 28 de maig de 2015 i finalitza el 20 de juny de 2015. Per a aquesta primera edició comptem amb 50 places, que es cobriran per rigorós ordre d’inscripció.

Les inscripcions es realitzaran a través de la pàgina web CFP.

CONTINGUTS DEL CAMPUSTEC-UPV

ROBÒTICA

L’objectiu del taller és que els alumnes aprenguen a programar un robot mòbil. Els participants disposaran d’un robot i un ordinador per cada dues persones.

Els robots utilitzats són del model Lego Mindstorm. Aquests robots porten una unitat central que cal programar, utilitzant per a açò l’ordinador. Emprant els diversos sensors i motors del robot Lego seran capaços d’aconseguir un repte plantejat. La major part del temps es dedicarà a programar aquesta unitat central.

El programari de programació és un llenguatge molt gràfic. No es necessiten coneixements de cap llenguatge de programació. Les tasques de programació són cada vegada més utilitzades en tots els àmbits, amb la qual cosa aprendre a programar, siga el llenguatge que siga, és adquirir uns hàbits cada vegada més necessaris en molts treballs.

La metodologia plantejada serà molt pràctica, amb breus explicacions de les funcions. Es faran múltiples exemples per a practicar les funcions apreses. S’aprendrà a moure el robot durant un temps limitat, girar en transcórrer un temps, detectar objectes amb el sensor d’ultrasons, utilitzar el sensor de llum per a detectar una línia i seguir-la, arrancar el robot amb la pulsació del sensor de tacte, detenir-ho amb el sensor de so i usar condicions i bucles per a fer processos repetitius.

Finalment cada equip posarà en valor els coneixements adquirits per a desenvolupar un repte plantejat pels monitors, que presentarà en l’última jornada.

DISSENYA I FABRICA ELS TEUS PROPIS JOGUETS

L’objectiu és fomentar les activitats creatives, introduint als participants en el disseny i modelatge 3D d’objectes i la seua fabricació digital amb la impressió 3D.

Aprendran a combinar formes i volums en l’ordinador per a dissenyar els seus propis joguets o objectes amb programari de modelatge 3D Tinkercad o similars (www.tinkercad.com). Una vegada dissenyats els materialitzaran amb una impressora 3D, en definitiva, explicar-los que poden construir el món que els envolta i que són capaços de convertir un arxiu digital en un objecte real perquè puguen portar-ho a casa.

Entre els joguets i objectes que poden dissenyar durant el taller es troben:

  • Ninots articulats tipus Clip.
  • Vehicles: cotxes, avions, trens, etc.
  • Baldufes i io-ios.
  • Accessoris i complements per a altres joguets.
  • I qualsevol cosa que siguen capaces d’imaginar!

INTERNET DE LES COSES

L’objectiu d’aquest taller és que els alumnes/as aprenguen a projectar, dissenyar, crear i connectar mitjançant sensors els seus dispositius per a poder accionar-los des d’un dispositiu mòbil.

Els alumnes podran interconnectar mitjançant sensors qualsevol cosa a internet sense necessitat d’utilitzar cap cable. Podran establir connexions entre els diferents sensors utilitzant per a açò una plataforma de maquinari lliure basada en un microcontrolador i un entorn de desenvolupament (Arduino).

DESENVOLUPAMENT DE VIDEOJOCS

L’objectiu d’aquest taller és que els alumnes aprenguen els principis bàsics del disseny i la programació de videojocs.

Aprendran a crear els seus propis videojocs, sense programació amb Gamesonomy en tan sols unes hores.

El participant aprendrà les particularitats del món dels videojocs, s’aventurarà en la realització d’un pla de treball, entrarà en la varietat i peculiaritats del món del disseny i aprendrà mitjançant una eina molt senzilla a idear jocs basats en funcionalitats complexes.

Podran endinsar-se en el fascinant món del desenvolupament de videojocs, desenvolupant-ne un de propi que podran mostrar als seus amics publicant-lo a la web.

Informació de contacte:
  • Nuria Tarrazo Roldán (Centre de Transferència de Tecnologia): ctt@epsa.upv.es – 96 652 85 35
Pep Vañó Piedra
Departament de Física i Química

 

01

 

Campus: Elx

Assignatura: Química

Alumnes de 2n de batxillerat  B de Química

Práctica:

AL VOLTANT DEL CALOR I DEL COLOR: CANVIS QUE ACOMPANYEN A LES REACCIONS QUÍMIQUES

Canvis energètics que acompayen a les reaccions químiques

1.- Dissolució de CaCl2(s) en aigua: un exemple de reacció exotèrmica

2.- Dissolució de NH4NO3(s) en aigua: un exemple de reacció endotèrmica

Visualització dalgunes reacciones químiques mitjaçant el canvi de color

1.- Reaccions àcid – base: indicadors colorimètrics.

2.- Reaccions d’associació: indicadors metalocròmics.

3.- Formació de complexes entre el Cu2+ i el NH3.

4.- Reaccions d’oxidació – reducció: obtenció de iodo, I2.

Data: 03/03/2014. Hora: 9:30 h.

Prof. responsable: FCO. JAVIER GOMEZ

Professor acompanyant:PEP VAÑÓ

Aula: LABORATORI 0.3 ALTABIX

 

Canvis energètics que acompanyen a las reaccions químiques

Termoquímica: Calor de dissolució

A1. Col·loca 40 g de clorur càlcic en un got de precipitats.

a)    Introduïx un termòmetre en el got.

b)    Afegeix 100 mL d’aigua.

c)    Observa i descriu què ocorre.

Es poden realitzar proves semblants utilitzant calç viva, hidròxid de sodi, sulfat de coure anhídrid o àcid sulfúric concentrat.

A2. Col·loca 30 g de nitrat d’amoni en un got de precipitats.

a)    Introduïx un termòmetre en el got.

b)    Afegeix 100 mL d’aigua.

c)    Observa i descriu què ocorre.

Es poden realitzar proves semblants utilitzant clorur amònic.

A3. Escriu possibles aplicacions dels fenòmens observats.

Compara la teua resposta amb la següent informació, presa de

http://centres5.pntic.mec.és/ies.victòria.kent/Rincon-C/Curiosid/Rc-55/Rc-55.htm

Dispositius que generen fred i calor (RC-55) Bolses de fred i de calor

En algunes farmacioles d’emergència apareixen unes bosses de plàstic que s’utilitzen per a la preparació de compreses instantànies fredes i calents. Es poden trobar en les farmàcies i són útils per a proporcionar els primers auxilis als esportistes i atletes que sofrixen un colp o determinades lesions que necessiten l’aplicació immediata de fred o calor. Estes compreses consten d’una bossa de plàstic que conté una altra bossa més xicoteta, amb aigua, i una substància química en forma de pols o vidres. Al colpejar el paquet amb el puny es trenca la bossa interior que conté l’aigua i la substància es dissol.

La bossa comença a calfar-se o a refredar-se, segons el cas, de forma molt ràpida. La temperatura augmenta o disminuïx depenent que el procés de dissolució de la substància siga exotèrmic o endotèrmic.

02

Ús. Situacions en la qual  es requereix aplicació de fred. La teràpia de fred cal aplicar-se immediatament  per a potenciar els seusefectoe i evitar la inflor i  inflamació causada per una lesió. Cal controlar els temps d’aplicació i evitar les cremades s produïdes per l’excés de calor.

Begudes autocalentables

03 Bolsa d’1 sol ús que aporta calor de forma instantània.

 

També es troben en el mercat pots de begudes (café, xocolate, té, sopes, etc) que s’autocalfen molt ràpidament, sense necessitat de flames o altres sistemes de calefacció externa. Són útils per a poder disposar de begudes calents en el camp, la muntanya,zones desèrtiques, etc. El sistema és molt semblant al de les bosses de l’apartat anterior i consta de dos depòsits: en un va envasada la beguda que anem a prendre i en un altreuna substància química junt amb una xicoteta quantitat d’aigua (separats per una membrana). Al dissoldre’s en aigua, eixa substància genera gran quantitat de calor. Els depòsits estan separats de forma que la substància química no pot entrar en contacte amb la beguda. El pot porta un botó que al pressionar-lo trenca una membrana i permet que l’aigua entre en contacte amb la substància química que al dissoldre’s genera calor.

A4. Quins factors afectaran perquè es desprenga major o menor quantitat de calor al dissoldre una substància?

A5. Idea experiències que permeten contrastar les hipòtesis anteriors.

A6. El fet que al dissoldre un solut en un dissolvent s’intercanvie calor amb l’exterior significa que en estos processos, hi ha un augment o disminució net de l’energia? Proposa un model, ajudant-te de la teoria atòmic-molecular, que explique l’existència de calor associada al fenomen de la dissolució.

La química en acció: Sobre la reversibilitat de les reaccions químiques; l’equilibri químic

Com influenciar una mescla en  equilibri químic: El principi de Le Chatelier

Segons el Principi de Le Chatelier: quan es sotmet un sistema en equilibri a una modificació dels paràmetres que el governen ( pressió, temperatura, concentracions de reactius o productes, etc. ), el sistema evoluciona assolint un nou estat d’equilibri que li permet contrarestar parcialment la modificació introduïda.

1.- Precipitació de Cu(OH)2 .

El Cu2+ forma un hidròxid molt insoluble, Cu(OH)2 d’acord amb l’equilibri:

Cu2+(aq) + 2OH ↔Cu(OH)2 (s)

En aigua pura, l’equilibri està desplaçat cap a l’esquerre, la qual cosa implica que el Cu2+ a penes forma hidròxid ( recordeu que en aigua pura la concentració de OH és molt petita, [OH] = 10-7 M).

Però, si augmentem la concentació de OH, d’acord amb el principi de Le Chatelier, l’equilibri es desplaçarà cap a la dreta ( intentant consumir part del OHafegit per donar Cu(OH)2 sòlid). Per tant si afegim NaOH a una dissolució que conté ions Cu2+ provocarem la precipitació de l’hidròxid Cu(OH)2.

Procediment

  • Utilitzant la proveta de 10 mL, afegim 3mL, de la dissolució de CuSO4 en un tub d’assaig net.
  • Utilitzant la pipeta Pasteur neta, afegim 20 gotes ( gota a gota) de la dissolució de NaOH. Cada 2 o 3 gotes s’agita el tub d’assaig per mesclar bé el seu contingut.
  • Observaras l’aparició d’un precipitat grumollós de color blavenc Cu(OH)2.

 04

Pipeta pasteur

2.- Solubilització de precipitats

L’hidròxid format en l’apartat anterior està regit per l’equilibri:

Cu2+(aq) + 2OH ↔Cu(OH)2 (s)

D’acord amb el principi de Le Chatelier, si disminuïm la concentació de OH (un reactiu) l’equilibri es desplaçarà cap a l’esquerre amb objecte d’oposar-se parcialment al canvi introduït. L’única forma que té l’equilibri d’augmentar la concentració de OH és solubilitzar l’hidròxid Cu(OH)2(s), per donarCu2+ i OH.

Si, a la dissolució resultant de l’apartat anterior se li afegeix un àcid fort tal com l’àcid sulfúric, H2SO4, els protons afegits neutralitzaran els ions hidroxils OH-, inicialment presents en la dissolució d’acord amb la reacció:

 

H+ (aq) + OH(aq)↔H2O(l)

 

En disminuir la concentració de OH present en la dissolució, l’equilibri de solubilitat es desplaçarà cap a l’esquerre, solubilitzant el precipitat.

Procediment:

  • Agafa el tub d’assaig de l’apartat anterior que conté el precipitat de Cu(OH)2.
  • Utilitzant una pipeta Pasteur neta, afegeix 20 gotes ( gota a gota) de la dissolució de H2SO4.Cada 2 o 3 gotes, agita el tub d’assaig per mesclar bé el contingut.

Observaras que a mesura que afegeixes H2SO4 ( neutralitzant els OH) més i més precipitat es solubilitza fins obtenir-se una dissolució transparent.

 

3.- Solubilitat de gasos: generació de CO2(g)

El CO2 és un gas poc soluble en aigua. En dissoldre’s, reacciona amb una molècula d’aigua, donant lloc a l’àcid carbònic:

CO2(g) + H2O(l) ↔ H2CO3(aq)

En la present experiència, generarem CO2(g) mitjançant l’addició d’àcid sulfúric , H2SO4, al carbonat de sodi, Na2CO3 . En efecte, si afegim protons ( provinents del H2SO4.) al carbonat, s’estableix el següent equilibri:

CO32-(aq) + 2 H+(aq) ↔ H2CO3(ac)

Al mateix temps, l’àcid carbònic, H2CO3 està involucrat en l’equilibri anterior, per la qual cosa part delH2CO3 es dissocia enCO2(g) i  H2O(l).

Procediment:

  • Agafa un tub d’assaig net i afegeix 10 mL de la dissolució de carbonat de sodi, Na2CO3. Afegeix dues gotes de fenolftaleïna ( indicador). Observaràs que la dissolució es torna rosada indicant que es tracta d’una dissolució alcalina ( el  Na2CO3 és una base).
  • Utilitzant la pipeta Pasteur neta, agafa un cert volum de la dissolució de H2SO4 disponible. Introdueix la punta de la pipeta ( sense afegir el seu contingut) fins els fons del tub d’assaig.
  • Afegeix  molt lentament la dissolució de H2SO4.

Observaràs que a mesura que afegeixes H2SO4 ( en formar-se H2CO3 i dissociar-se en CO2(g) i H2O(l)) que la dissolució es torna incolora ( en corvertir-se en una dissolució àcida per efecte de l’àcid sulfúric afegit) al mateix temps que el CO2  format bombolletja en escapar-se de la dissolució ( degut a la seua escasa solubilitat).

4.- Precipitació del Cu(OH)2 en augmenter el pHper addició de Na2CO3. Reversibilitat del procès per addició de H2SO4.

Com hem vist abans, el Cu(OH)2(s) pot precipitar si la concentració de OH en la  dissolució augmenta. Per altra banda,  l’ió carbonat és una base feble que s’hidrolitza ( donant lloc a OH) d’acord amb l’equilibri:

CO32- (aq) +  H2O(l)↔ HCO3 (aq)+ OH (aq)

Per tant, l’addició de la dissolució de Na2CO3  a la dissolució de CuSO4 provocarà la precipitació de l’hidròxid de coure, Cu(OH)2 (s). El procès pot revertir-se mitjantçant addició de H2SO4, però, ara, la presència del carbonat CO32-, farà que es desprenga CO2  ( de forma similar a com ocorregué a l’apartat anterior).

Procediment

  • Afegeix 3 mL. de la dissolució de CuSO4 en un tub d’assaig net.
  • Utilitzant la pipeta Pasteur neta, afegeix carbonat sòdic, Na2CO3, gota a gota fins que es produeix la precipitació total del Cu(OH)2.
  • Utilitzant la pipeta Pasteur distinta ( assegurat que està neta), afegeix la dissolució de H2SO4 gota a gota fins que desapereixca el precipitat. Cada 2 o 3 gotes, remena el tub d’assaig per mesclar bé el seu contingut.

Observaràs que a mesura que afegeixes H2SO4 ( al neutralitzar els H+ de l’àcid amb els OH inicialment presents i formar-se, com conseqüència, el H2CO3 i dissociar-se en CO2(g) i H2O(l)) el precipitat es solubilitza i el CO2 format bombolletja en abandonar la dissolució ( degut a la seua poca solubilitat).

 

5.- Formació de complexes entre el Cu2+ i el NH3

 Molts cations de metalls de transició de la taula periòdica ( Cu2+ , Zn2+ , Co2+ , etc.) tenen capacitat de formar composts de coordinació amb lligands que posseeixen parells solitaris 05 d’electrons en la seua estructura tal com l’amoníac:

 

Cu 2+(aq) + 4NH3(aq) ↔ Cu(NH3)42+ (aq)

Una de les propietats característiques d’aquests complexes de coordinació és que augmenten la solubilitat dels hidròxids d’aquests metalls de transició.

Procediment:

  • Utilitzant la proveta de 100 mL., afegeix 25 mL d’aigua a un got de precipitats de 100 mL. Posa en el got un agitador magnètic, afegeix 20 gotes de la dissolució de CuSO4 al got de precipitats i comença a remenar suaument la dissolució.
  • Utilitzant la pipeta Pasteur neta, afegeix 10 gotes (gota a gota, lentament) de la dissolució de NH3 ( entre gota i gota deixa que l’agitació homogeinitze la dissolució).

Observaràs que a mesura que afegeixes NH3 el color feblement blavenc de la dissolució ( degut a la presencia de Cu2+ ) es fa ,més fort. Això es degut a que el complex format, Cu(NH3)42+ és d’un color blau molt més intens que el propi catió Cu2+.

6.- Augment de la solubilitat del Cu2+ mitjantçant la formació de complexes entre Cu2+ i el NH3

Procediment

  • Agafa dos tubs d’assaig. Afegeix 3 mL. de la dissolució de CuSO4 a cadascun d’ells.
  • A un d’ells afegeix-li  2 gotes de  NH3 ( observaràs un fort increment en la intensitat del color blavenc).
  • Afegeix a cadascun d’ells Na2CO3 ( gota a gota) fins que es produeix la precipitació total del Cu(OH)2.
  • Per finalitzar, afegeix a cada tub H2SO4 fins que es solubilitze completamentel precipitat.

Observaràs que cal afegir una major quantitat ( nombre de gotes) de la dissolució de carbonat al tub d’assaig que conté amoníac. Això es degut a què, com es comentà abans, un dels efectes de la formació del complex entre Cu2+  i el NH3 és l’augment de la solubilitat del Cu2+ en dissolucions alcalines.

Pep Vañó Piedra
Departament de Física i Química

 

Visita UV 01

Horario de inicio de la actividad: 10 horas. Las visitas comienzan simultáneamente a los 18 centros de la Universidad, con lo cual hay que llegar al campus 15 minutos antes, como mínimo, para que dé tiempo a cada visitante a localizar el centro.

Horario de finalización: aproximadamente a las 13 h.

Puntos de encuentro: los puntos de encuentro están indicados en los planos de los campus que encontraréis más abajo.

Punto de finalización: coincide con los puntos de encuentro. El profesorado que acompañe a los visitantes puede comunicar otro lugar a su alumnado para recogerlos.

Professors acompanyants: Pep Vañó i Toni Miñana

Alumnes de 1r Batxillerat  A, B i segon Batxillerat B.

Facultat de Química

PUNT DE TROBADA

 Plaça central del campus, junt a la font “ El fet químic” de 9:30 a 10 hores.

XERRADA INICIAL

Lloc: Saló de Graus de la Facultat de Química

Adreça: Edifici E, 1ª planta – CAMPUS DE BURJASSOT

ESPAIS A VISITAR

1. Laboratori deQuímica General

2. Laboratori de Química Analítica

3. Laboratori de Química Física

4. Laboratori de Química Inorgànica

5. Laboratori de Química Orgànica

6. Sala d’Estudi

7. Departament de Química Analítica

8. Departament de Química Física

9. Departament de Química Inorgànica

10. Departament de Química Orgànica

11. Biblioteca “Eduard Boscá”

12. Servei Central de Suport a la Investigació Experimental (SCSIE).

 Visita UV 05

Estructura física de un laboratorio de química

Un laboratorio de Química, como centro de pruebas para la realización de experimentos controlados, es un espacio que se diseña y se construye bajo ciertos parámetros y especificaciones que vale la pena tener en cuenta. En primer lugar deben ser recintos perfectamente ventilados e iluminados, con amplias zonas de acceso y dotados de condiciones mínimas de seguridad industrial.

En los laboratorios de química con propósitos de docencia, las áreas de trabajo están perfectamente definidas y delimitadas. En general, se trata de mesones recubiertos con baldosas, cerámica, o con cualquier otro material impermeable y resistente a la corrosión. Sobre la superficie de dichos mesones y fácilmente accesibles, se encuentran dispuestas las redes de agua, tuberías de color verde, gas propano, tuberías de color amarillo, vacío, tuberías de color naranja, aire comprimido, tuberías de color blanco y energía eléctrica, tuberías de color negro. Todos los mesones deben tener por lo menos un vertedero en uno de sus extremos para almacenar los reactivos y el material de trabajo.

Generalmente existe un espacio mínimo estándar entre los diferentes mesones, 1,50 m, para facilitar las zonas de tránsito y un área mínima de trabajo sobre los mesones, 0,80 X 0,80 m, por cada estudiante o grupo de trabajo.

Cada laboratorio debe disponer de un botiquín, un extintor y una ducha de agua con buena presión, a fin de prestar los primeros auxilios ante una eventualidad o accidente.

 

Materiales de laboratorio

Todos los materiales de laboratorio en su conjunto, es decir todo aquello que vemos con excepción de la estructura física del edificio, puede clasificarse como Aparatos, Utensilios y Recipientes. Los aparatos o equipos pueden clasificarse de muy diversas formas: Por ejemplo, de acuerdo con su utilidad, como aparatos de medición, de calentamiento, de agitación, de reacción, de conservación, etc. De acuerdo a su principio, como aparatos mecánicos, electrométricos, fotométricos, digitales,etc.

Los utensilios a su vez, equivalen a los accesorios en el vestido y se clasifican de acuerdo a su utilidad en utensilios de sostén, (pinzas, nueces, etc.), utensilios de soporte, (soporte universal, trípodes, etc.) y utensilios accesorios tales como alargaderas, corchos, varillas de agitación, espátulas, capilares para puntos de fusión y ebullición, etc. Por su parte los recipientes, que pueden ser de diversos materiales, pueden clasificarse a grandes rasgos en dos tipos distintos: “Recipientes Volumétricos” tales como los matraces, probetas, buretas y pipetas y “Recipientes Genéricos” tales los como vasos de precipitados, erlenmeyers, balones de reacción, etc.

 Muchas de las substancias que se trabajan en un laboratorio de química pueden ser altamente tóxicas o corrosivas y/o a que en algunas ocasiones es preciso someterlas a cambios bruscos de temperatura, los recipientes diseñados para el trabajo con substancias químicas están diseñados para soportar este tipo agresividad y cambios en condiciones de seguridad. El vidrio de boro silicato o vidrio Pirex es por excelencia, el material con el que se construyen la mayoría de recipientes de laboratorio. A diferencia del vidrio común de cal sodada, este vidrio es duro, libre de metales pesados, altamente resistente al choque térmico (funde entre 750 y 1100º C) y es altamente resistente a la corrosión química.

Visita UV 06

La actividad Conèixer a la Universitat nació en el año 2002 de la mano de seis profesores de la Facultad de Química de nuestra Universidad con los siguientes objetivos:

1. Colaborar en la formación de los alumnos de Bachillerato, poniendo a su alcance algunos de los recursos que tiene la Facultad de Química de la Universidad de Valencia.

2. Facilitar el contacto, el mejor conocimiento y el enriquecimiento común entre el profesorado de la Facultad de Química de la Universidad de Valencia y el de los centros de Enseñanza Secundaria de nuestro entorno.

3. Mejorar la percepción social de la química por parte de los estudiantes de Bachillerato. Conèixer a la Universitatera y es aún hoy una actividad docente organizada por profesores de la Facultad de Química de la Universidad de Valencia, que se dirige a los estudiantes de los bachilleratos Tecnológico y Ciencias de la Naturaleza y de la Salud que cursan química, como asignatura obligatoria o bien optativa.

Los alumnos inscritos en esta actividad, acompañados por sus profesores de Bachillerato, visitan la Facultad de Química de la Universidad de Valencia, y en sesiones de una mañana o de una tarde de duración, conocen los laboratorios de Química General, Química Analítica, Química Física,Química Inorgánica y Química Orgánica.El objetivo es despertar en los estudiantes la curiosidad por el conocimiento científico y que, a partir de unos experimentos diseñados específicamente para ellos, entiendan de una forma ágil y atractiva qué estudia la química y cómo se asume el conocimiento en esta rama de la ciencia. La actividad podría definirse, pues, como un paseo por algunas experiencias de laboratorio que deben servir para aprender química y al mismo tiempo pasárselo bien.

Las prácticas van dirigidas tanto a alumnos de primero de Bachillerato como de segundo. El nivel de las explicaciones de los profesores se adapta a cada caso en particular.

El mutuo conocimiento entre el profesorado de química de Bachillerato y el profesorado de nuestra Facultad favorece la comprensión de los problemas que existen en cada nivel y, sobre todo, contribuye a la búsqueda de soluciones que permitan que los alumnos salgan de cada nivel con mejores condiciones, cosa que les ha de permitir ser unos ciudadanos mejor formados.

Visita UV 07

Introducción

La Química Analítica trata acerca de los métodos  de la determinación de la composición química de la materia. Un método cualitativo proporciona información acerca de las especies atómicas o moleculares o a los grupos funcionales que existen en la muestra; un método cuantitativo, por otra parte, suministra información numérica como, por ejemplo, la cantidad relativa de uno o varios de esos componentes,

Los métodos analíticos se suelen clasificar en clásicos o instrumentales. Esta clasificación es en gran parte histórica, y los métodos clásicos precedieron en un siglo o más a los métodos instrumentales.

Métodos clásicos

En los primeros años de la química, la mayor parte de los análisis se realizaban separando los componentes de interés de una muestra (los analitos) mediante precipitación, extracción o destilación. En los análisis cualitativos, los componentes separados se trataban seguidamente con reactivos originando así productos que podían identificarse por sus colores, sus puntos de ebullición o de fusión, sus solubilidades en una serie de disolventes, sus olores, sus actividades ópticas o sus índices de refracción. En los análisis cuantitativos. La cantidad de analito se determinaba por medidas gravimétricas o volumétricas. En las primeras se determinaba la masa del analito o la de algún compuesto producido a partir del mismo. En los procedimientos volumétricos se determinaba el volumen o el peso de un reactivo estándar que reaccionase completamente con el analito.

Estos métodos clásicos para la separación y determinación de analitos todavía se usan en muchos laboratorios. Sin embargo, su grado de aplicación general está disminuyendo con el paso del tiempo.

Métodos instrumentales

A mediados de los años treinta, o algo antes, los químicos empezaron a explotar otros fenómenos distintos de los descritos anteriormente, para la resolución de los problemas analíticos. Así, para el análisis cuantitativo de una gran variedad de análitos inorgánicos, orgánicos y bioquímicos se empezaron a utilizar mediciones de las propiedades físicas de los analitos─ tales como conductividad, potencial de electrodo, absorción o emisión de luz, razón masa a carga y fluorescencia. Además, algunas técnicas de separación cromatográficas muy eficaces empezaron a reemplazar a la destilación, extracción y precipitación en la separación de mezclas complejas como etapa previa a su determinación cualitativa o cuantitativa. A estos métodos más modernos para separar y determinar especies químicas se les conoce, en conjunto, como métodos instrumentales de análisis.

Señal

Métodos instrumentales

Emisión de radiación

Espectroscopia de emisión ( rayos X, UV, visible, de electrones, Auger); fluorescencia y luminiscencia ( rayos X, UV y visible).

Absorción de radiación

Espectrofotometría y fotometría ( rayos X, UV, visible, IR); espectrometría fotoacústica; resonancia magnética nuclear y espectroscopia de resonancia de espín electrónico.

Dispersión de la radiación

Turbidimetría; nefelometría; espectroscopia Raman.

Refracción de la radiación

Refractometría; interferometria.

Difracción de la radiación

Métodos de difracción de rayos X y de electrones

Rotación de la radiación

Polarimetría; dispersión rotatoria óptica; dicroísmo circular.

Potencial eléctrico

Potenciometría; cronopotenciometría.

Carga eléctrica

Coulombimetría

Corriente eléctrica

Polarografía; amperometría.

Resistencia eléctrica

Conductometría

Razón masa a carga

Espectroscopia de masas

Propiedades térmicas

Conductividad térmica y métodos de entalpía

Velocidad de reacción

Métodos cinéticos

Radioactividad

Métodos de activación y de dilución isotópica.

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Laboratorio de Química I

INDICE PRÁCTICAS

Práctica 1: Presentación y seguridad. Gestión y organización del trabajo de laboratorio. Preparación del trabajo experimental. (4h)

Práctica 2: Disolución, precipitación y cristalización. Separaciones sólido-líquido: decantación y filtración. (4.5h)

Práctica 3: Purificación y caracterización de sólidos: Cristalización. (4.5h)

Práctica 4: Purificación y caracterización de líquidos: Destilación I. Determinación de punto de fusión. (4.5h)

Práctica 5: Extracción líquido-líquido: Separación, purificación e identificación de mezclas binarias de especies orgánicas desconocidas. (4.5+4.5h)

Práctica 6: Utilización del material volumétrico. Preparación de disoluciones y medida de pH. (4.5h)

Práctica 7: Valoraciones ácido-base y uso de patrones primarios. (4.5h)

Práctica 8: Preparación de disoluciones y tratamiento de datos. Efecto de la dilución. (4.5h)

Práctica 9: Destilación II. Destilación de mezclas de líquidos miscibles: destilación acetona-ácido acético. Estimación de la proporción de acético en el destilado por valoración ácido-base. (4.5 h)

Práctica 10: Cálculos estequiométricos: reacción entre el carbonato de calcio y el ácido clorhídrico. (4.5h)

Última sesión: Examen

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Laboratorio de Química II

INDICE DE PRÁCTICAS

Práctica 1: Recordatorio medidas seguridad y manejo dosificador.  Fuerzas intermoleculares y propiedades físicas de los compuestos. Reacciones ácido-base y solubilidad.

Práctica 2: Síntesis y purificación de un compuesto orgánico: acetanilida. 

Práctica 3: Termoquímica.

Práctica 4: Equilibrio químico.

Práctica 5: Propiedades coligativas: determinación de masas molares por crioscopía.

Práctica 6: Cinética de decoloración del violeta cristal o “crystal violet”.

Práctica 7: Estudio cinético de la reacción de descomposición del peróxido de hidrógeno catalizada por ión yoduro.

Práctica 8: Valoración pontenciométrica: determinación de la constante de acidez del ácido acético.

Práctica 9: Estudio de la capacidad amortiguadora de disoluciones reguladoras.

Práctica 10: Electroquímica

Práctica 11: Determinación de la dureza del agua. Intercambio iónico.

Última sesión: Examen

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Pep Vañó Piedra
Departament de Física i Química

 

Crista 01

El año 2014 también conmemora el vigésimo aniversario de otro Premio Nobel, otorgado a Dorothy Hodgkinpor su trabajo con Vitamina B 12 y penicilina.

Crista 02

Modelo tridimensional de la estructura de la penicilina, basado en el uso de tres mapas bidimensionales de densidad electrónica, tal como usó Dorothy C. Hodgkin, laureada Nobel en 1964

Crista 03

Estructura  de la vitamina B-12

El mundo de los cristales es, como todo el universo, bello, y sin duda alguna, es de una belleza que fácilmente se entiende, que atrae nuestra atención y que entra por nuestros ojos. Esta belleza atrajo a un número de curiosos e investigadores de todos los tiempos, cautivados por la contemplación de minerales cristalizados. Esta fascinación les llevó a tratar de comprender qué tipo de orden es necesario para que un cristal tenga existencia; de este estudio nació en el transcurso de los tiempos una ciencia basada en elestudio del orden y de la simetría, la Cristalografía, ciencia que se dedica al estudio de las estructuras cristalinas y las propiedades, a veces mágicas de cristales.

La resolución, que hace justicia a 100 años de desarrollo imparable de la Cristalografía, congratula a todos los cristalógrafos, a todos aquellos especialistas que trabajan en España y especialmente a los que lo hacen en los Institutos y Centros del CSIC.

La Asamblea General de Naciones Unidas proclamó 2014 Año Internacional de la Cristalografía , IYCr2014, conmemorando de esta manera, no solo el centenario de la difracción de rayos X como herramienta para el estudio de la materia cristalina, sino también el 400 aniversario de la observación de simetría en los cristales de hielo (Kepler,1611), que dio comienzo al estudio profundo de la simetría en los materiales. Entre otros puntos, la resolución reconoce que la comprensión material de nuestro mundo se debe en particular a esta ciencia y subraya que la enseñanza y aplicación de la misma es fundamental para hacer frente a múltiples desafíos esenciales para el desarrollo de la humanidad

El Año Internacional conmemora el centenario del descubrimiento de la cristalografía de rayos X, gracias a los trabajos de William Henry Bragg, William Lawrence Bragg y Max von Laue.

Crista 04

Sello en honor de William Henry Bragg , William Lawrence Bragg

Crista 05Sello en honor de Max von Laue

Ha hecho una contribución vital para nuestra comprensión de las bases de la vida misma especialmente a través de la obra de Francis Crick y James Watson, quien, con una valiosa contribución de la cristalógrafa Rosalind Franklin, reveló hace unos 60 años que la estructura del ADN era una doble hélice. En los últimos 50 años, las estructuras de más de 90.000 moléculas biológicas han sido reveladas por cristalógrafos, con grandes ramificaciones para el cuidado de la salud.

Crista 06Crista 07Rosalind Franklin, descubridora del ADN

Hoy en día, la crsitalografía sustenta todas las ciencias. Constituye la columna vertebral de una amplia gama de industrias, incluyendo la farmacéutica, la agroalimentaria, la aeronáutica, la informática, la minería y las ciencias espaciales. Es esencial para el desarrollo de casi todos los nuevos materiales.

En este sentido, es evidente que la cristalografía será indispensable para alimentar la innovación científica que todos los países necesitan para su desarrollo sostenible y la construcción de sociedades y economías más ecológicas.

Sin embargo, muchos países todavía carecen de experiencia en este campo. Esta es la razón por la que la UNESCO y la Unión Internacional de Cristalografía están uniendo fuerzas para centrar la atención sobre la cristalografía en 2014.

Crista 08Los cristales en cueva de Naica ,en el estado mexicano de Chihuahua.crecieron muy lentamente , en escala de siglos

 

«El Cervell», el tercer cicle de debats ICREA-CCCB, continua el proper dimarts 18 de març amb la conferència «El cervell bilingüe» del professor d’investigació ICREA Albert Costa, una de les referències mundials en aquest àmbit de la neurolingüística. Hi hem parlat perquè ens avanci els punts clau de la seva recerca.

                         L’investigador ICREA Albert Costa
 

El teu àmbit de recerca és com s’instal·len les llengües al cervell en el cas dels parlants bilingües. Això vol dir que teniu detectades en quines parts s’emmagatzemen els verbs i en quina els noms, per exemple?

Cal considerar el cervell com a circuits, no com a àrees aïllades. Amb neuroimatges sabem quins circuits s’activen amb la parla. En el cas dels noms i els verbs, hi ha pacients que han tingut un dany cerebral i de cop són capaços de dir molts més verbs que noms, i altres pacients que passen a utilitzar més noms que verbs, i per tant hem vist que hi ha circuits cerebrals que s’encarreguen més dels verbs i d’altres dels noms. A partir d’aquí, mirem en parlants bilingües si aquests mateixos circuits actuen amb la segona llengua, fins a quin punt l’organització al cervell de la segona llengua segueix els mateixos principis.

Què hem d’entendre, per parlant bilingüe?
El bilingüisme no té una definició, sinó casos molt diversos. Jo vaig viure quatre anys als Estats Units, per exemple, i parlo en anglès amb el meu fill. Sóc bilingüe en anglès? O no ho sóc? O pel que fa al català i el castellà, qui és bilingüe, aquell qui els parla tots dos? O només aquell que parlava en català amb el pare i castellà amb la mare i, per tant, els va aprendre alhora? Sempre que intentem definir el bilingüisme excloem grups de gent, i per això el que fem és afegir adjectius al concepte bilingüisme: bilingüisme proficient, d’adquisició simultània, d’adquisició successiva, no proficient…

Quins problemes comporta ser bilingüe?
Els bilingües coneixen menys paraules en cadascuna de les llengües que els monolingües, per exemple. Si sumes les paraules que coneixen en total en són més, és clar, però un monolingüe pot conèixer 60.000 paraules del seu idioma, per les 40.000 de cada idioma que sap un bilingüe. Si tu cada dia jugues quatre hores a esquaix i quatre hores a tennis, mentre que jo m’exercito les mateixes hores però totes fent tennis, llavors jo jugaré millor que tu a tennis. Més desavantatges: al bilingüe li costa més trobar la paraula exacta, té «puntes de la llengua» més sovint, perquè canvia constantment de llengua, i les pot practicar en un 50-50 o 70-30, mentre que el monolingüe està 100% concentrat en una sola llengua i no li costa tant recuperar les paraules no usuals. Finalment, hi ha el consum d’energia. Quan parles català no pots apagar el castellà, t’has de focalitzar en una llengua i apagar l’altra, i això un monolingüe no ho ha de fer. El bilingüisme fa que dediquem més recursos i gastem més energia en aquest monitoratge lingüístic. És com quan vas a Anglaterra i acabes cansat de tant forçar-te a parlar anglès, de tant intentar apagar el català i el castellà i concentrar-te en l’anglès. Tot i això, aquest desgast és només energètic, no es desgasten les neurones, de fet passa el contrari.

I els avantatges que aporta el bilingüisme?
Doncs aquesta gimnàstica lingüística del controlar dues llengües i anar focalitzant-ne ara l’una i ara l’altra s’ha vist que és beneficiosa, i que afecta altres estructures cerebrals i processos cognitius fora de la llengua. Trobem que les persones que són bilingües focalitzen millor l’atenció en estímuls, tenen un millor control atencional, tenen més matèria grisa i connexions neurals en determinades zones, i això els fa tenir una reserva cognitiva més gran quan són vells: en la gent bilingüe, el declivi cognitiu és més lent. Hi ha estudis que han vist, per exemple, que en pacients amb Alzheimer la gent que és bilingüe arriba més tard queixant-se al metge que els monolingües. Això no vol dir que no tinguin Alzheimer, de fet tenen el mateix dany cerebral, però tenen estratègies compensatòries causades per aquesta gimnàstica que fan durant seixanta anys.

Quines aplicacions pràctiques tenen tots aquests estudis?
Entendre millor com funciona la representació cortical del llenguatge ens pot ajudar amb moltes coses, decidir si operar una persona o no, per exemple. Davant de tumors cerebrals, podrem saber com quedarà el pacient, si perdrà la llengua o no. O en pacients amb ictus, si són bilingües en quina llengua els fem la rehabilitació? La fem en la que ha quedat millor? En la que ha quedat pitjor? En la que és més útil? A més, aquestes investigacions també ajuden en l’aprenentatge d’idiomes: en la mesura que descobrim quines tècniques són millors per aprendre, o quina predisposició té cada persona pels idiomes: de petits podrem saber quins nens són més sensibles a contrastos fonològics, i per tant quins tindran més capacitat pels idiomes, etcètera.

Una altra pregunta que et deuen fer sempre: per aprendre una llengua cal posar-s’hi com més aviat millor?
Hi ha el tòpic que cal fer-ho com més aviat millor, però depèn de per a quines coses. Sabem que els sons i l’accent cal aprendre’ls molt de pressa. D’acord que hi ha variabilitat individual, gent amb capacitat d’agafar bé els accents, però en general l’accent s’agafa durant el primer any de vida. La sintaxi també s’ha d’aprendre de jove, però l’adquisició de paraules noves, per exemple, no té edat, es fa tota la vida. Tu estàs aprenent paraules noves en català cada dia. Aquesta qüestió sempre desperta molta controvèrsia, perquè a Catalunya volem que els nens aprenguin anglès com més aviat millor, però posem els professors d’anglès nadius als cursos més avançats, i els mestres no nadius a les classes dels petits. Hauríem de posar els professors nadius al principi, amb els petits! Aquesta qüestió sempre genera polèmica, sempre que en parlo rebo correus de professors de primària queixant-se’n.

A l’Estat espanyol la teva investigació sempre ha estat molt polititzada.
I tant, quan em truquen les ràdios d’aquí sé que volen que els expliqui els avantatges del bilingüisme, i a Madrid sempre em demanen pels desavantatges… Però, més enllà del que passi al cervell, el bilingüisme és una decisió de la societat, hem decidit ser bilingües o no ser-ne amb independència del que passi al cervell.

Al món el bilingüisme és la norma i el monolingüisme l’excepció.
Sí, el monolingüisme no és tan comú. A Europa és relativament poc comú, la majoria de ciutadans europeus parlen més d’una llengua. Una altra cosa és que siguis bilingüe des del bressol, que això és menys comú, però de contactes entre llengües n’hi ha moltíssims i arreu del món.

Font:

http://www.nuvol.com/entrevistes/albert-costa-en-la-gent-bilingue-el-declivi-del-cervell-es-mes-lent/

Conferencia de Vicente Liern Carrión
Salón de Grados (Edificio Ferrándiz y Carbonell)
28/02/2014, 12.30 h.

 

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Vicente Liern es licenciado en Matematicas y doctor en Física Teórica por la Universitat de València, y catedrático de Economía Financiera y Contabilidad en la misma universidad. Inició su labor investigadora dentro de la Física Matemática, en concreto con el estudio del movimiento de partículas elementales dentro del marco de la relatividad general. Posteriormente, su campo de investigación ha sido la optimización matemática bajo condiciones de incertidumbre, en modelos aplicados a la gestión de carteras, modelos de localización y la gestión de recursos humanos.

Por otro lado, durante más de veinte años fue músico de la Banda de Paterna, donde tocaba el trombón. Esto le llevó a investigar sobre temas de Música y Matemáticas analizando sistemas de afinación y su aplicabilidad a los instrumentos de viento.

Es miembro de la Asociación Española de Profesores Universitarios de Matemáticas para la Economía y la Empresa, ASEPUMA, entre cuyos fines está el estudio, la investigación y la mejora de la docencia. En la actualidad es editor de rect@, la revista de esta asociación.

Preocupado siempre por la didáctica y la divulgación de las matemáticas, forma parte, desde su fundación, de la Sociedad de Educación Matemática de la Comunidad Valenciana (Al-Khwarizmi) y ha colaborado con Divulgamat, comisión perteneciente a la Real Sociedad Matemática Española. Ha participado en la popularización y difusión de trabajos suyos y de otros autores, especialmente aquellos relacionados con la incertidumbre y la toma de decisiones económico-empresariales y, por otro lado, los que analizan la relación entre música y matemáticas. Desde el año 2008 coordina la sección Musymaticas de la revista SUMA.

Su investigación ha sido fi nanciada con varios proyectos de I+D subvencionados por los ministerios de Ciencia y Tecnología y de Educación y Ciencia y por la Generalitat Valenciana. Ha publicado sus trabajos en revistas nacionales e internacionales, documentos de trabajo y libros. Ha dirigido cuatro tesis doctorales.

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Pep Vañó Piedra
Departament de Física i Química

 

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1. Introducción

Los metales se suelen presentar en la naturaleza en estado oxidado (menas) formando óxidos, sulfuros, silicatos, carbonatos, etc. La obtención de metales a partir de sus menas implica una reacción de reducción del compuesto que compone la mena.

Mn3O4 (s) →3 Mn (s) + 2 O2 (g)

Esta reducción se puede realizar de distintas formas. La forma más utilizada a nivel industrial consiste en transformar la mena (ej. sulfuro) en el óxido metálico correspondiente y, posteriormente hacer reaccionar el óxido con un agente químico reductor, es decir, un elemento con mayor apetencia por captar oxígeno y, por tanto, con mayor apetencia por formar el correspondiente óxido. Lógicamente, ese elemento debe tener una energía libre de formación de su óxido más negativa (óxido más estable) que la correspondiente al óxido de partida. El carbón y los metales electropositivos, como son aluminio, magnesio o calcio, se utilizan como reductores en los procesos metalúrgicos de obtención de metales.

Mn3O4 (s) + 8/3 Al (s) → 4/3 Al2O3 (s) + 3 Mn (s)

Para predecir las condiciones experimentales en las cuales tiene lugar la reacción de reducción de un óxido metálico se suele utilizar el diagrama de Ellingham. En este diagrama se representa la energía libre estándar de formación de los óxidos frente a la temperatura. En general, cualquier elemento (B) cuya línea de formación de su correspondiente óxido (BzOy) quede por debajo de la línea de formación del óxido de partida (AxOy), ese elemento (B) actuará como un agente reductor adecuado para la obtención de A a partir del compuesto AxOy.

 

AxOy (s) + z B (s)→ x A (s) + BzOy (s)

03

Diagrama de Ellingham para la reducción de óxidos metálicos

 

2. Procedimiento experimental

Obtención de Mn por aluminotermia

La acción reductora del aluminio sobre los óxidos de otros metales, cuando la reacción se inicia en un punto, se desarrolla por sí sola, debido a que el calor de formación del óxido de aluminio es mucho mayor que el de la mayoría de los demás óxidos metálicos, referidos a la misma cantidad de oxígeno. A este proceso se le denomina aluminotermia y es aplicable a la obtención de numerosos metales a partir de sus óxidos. Todos ellos deben tener un calor de formación menor que el del óxido de aluminio.

En la reacción:

4Al (aluminio)+ 302(oxígeno) →2Al2O3(óxido de aluminio).

Se desprenden 393.6 kilocalorías. Esta gran cantidad de calor desprendida produce una elevación de la temperatura a cerca de 3000º C, ya que ninguno de los productos de la reacción es gaseoso.

A temperatura tan elevada no sólo se funde el metal que se forma y que por su mayor densidad se reúne en el fondo, sino que también es capaz de fundir el óxido de aluminio formado y que se reúne en la superficie del metal, por su menor densidad, constituyendo una capa protectora.

A la mezcla del óxido metálico con el aluminio se le da el nombre de termita.Estas termitas sólo reaccionan cuando un punto de la mezcla se calienta a una temperatura elevada mediante un cebo o fulminante.

Una vez iniciada la reacción en un punto, el calor desprendido es suficiente para propagar la reacción a toda la masa de la termita. La propagación tiene lugar con una velocidad intermedia entre las reacciones explosivas y las reacciones ordinarias.Semejante tipo de reacciones recibe el nombre de reacciones de cebo.Como cebo se puede utilizar la llama de la cinta de magnesio.

Se toman 6,5g de Mn3O4 (obtenido previamente por calcinación de óxido de manganeso (IV) natural durante una hora a una temperatura entre 800 y 900ºC) se molturan y se mezclan íntimamente, en un erlenmeyer tapado, con 2,2g de aluminio en polvo. Se coloca la mezcla en un crisol de barro y se compacta bien.

En el centro de la mezcla se hace un orificio y se rellena con magnesio en polvo. Se inserta en el centro una cinta de magnesio metálico que se habrá limpiado previamente hasta observar el brillo metálico. El crisol se introduce hasta la mitad dentro de un recipiente que contenga arena, situado dentro de la vitrina de gases.

Se enciende la cinta de magnesio y el operador se retira. Cuando ha terminado la reacción, se deja enfriar el crisol, se rompe y se separa de forma mecánica el régulo de metal formado.

04

Manganeso metálico, obtenido mediante aluminotermia, a partir de polvo de aluminio y MnO2. Cuando un metal se obtiene en esta forma basta, a partir de reducción con aluminio o magnesio, se le denomina “régulo”. Esto es, por tanto, “régulo de manganeso”.

Aluminotermia: soldadura de raíles

05

Cuando se hace reaccionar el aluminio con un óxido metálico, se produce una reacción conocida como termita o aluminotermia. El proceso fue descubierto por Hans Goldscmidt a finales del siglo XIX, y en la actualidad se utiliza en soldadura.

 06

El 13 de marzo de 1895 la empresa Goldschmidt de Essen obtuvo el número de patente imperial 96317: “procedimiento para la fabricación de metales o aleaciones de éstos”.El profesor Hans Goldschmidt había conseguido hacer aplicable técnicamente la reducción de óxidos de metal con polvo de aluminio. Pronto se dio cuenta que el enorme calor de la reacción podía ser utilizado también para soldar piezas de metal. Tras el éxito en los intentos de unir carriles de ferrocarril por soldadura, llevados a cabo a principios del siglo XX,en 1928 se inició la soldadura continua también en los primeros carriles de los Ferrocarriles Imperiales Alemanes

La soldadura aluminotérmica es un procedimiento utilizado en carriles de vías férreas y en otras estructuras. Consiste en provocar la reducción del óxido de hierro (III) por el aluminio, proceso fuertemente exotérmico, para obtener hierro y óxido de aluminio.

Fe2O3 + 2 Al → Al2O3 + 2 Fe

 

Cuestiones

La reacción de síntesis de manganeso ¿es endotérmica o exotérmica?¿Qué función tiene la utilización de la mecha de magnesio?

¿Por qué es necesario limpiar la mecha de magnesio?

¿Qué función tiene el aluminio?

¿Por qué hay que mezclar muy bien los reactivos y compactarlos?

En la reacción de la termita (aluminotermia), Fe2O3 + 2 Al → Al2O3 + 2 Fe, se cumple que:

a)    El aluminio se oxida.

b)    El hierro se oxida.

c)    El número de oxidación del aluminio aumenta.

d)    El número de oxidación del hierro aumenta.

 

PROBLEMA 2 SEPTIEMBRE 2010

Las mezclas de termita se utilizan en algunas soldaduras debido al carácter fuertemente exotérmico de la siguiente reacción (no ajustada):

Fe2O3 (s) + 2 Al (s) → Al2O3 (s) +2 Fe (s)

a) Ajuste la reacción anterior y calcule la cantidad de energía en forma de calor que se libera al reaccionar 2 gramos de Fe2O3 con la cantidad adecuada de Al. (1 punto)

b) ¿Qué cantidad de Al, en gramos, será necesaria que reaccione con la cantidad adecuada de Fe2O3 para que se liberen 106 J de energía en forma de calor? (1 punto)

DATOS: Entalpías de formación (kJ/mol): ∆Hºf [Fe2O3 (s)] = -824 ; ∆Hºf [Al2O3 (s)] = 1676; Masas atómicas: O = 16 ; Al = 27 ; Fe=55,8

Cuestión

En la reacción de la termita,el aluminio en polvo reacciona con el  óxido de hierro produciendosen óxido de aluminio y gránulos de hierro. Què se oxida?

a)    Hierro

b)    Óxido de hierro

c)    Aluminio

d)    Óxido de aluminio

 

Pep Vañó Piedra
Departament de Física i Química

 

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Horario y programa de la jornada:

    • 09:30- Bienvenida y explicación de normas de uso de los laboratorios de la UA.
    • 10:00- Realización de la primera práctica.
    • 11:30- Descanso.
    • 12:00- Realizació de la segunda práctica.
    • 13:30- Despedida.

Prácticas realizadas por los alumnos  de química de 2º de Bachillerato del Instituto Andreu Sempere ( Alcoi).

Química inorgánica

SÍNTESIS DE YODURO DE PLOMO. CRECIMIENTO DE CRISTALES DE IODURO DE PLOMO (II)

INTRODUCCIÓN

La reacción de precipitación es un tipo común de reacción en disolución acuosa que se caracteriza por la formación de un producto insoluble o precipitado.

Un precipitado es un sólido insoluble que se separa de la disolución. En las reacciones de precipitación por lo general participan compuestos iónicos. Este tipo de reacciones tiene lugar cuando se combinan determinados cationes y aniones.

Una disolución está saturada a una temperatura dada cuando contiene la máxima cantidad de soluto que puede disolverse. En este sentido, se denomina solubilidad de una sal como la cantidad máxima de soluto que puede disolverse en una cantidad determinada de disolvente a una temperatura dada.

La reacción de formación de un precipitado la podemos ver como un equilibrio entre la formación de un sólido y la presencia de los iones en disolución.

En el caso de la formación del ioduro de plomo se puede escribir el equilibrio de la siguiente manera:

PbI2(s)↔ Pb2+(ac) + 2I(ac)

KpsPbI2 =  7,1·10-9. Siendo Kps la constante de equilibrio denominada producto de solubilidad de la sal a una temperatura dada.

 01

Formación de yoduro de plomo (II) en el seno de la disolución. Lluvia de Oro

La reacción es muy fácil de realizar. Necesitamos una disolución bastante concentrada de nitrato de plomo o acetato de plomo en agua y otra de yoduro de potasio también en agua.Ambas disoluciones son incoloras y al mezclarlas aparece de forma espectacular un sólido amarillo.

Cuando la concentración de los iones en el equilibrio supera el producto de solubilidad se produce la formación del precipitado, pero si la concentración de iones no supera el producto de solubilidad, entonces los iones se mantienen en disolución. Valores de Kps elevados indican una gran solubilidad de la sal, mientras que valores pequeños indican una baja solubilidad. La solubilidad de una sal o el producto de solubilidad de una sal varían con la temperatura. En general, las sales suelen aumentar la solubilidad conforme aumenta la temperatura.

 02

Las gráficas de solubilidad: representan la solubilidad de una sustancia en un disolvente a diferentes temperaturas

Cuando el proceso de separación del sólido de la disolución ocurre de manera rápida, se forma un sólido con una estructura desordenada de baja cristalinidad, denominada precipitado. Sin embargo, si el proceso de formación delsólido ocurre más despacio, da tiempo a que se forme una estructura más ordenada, denominada cristal. El hecho de que se forme un precipitado o un cristal depende de la velocidad de formación de los núcleos de sólido y de la velocidad de difusión de los iones en el medio.

Condiciones de cristalización

Para que la materia pueda reorganizarse formando determinadas estructuras, las moléculas o inoes están en movimiento y perder la movilidad en determinadas condiciones:

  • Con tiempo suficiente (lentamente)
  • Disponiendo de espacio suficiente para orientarse
  • En reposo

Existen diferentes métodos para el crecimiento de cristales en disoluciones entre los que se puede destacar: enfriamiento de una disolución concentrada, cambio de disolvente, evaporación del disolvente, crecimiento deun cristal en disolución saturada, enfriamiento de sólidos fundidos, crecimiento de cristales en geles, etc. En está practica se va a preparar PbI2 mediante precipitación en disolución acuosa, mediante formación de cristales con enfriamiento de una disolución concentrada (ambos procedimientos descritos en la parte a) de la sección 2) y mediante el crecimiento de cristales en gel de sílice (parte b).

El crecimiento de cristales en gel, es una técnica muy utilizada para obtener cristales de gran tamaño. Un gel se puede definir como un sistema bi-componente que es semisólido donde el sólido forma una estructura tridimensional en la que está embebido el disolvente.

El crecimiento de cristales se puede lograr disolviendo un reactante en el gel antes de que se termine la gelación. Se añade una solución del otro reactante en la parte superior del gel. En solución, el enfriamiento permite que ocurra la nucleación porque la saturación ocurre lentamente. En un gel, la nucleación es lenta porque la matriz impide la difusión de los iones. La cristalización lenta frecuentemente conduce a la obtención de monocristales bien formados. Debido a que los iones en solución solo se difunden lentamente a través de los canales abiertos y bolsas en el gel, la rapidez de crecimiento cristalino disminuye con respecto al crecimiento en soluciones puras

Las variables más importantes en el crecimiento de geles son:

1.El pH del proceso de formación de geles es especialmente importante en la formación de geles de silicato.

2. Las concentraciones de los reactantes dependen a final de cuentas de la naturaleza del producto de solubilidad del compuesto y la rapidez de difusión de los iones que forman el monocristal. No hay guías teóricas útiles para determinar las concentraciones de reactantes para un experimento particular. La concentración óptima se encuentra por métodos experimentales.

3. Se debe elegir cuál reactante debe incorporarse en la fracción del gel y cual debe estar en la solución arriba del gel. Se necesitan experimentos preliminares para determinar cuáles reactivos deben colocarse donde.

4. En la formación de una fase de gel de silicato, lo mejor es añadir el reactante seleccionado a la solución aún sin melificar y luego añadir esta solución al ácido. El procedimiento inverso de agregar el ácido a la solución del gel resulta en formación instantánea de gel lo cual no es deseable.

5. La naturaleza de los cristales formados determinará hasta cierto punto si se deben usar tubos de ensaye o tubos en U. Si se van a difundir ambos reactivos en el gel, entonces se debe seleccionar un tubo-U como contenedor. Este método suele producir monocristales muy grandes.

 Los geles más utilizados para el crecimiento de cristales suelen ser hidrogeles, por lo que la cantidad de agua que contienen suele ser bastante elevada. Se ha estimado que, aunque estos hidrogeles aparentemente parecen sólidos y poseen propiedades parecidas a las de los sólidos, están formados por más de un 90% de agua. Cuando una disolución de silicato sódico se acidifica se puede formar ácido monosilícico que reacciona dando reacciones de polimerización, formando puentes Si-O-Si y agua, este tipo de reacciones llevan a la formación del hidrogel de sílice. El control de las condiciones de síntesis permite preparar no sólo hidrogeles, sino también soles o geles. El crecimiento de cristales en gel de sílice permite obtener cristales de tamaño elevado debido a la lenta difusión de los iones en el medio.

2. Procedimiento experimental

a) Obtención de cristales de ioduro de plomo (II) en disolución acuosa

Se toman 0,15g de ioduro potásico y se disuelven en 4 mL de agua destilada en un vaso de precipitados para preparar una disolución de ioduro potásico. Por otra parte, se prepara una disolución de acetato de plomo (II) disolviendo 0,3 g de acetato de plomo en 10 mL de agua en un vaso de precipitados. Posteriormente se mezclan las dos disoluciones añadiendo la disolución de ioduro potásico a la de acetato de plomo observándose la formación de un precipitado amarillo. A continuación se deja reposar el precipitado durante unos minutos para después proceder a la decantación de la disolución sobrenadante. A la vez que se preparan las anteriores disoluciones, se calientan 150 mL de agua destilada hasta ebullición en un matraz erlenmeyer de 250 mL. Cuando el agua ya esta hirviendo, se añaden 2mL de ácido acético glacial y posteriormente se añade el precipitado amarillo, que se disuelve.

La disolución resultante se enfría en un cristalizador con agua fría. Se observa la precipitación de cristales de ioduro de plomo (II). Para una mejor observación de los cristales se agita la disolución para poner los cristales en suspensión.

b) Crecimiento de cristales de ioduro de plomo (II) en gel de sílice

En primer lugar se procede a la preparación del hidrogel de sílice. Primero se toma una muestra de silicato sódico de 7,5 mL. Se utilizará una probeta de plástico, ya que el silicato sódico concentrado ataca al vidrio. A continuación se mezclan en un vaso de precipitados los 7,5 mL de silicato sódico con 7,5 mL de agua destilada, para preparar una disolución diluida de silicato sódico. Por otra parte, se prepara una disolución de acido acético añadiendo 3 mL de ácido acético glacial sobre 12 mL de agua (Precaución: añadir el ácido sobre el agua y no al revés).

Una vez preparada la disolución de ácido acético se le añaden 0,4 g de acetato de plomo (II). Sobre esta mezcla se añade rápidamente la disolución de silicato sódico diluido, obteniéndose un sol de sílice. Rápidamente se pasa el sol de sílice a un tubo de ensayo. Si la adición del silicato sódico es muy rápida la formación de hidrogel va a ser muy rápida, en apenas 10-15 minutos. Si no se formara en ese tiempo el hidrogel, se puede acelerar la formación calentando ligeramente a la llama. Cuando el hidrogel ya está duro, se añade sobre él una disolución preparada con 1 g de ioduro potásico en 5 mL de agua destilada. La formación de cristales de ioduro de plomo dorados ocurre lentamente.

Al principio se forma una capa sólida de yoduro de plomo(II) en la superficie, pero pronto crecen cristales frondosos dentro del gel. En el volumen del gel, gradualmente aparecen monocristales hexagonales de la sal y crecen del tamaño de varios milímetros en el transcurso de unas pocas semanas. Con la exposición prolongada a la luz los cristales se oscurecen algo. Esto no sucederá si conserva sus muestras en la oscuridad (por ejemplo, tapados con papel aluminio o en una gaveta cerrada).

Datos de interés: Solubilidades de las sales:

KI (frio): 127 g/100 cm3 disolución

KI (caliente): 208 g/100 cm3 disolución

Pb(AcO)2.3H2O (frío) 45 g/100 cm3 disolución

Pb(AcO)2.3H2O (caliente) 200 g/100 cm3 disolución

PbI2 (frio) 0,044 g/100 cm3 disolución

PbI2(caliente) 0,41 g/100 cm3 disolución

Cuestiones

  • Escribe la reacción de formación del ioduro de plomo en disolución acuosa en frío.
  • ¿Por qué se disuelve el precipitado de ioduro de plomo en agua caliente?
  • ¿Por qué se forman cristales de ioduro de plomo al enfriar la disolución?
  • ¿Qué papel tiene el hidrogel de sílice en la formación de los cristales?
  • ¿Con qué método se obtiene los cristales de mayor tamaño? ¿Por qué creéis que ha ocurrido así?.

PROBLEMA 1

a) La constante del producto de solubilidad del CaF2 a 20ºC es 3,9 · 10–11. ¿Cuál será su solubilidad a esa temperatura, expresada en moles/L?

b) Si se toma una muestra de calcita, que está formada exclusivamente por carbonato de calcio (CaCO3) y se determina su solubilidad en agua a 25ºC, se obtiene un valor de 7,08.10–3 g/L. Calcula la constante del producto de solubilidad del CaCO3.

DATOS: Ar (Ca) = 40 u; Ar (F) = 19 u; Ar(C) = 12 u; Ar (O) = 16 u.

Solución:

a) La ionización del CaF2 en disolución acuosa es: CaF2 Ca2+ + 2 F,De donde se deduce que la solubilidad del ión F es doble que la del ión Mg2+, siendo la solubilidad de la sal: Ps = s ·(2 ·s)2 = 4 · s3⇒s = ==2,136 ·10−3 M (moles · L–1).

 b) El equilibrio de ionización de la sal CaCO3 es: CaCO3⇆ Ca2+ + CO32−

Expresada en moles · L–1 la solubilidad de la sal es 7,08 · 10–3·(g/L)·(1 mol de CO3Ca/100g de CaCO3)= 7,08 · 10–5 M, siendo el producto de solubilidad de la sal: Ps = s · s = s2 = (7,08 · 10–5)2 = 5 · 10–9 M.

Resultado: a) s = 2,136 · 10−3M; b) Ps = 5 · 10–9 M.

PROBLEMA 2

Contesta a las siguientes cuestiones:

a) Calcula los gramos de sulfato de sodio, Na2SO4, que se necesitan para preparar 100 mL de una disolución 0,01 M. Indica el material que se utilizaría y describe las operaciones a realizar en el laboratorio para preparar dicha disolución.

b) Justifica si se producirá precipitado cuando se mezclan 80 mL de una disolución 0,01 M de sulfato de sodio, Na2SO4, con 120 mL de otra disolución 0,02 M de nitrato de bario, Ba(NO3)2. Los volúmenes son aditivos. DATOS: Kps (BaSO4) = 1,1 · 10–10.

Solución:

a) Los moles de sulfato sódico contenidos en 100 mL de disolución acuosa 0,01 M son: n (Na2SO4) = M · V = 0,01 moles · L–1 · 0,1 L = 0,001 moles, a los que corresponden la masa:  0,001 moles · 142 g/miol = 0,142 g

b) Los moles de cada una de las sustancias que se mezclan son:

 moles (Na2SO4) = M · V = 0,01 moles · L–1 · 0,08 L = 0,0008 moles;

 moles [Ba(NO3)2] = M · V = 0,02 moles · L–1 · 0,120 L = 0,0024 moles;

 La reacción que se produce al mezclar las disoluciones es:

Ba(NO3)2 + Na2SO4 → BaSO4 + 2 NaNO3

El equilibrio de ionización del compuesto poco soluble es: BaSO4⇆ Ba2+ + SO42–.

 En la disolución de la mezcla hay 0,0024 moles de Ba2+ y 0,0008 moles de SO42–, siendo la concentración de ambos iones: [Ba2+] =0,0024 moles/0,2 L = 0,012 M; [SO42– ] =0,0008moles/0,2 L= 0,004 M

 Aplicando la expresión del producto de solubilidad con los valores obtenidos anteriormente, se tiene que: Kps = [Ba2+] · [SO42–] = 0,012 M · 0,004 M = 4,8 ·10–5, que por ser bastante superior al valor del producto de solubilidad del compuesto indica que se produce precipitado.

Resultado: a) 0,142 g; b) Hay precipitado

PROBLEMA 3

A 25 ºC el producto de solubilidad del yodato de bario es 6,5 ·10−10. Calcula:

a) La solubilidad de la sal expresada en g · L−1.

b) La concentración molar de los iones yodato y la de los iones bario.

c) La solubilidad de la citada sal, en g · L−1, en una disolución 0,1 M de KIO3 a 25 ºC.

DATOS: Ar (Ba) = 137,3 u; Ar(I) = 126,9 u; Ar (O) = 16 u.

  Solución:

a) El equilibrio de ionización del yodato de bario es: Ba(IO3)2 Ba2+ + 2 IO3.

 De la estequiometría del equilibrio de solubilidad se deduce que, si la solubilidad de la sal en disolución es s, en moles ·L−1, la solubilidad de los iones Ba2+ es s, y la de los iones IO3 es 2 s.

Del producto de solubilidad: Kps = [Ba2+] · [IO3]2 = S·(2·S)2 = 4 ·S3, sustituyendo las variables conocidas por sus valores, despejando S y operando: 6,5 · 10−10 = 4 · S3

⇒ S = = ⋅ =1,275·10-5 moles · L−1

, que expresada en g · L−1, al multiplicar los moles por su factor de conversión da el valor: 1,275 ·10−5⋅312,2 g/mol =3,98 · 10−3 g · L−1.

  b) Conocida la solubilidad de la sal, la concentración de cada uno de los iones es:

 [Ba2+] = S = 1,275 ·10−5M; [IO3] = 2 · S = 2 · 1,275 ·10−5 = 2,55 ·10−5 M.

  c) El KIO3, sal muy fuerte, se encuentra totalmente disociado en disolución acuosa, siendo la concentración de los iones IO3 0,1 M, por lo que al disolver en ella la sal poco soluble Ma(IO3)2, el equilibrio de ionización, debido al efecto del ión común IO3, se encuentra desplazado hacia la formación del compuesto poco soluble, lo que provoca una disminución de su producto de solubilidad.

 Por ser la concentración de iones IO3, procedente de la ionización del Ba(IO3)2, excesivamente pequeña frente a la procedente de la ionización de la sal KIO3 0,1 M, el producto de solubilidad en este supuesto es: Kps = [Ba2+] · [IO3]2 = S · 0,12⇒ [Ba2+] = S =Kps/ · [IO3]2 ==6,5 · 10−8 moles · L−1.

Procediendo como en el apartado a), es decir, multiplicando la solubilidad obtenida por el factor de conversión gramos-mol de Ba(IO3)2, se obtiene la solubilidad en g · L−1:

 6,5 ·10−8⋅312,2 g/mol = 2,03 · 10−5 g · L−1.

Resultado: a) s = 3,98 ·10−3 g · L−1; b) [Ba2+] = 1,275 ·10−5 M; [IO3] = 2,55 ·10−5; c) s = 2,03 g·L−1.

PROBLEMA 4

Se desea preparar 1 L de disolución saturada de carbonato de calcio a una temperatura determinada. Calcula:

a) La solubilidad de la sal.

b) La cantidad mínima de carbonato de calcio para preparar la disolución saturada.

DATOS: Ar (O) = 16 u; Ar (C) = 12 u; Ar (Ca) = 40 u; Kps = 4,8 · 10–9.

M(CaCO3) = 100 g · mol–1

a) El equilibrio de solubilidad del compuesto es: CaCO3⇆ Ca2+ + CO32, y si la solubilidad del compuesto poco soluble es s, esa es también la concentración de los iones, por lo que, si el producto de solubilidad de compuesto es: Kps = s · s = S2, despejando s, sustituyendo las variables por sus valores y operando se obtiene el valor de la solubilidad de la sal:

 S = = ⋅ = 6,93 · 10–5 M.

b) Como en un litro de disolución hay 6,93 · 10–5 moles de sal disueltos, multiplicándolos por el factor de conversión gramos-mol, se obtiene la masa mínima de sal para preparar la disolución:  6,93 · 10–5 moles CaCO3 ·100g de CaCO3. /1mol CaCO3 =6,93 · 10–3g

Resultado: a) s = 6,93 · 10–5 M; b) 6,93 · 10–3 g de CaCO3.

PROBLEMA 5

La solubilidad del sulfato de calcio, CaSO4, en agua a 25 ºC es de 0,20 g de CaSO4 en 100 mL de disolución. Calcula el valor de la constante del producto de solubilidad del CaSO4 a 25 ºC. DATOS: Ca = 40 u; S = 32 u; O = 16 u. Resultado: a) Kps = 2,16 · 10–4

PROBLEMA 6

Se mezclan 100 mL de una disolución acuosa de BaCl2 0,10 M con 40,0 mL de una disolución acuosa de Na2SO4 0,025 M.

a) Determina si se formará precipitado de BaSO4.

b) Calcula las concentraciones de Ba2+ (ac) y SO42– (ac) en la disolución, después de producirsela precipitación.

KPS (BaSO4) = 1,1 x 10–10.  Resultado: a) Hay precipitación; b) [Ba2+] = [SO42–] = 1,049 · 10–5 M.

PROBLEMA 7

a) Sabiendo que el producto de solubilidad del hidróxido de plomo (II), Pb(OH)2, a una temperatura dada es 4 · 10–15, calcula la solubilidad del catión Pb2+ disuelto.

 b) Indica si se formará un precipitado de yoduro de plomo (II), PbI2, cuando a 100 mL de una disolución 0,01 M de nitrato de plomo (II), Pb(NO3)2 se le añaden 50 mL de una disolución de yoduro potásico, KI, 0,02 M.

DATOS: Kps (PbI2) = 7,1 · 10–9.

Resultado: a) s = 10–5 moles · L–1; b) Se forma precipitado.

CUESTIÓN 1.- Determina si se formará precipitado cuando se añaden 3 gotas de una disolución acuosa de KI 0,20 M a 100 mL de una disolución acuosa de nitrato de plomo(II), Pb(NO3)2, 0,01 M. Supón que una gota de disolución equivale a 0,05 mL y que los volúmenes son aditivos. DATO: Kps (PbI2) = 7,1 x 10–9

CUESTIÓN 2- a) La solubilidad del cloruro de plata en agua es 1,92 · 10–4 gramos de compuesto por mL de disolución. Calcula la constante del producto de solubilidad del cloruro de plata.DATOS: Ar (Ag) = 107,8 u; Ar (Cl) = 35,45 u.

CUESTIÓN 3.- En un tubo de ensayo se vierten 5 mL de disolución acuosa de cloruro de sodio, NaCl, a la que se añaden gotas de disolución acuosa de nitrato de plata, AgNO3, hasta la formación de un precipitado claramente visible. Escribe la fórmula química del compuesto que precipita. Se añade a continuación gota a gota disolución acuosa de amoniaco. Indica y explica el cambio que se observa.

CUESTIÓN 4.- Si a 25 ºC el producto de solubilidad del ZnS es 1,1·10–21, explica, razonando la respuesta, si las siguientes propuestas son verdaderas o falsas para una disolución acuosa de ZnS:

a) En el equilibrio, la concentración del ión Zn2+ será igual que la del ión S2– si no existe ninguna otra sal disuelta.

b) El número de moles de ZnS que puede haber disueltos en un litro de agua será, como máximo, 3,3 · 10–11

c) Si se adicionan iones Zn2+ a la disolución, aumentará la solubilidad del ZnS.

d) Si se aumenta la temperatura se disolverá mayor cantidad de ZnS.