FÍSICA: Práctica 1

UN PASEO POR EL COLE

Jorge González es el realizador de este trabajo, realizado el martes 17 de febrero de 2009 en el colegio base.

Lo primero que hicimos cuando legamos al laboratorio fue explicar que es la paralaje, para entender tambien que es un sistema de referencia y más tarde comenzamos a medir algunas distancias a lo largo de un recorrido programado por el profesor, a lo lardo del campo de futbol del patio. Utilizaremos este trabajo para explicar lo que son los vectores y sus características, además de los conceptos de trayectoria, distancia, posición y desplazamiento. Para poder hacerlo, hemos tomado como origen de coordenadas el centro del campo, y a partir de él, los pasos que hemos dado, serán las coordenadas en las que nos encontramos.
Después, determinar cinco puntos en el campo a lo largo de las lineas del campo de futbol, y tomando como origen de coordenadas el centro del campo de futbol, empezamos a medir (en pasos) la distancia que habia desde un punto hasta el siguiente.

Los únicos instrumentos que se necesitan para poder realizar esta práctica son las piernas, un lápiz y hojas de papel para ir tomando datos en los sitios estratégicos.

Los resultados que obtenemos al realizar esta práctica, se pueden observar en los siguientes gráficos, donde aparecen los pasos que había desde un punto hasta el siguiente.

Cuestiones:
1. Sistema de referencia: Diferentes puntos o posiciones que puede o toma el observador, para observar la posición de un objeto, y así medir la distancia u otro tipo de magnitud física
del objeto.

Trayectoria: Conjusto de posiciones por las que pasa un objeto a lo largo de su movimiento.

Posición: Punto dentro del espacio físico que nos permite saber el lugar en el que se encuentra un cuerpo en un momento determinado.

Desplazamiento: Vector que une la posición inicial con la posición final de un cuerpo.

Distancia: Magnitud que mide el número de metros recorridos sobre la trayectoria.

2, 3, 4.
- Leyenda:
· El sistema de referencia en todos los gráficos es el centro del campo, el punto (0,0), a partir del cual hemos tomado las medidas.
· La trayectoria está marcada mediante una línea roja.
· El desplazamiento está marcado con un vector de color verde fosforito.
· La posición está marcada mediante otro punto de color negro, igual que el del sistema de referencia, pero a diferencia de éste, la posición está determinada por la flecha del
vector.
· Una cosa que hay que tener en cuenta a la hora de leer las tablas es que las unidades que hemos tomado son los pasos, la unidad de medida que hemos utilizado para medir las
distancias al lo largo del campo.

Sistema de referencia igual a punto (0,0):

1.1. Hasta el punto 1.

1.2. Hasta el punto 2.


1.3. Hasta el punto 3.


1.4. Hasta el punto 4.


1.5. Hasta el punto 5.

En todos estos gráficos se representa la posición en cada uno de los diferentes puntos, la trayectoria seguida hasta llegar a ese punto y el desplazamiento que hemos realizado tomando como punto de referencia el centro del campo, el punto (0,0)

Sistema de referencia igual al punto 2:

En este otro gráfico se representa la posición en cada uno de los puntos, la única direrencia respecto a los anteriores es que aquí tomamos como punto de referencia el punto 2.

Sistema de referencia igual al punto 3:

En este otro podemos ver lo mismo que en los anteriores siendo el sistema de referencia el punto 3.

Sistema de referencia igual al punto 4:

Al igual que en los gráficos anteriores, vemos las mismas características pero con un cambio en el sistema de referencia, en este caso se encuentra en el punto 4.

En todas las tablas, las distancias, los desplazamientos y los módulos son iguales en todas las tablas puesto que los movimientos son los mismos, la única diferencia es que lo estamos viendo desde otro sistema de referencia.

Un paseo por el cole

Práctica 5

Un paseo por el cole

Introducción
Esta es la primera práctica de física que hacemos en el colegio. Esta practica tiene la finalidad, utilizando el método científico aprender a distinguir entre las magnitudes físicas de trayectoria, desplazamiento, posición y distancia. Además introduciremos el sistema cartesiano de coordenadas y los vectores.

Resumen
Cuando subimos al laboratorio el primer experimento que nos propuso el profesor es mirar objetos (edificios, altavoces, dibujos…) con un ojo mientras que nos tapábamos el otro y después hacer el mismo procedimiento con el otro. Con esto nos introdujo la paralaje y el sistema de referencia.
A continuación tuvimos que bajar al campo de futbol y utilizando únicamente como materiales nuestras piernas, papel y bolígrafo, nos pusimos manos a la obra.

Trabajo experimental
En este experimento hemos utilizado nuestros propios pasos para medir el campo de futbol, por lo que las medidas no serán muy fiables.

El experimento va a consistir en realizar una trayectoria cerrada señalando cinco puntos privilegiados los cuales el punto 1 es el centro de referencia. La trayectoria iba desde el punto 1 al 2, del 2 al 3, del 3 al 4, del 4 al 5 y del 5 al 1. Como ya dije antes las medidas la tomamos en pasos por lo que no serán muy exactas.


Resultados obtenidos
Este es un esquema del campo de futbol (imagen de arriba) en el cual realizamos el experimento. Para entenderlo es necesario saber que en azul están los puntos significativos, en verde esta la trayectoria y en naranja las medidas que realizamos.
Punto (1,2)= 20p
Punto (2,3)= 38 p
Punto (3,4)= 57p
Punto (4,5)= 23p
Punto (5,1)= 27p
Me he dado cuenta que las coordenadas del punto inicial y las del punto final son las mismas, lo que significa que el desplazamiento total es cero.

Cuestiones:
1)
El Sistema de referencia es un conjunto de coordenadas que se necesitan para poder situar un punto en el espacio.
La trayectoria es el conjunto de todas las posiciones por las que pasa un cuerpo en movimiento.
La posición es un punto del espacio donde se encuentra un objeto en un instante dado.
La Distancia es una magnitud escalar que mide la relación de lejanía entre dos cuerpos.
El Desplazamiento es la distancia recorrida por un cuerpo.

2)
Aquí podemos observar varios gráficos donde la trayectoria es la línea roja y el desplazamiento es la línea azul.

3)

Explicación de la tabla:
1) para hallar la posición solo tuve que mirar el esquema y medir las coordenadas. Fue igual al ejercicio que hicimos en clase.
2) Para hallar la distancia recorrida tuve que sumar todos los pasos que di. Es igual que hallar la trayectoria.
3) El desplazamiento no fue tan fácil hallarlo porque tuve que hacer Pitágoras desde los puntos 3 al 5.
4) El módulo desde el punto 3 al 5 es igual. Para calcular le modulo tuve que hacer también Pitágoras.

En esta práctica el desplazamiento no coincide siempre con la distancia recorrida en ningún caso. Para que coincida el desplazamiento con la distancia recorrida tenemos que ir en línea recta y en esta practica hemos ido en línea recta desde el punto 2 al 3, desde el punto 3 al 4 y desde el punto 4 al 5.


Conclusiones:
Al finalizar esta práctica he aprendido varias cosas y se me han aclarado muchas otras, que son:
Como yo nunca dí este tema no sabía diferenciar entre las 4 magnitudes (trayectoria, desplazamiento, posición y distancia) pero ahora las diferencio perfectamente.
-Ahora, entiendo porque si el punto inicial y el final es el mismo, el desplazamiento total es cero.
- Me he dado cuenta que el desplazamiento, la posición son magnitudes vectoriales y que trayectoria y la distancia son magnitudes escalares.
- si el sistema de referencia cambia, las coordenadas de todos los demás puntos también cambian.
He aprendido con la realización de esta práctica nuevos conceptos y he conseguido los objetivos propuestos.

Bibliografía:
Para realizar esta practica he necesitado ayuda de paginas webs y sobre todo del cuadernillo morado, y del libro de física y química.

Un paseo por el cole

UN PASEO POR EL COLE

Trabajo sobre el movimiento y los vectores

Juan Maroñas

16.2.2009

En el colegio Base y en clase

2.RESUMEN.

En este informe nos vamos ha encontrar con un trabajo en el que se van a analizar distintos conceptos. Empezamos con la física y en el primer trabajo vamos a hablar sobre todo de los vectores y distintos conceptos aplicados a ellos. Como objetivos nos planteamos distinguir entre las magnitudes de trayectoria, posición, desplazamiento y distancia. Veremos el sistema de referencia Cartesiano de Coordenadas y como ya he dicho los vectores.

3.INTRODUCCIÓN.

Este trabajo lo hemos realizado en el colegio y con el fin de conocer una herramienta que son los vectores y que luego vamos a utilizarla en otros temas de física que veremos a lo largo del curso. También veremos magnitudes muy importantes que luego utilizaremos cuando hablemos del movimiento en el tema seguiente. Partimos de conocimientos muy reducidos de lo poco que vimos el año pasado sobre los vectores en lo que ya menoncionabamos cosas como el módulo etc.

4.TRABAJO EXPERIMENTAL

En este punto vamos a hablar sobre todo el proceso de realización que hicimos 1º.
Como instrumentos utilizamos las piernas y un boligrafo y papel.
Lo primero que hicimos fue ver una presentación en el laboratorio para introducir los conceptos que ibamos a estudiar. Vimos un video en el que salía un plano cartesiano en tres dimensiones y en el cual se explicaba de manera breve cada uno de los conceptos que luego ibamos a trabajar y entender mejor cuando nos pusiesemos a andar. Con esta presentación se me aclararon los conceptos de trayectoria, desplazamiento, distancia y posición y surgieron algunos nuevos como sistema de referencia que lo entendemos como conjunto de puntos en los cuales se situan unas coordenadas que sirven para situar un cuerpo en el espacio. Apareció un concepto llamado relatividad y otro que era la paralaje. Como paraleje se entendería cambio de posición de un objeto cuando nuestro sistema de referencia cambia. Para ello hicimos el siguiente experimento. Nos situamos en una linea recta y cerrando un ojo pusimos nuestro dedo gordo enfrente tapando un objeto. Luego ibamos abriendo un ojo y cerrando el otro y viceversa con lo que observabamos que parecia que el objeto se movia y lo que ocurría era que al cambiar nuestro sistema de referencia que sería el ojo, parece que el objeto cambia la posición.

Una vez conocidos estos conceptos bajamos al campo de futbol (que es mas o menos lo que se ve en la imagen). Situamos un sistema de referencia que sería (segun miramos) las x a la izquierda y las y detras ya que el laboratorio se encuentra detrás (el sistema de referencia lo establecimos desde el laboratorio). Realizamos una trayectoria cerrada que iba desde los puntos 1 al 2, del 2 al 3, del 3 al 4, del 4 al 5 y del 5 al 1. Tomamos medidas y todas ellas en pasos en vez de en metros con lo que las distancias puede que no sean muy fiables, aun así han salido bastante exactas.

5.RESULTADOS OBTENIDOS.

Para entender el gráfico es necesario saber que en naranja están los puntos significativos sobre los que realizaremos las medidas. En rojo está la trayectoria (esto puede dar pistas de lo que es) y en gris podemos observar las medidas entre cada tramo: por ejemplo entre el punto 1 y 2 observamos que hay 2+7+11 luego 20 pasos. En azul clarito estan escritos los numeros que nos van indicando el recorrido total hasta ese punto. Finalmente los tramos de color gris fueron unas medidas que hicimos por si luego nos ayudaban a solucionar la cuestión 4, luego en principio no nos ayudaba en lo que al trabajo en general se refería.

Los resultados obtenidos fueron los siguientes. Observé que desde el punto 1 al 2 había un total de 20 pasos. 9 medía el semicirculo y 11 el otro tramo. Del punto 2 al 3 habían 38 pasos y en total llevabamos 58 pasos. Del 3 al 4 había 57 pasos y hasta entonces llevabamos 115 pasos. Del 4 al 5 había 23 pasos y llevabamos ya 138. Finalmente del 5 al 1 de nuevo había 27 pasos. Vimos que la diagonal eran 55 pasos mas o menos al realizar otra medición aparte que era medir desde el punto 1 al 3 obteniendo 28 pasos. Medimos desde el punto 4 al 2 y obtuvimos 38 pasos. Con estas medidas ahora seríamos capaces de aplicar nuestros nuevos conocimientos a cualquier parte del campo.

Para en la cuestión 1 podamos definir. Voy a dar valores numéricos a los conceptos. La trayectoria sería la suma de los pasos que en total como se ve en el dibujo es 167 pasos (no se ve muy bien). La posición dependerá de en que punto nos encontramos y esta se mide respecto a las coordenadas. Tomando el punto 1 como el 0,0 sabremos que cuando estemos en el 2 nuestra posición será 0,-13. El desplazamiento podrá ser parcial o total. Nuestro desplazamiento total será de 0 pasos ya que empezamos y acabamos en el mismo lugar. Si tomamos desplazamientos parciales pues obtendremos vectores de desplazamiento. Por ejemplo desde el punto 1 al 3 habrá 28 pasos de desplazamiento. La distancia medirá la trayectoria luego la trayectoria sería el concepto físico y la distancia sería lo que mide ese concepto. La trayectoria sería el cemento por el que pasamos y la distancia es lo que mide ese pisado sobre el cemento en este caso: 167 pasos (así queda el concepto de trayectoria más claro).

CUESTIONES:

1. Sistema de referencia: conjunto de puntos que formaran un sistema de coordenadas que nos permitirá situar objetos en el espacio.

Trayectoria: Conjunto de todas las posiciones que ocupa un movil a lo largo de un intervalo de tiempo en el sistema de referencia.

Desplazamiento: distancia neta recorrida entendido neto como distancia minima posible recorrida para llegar desde un punto hasta otro.

Posición: punto en el sistema de referencia en donde se encuentra el objeto.

Distancia: magnitud que mide la relación de distancia entre dos puntos y por tanto mide también o la trayectoria o el desplazamiento, en el caso de que coincidiese con la trayectoria. El uno en negro es un 13(dibujo de abajo en medio)

2.











Aquí podemos observar un gráfico en los cuales vemos en marrón la trayectoria recorrida para cada punto y en rojo el desplazamiento.



3. La respuesta a esta pregunta estaría contenida en el trabajo experimental así como en los resultados obtenidos. El módulo se obtendría al elevar al cuadrado los dos constituyentes del vector desplazamiento. En el primer desplazamiento seriá de raiz de 0^2 + 13^2= raiz de 169= 13. v=13. En los otros cuatro desplazamientos coincidiría y sería v= raiz de 28^2 + 13^2 v=30.8. El desplazamiento vendría dado por una representación. La posición será en el punto 2; 0,-13 en el punto 3; 28,13 en el punto 4; -28,13 y el punto 5; -13,-28.

El desplazamiento no siempre coincide con la distancia recorrida. En esta practica no coincidira para ninguno ya que por ejemplo entre los puntos 1 y 2 la trayectoria hace como un giro y luego tira para el punto dos y el desplazamiento no hace eso. En el caso del 1 al 3 vemos que ocurre lo mismo, la distancia que mide la trayectoria es distinta al módulo del desplazamiento pues me he dado cuenta que la distancia es como el módulo lo único es que una mide la trayectoria y el otro el desplazamiento y que uno lo mide sobre el plano cartesiano, en este caso, y el otro sobre la realidad aunque también sobre el plano cartesiano.

4.















Aquí podemos observar unos gráficos en los que vemos cual sería la trayectoria y el desplazamiento en el caso de que tomasemos los puntos 2, 3, 4 como sistema de referencia. La trayectoria está en naranja y lo rojo es el vector desplazamiento.

Ahora voi a responder a la cuestión 3 en función de que punto de referencia cojamos.

Si cogemos el punto dos de origen de coordenadas veremos que la posición será en el punto 3 (las medidas del campo son las mismas de siempre): (28, -23); en el punto 4: (-28, -23) y la del punto 5: (-28,0). La distancia recorrida sería al punto 3 de 38 pasos, al 4 de 95 pasos y al 5 de 118 pasos. El desplazamiento vendría dado por los constituyentes del mismo. En el caso del 2,3 sería raiz de 23^2+28^2 v=36,23. En el caso del 2,4 también coincidirá y en el caso del 2,5 será raíz de 0^2+28^2 v=28. El desplazamiento solo coincidirá con la trayectoria en el caso del desplazamiento del 2 al 3 pero en el resto no, como se puede observar en la imagen.

Ahora cogeremos el punto 3 como origen de coordenadas y realizaremos lo mismo. La posición del 4 sería (-57,0) y la del 5 sería (-57,-23). La distancia desde el punto 3 al 4 sería de 57 pasos y al 5 de 80 pasos. El desplazamiento vendría dado por los vectores de color rojo que hay y su módulo sería en el caso del 3,4 la raiz de 57^2 +0^2, v=57; en el caso del 3,5 sería raiz de 57^2 + 23^2 (da igual que sean negativos pues al elevarlos salen positivos) v= 61,46. El desplazamiento solo coincidirá en la trayectoria de 3,4 en el caso de 3,5 no, como se ve en la imagen.



Finalmente cogeremos el punto 4 como origen de coordenadas y realizaremos los mismo cálculos que hemos hecho anteriormente. La posición del 5 sería (0,-23). La distancia desde el 4,5 será de 23 pasos. El desplazamiento viene dado por el vector rojo y su módulo será raiz de 0^2+23^2 luego v=23. En este caso el desplazamiento coincide con la trayectoria como podemos observar.



6.CONCLUSIONES.

De este trabajo he sacado varias conclusiones de cosas que no tenía muy claras y que con el trabajo se me han aclarado. La primera es que he visto que todas estas magnitudes se miden en metros y que si la posición la consideramos como un vector desde un punto de referencia pues también lo será. He visto que la realidad y el plano cartesiano serían lo mismo en el sentido de que se puede medir una realidad desde un sistema de coordenadas cartesiano con lo que el sistema cartesiano sería una forma de medir la realidad o de representarla. Al principio pensé que podía ser que la trayectoria solo se midiese en la realidad y que otras magnitudes como el desplazamiento solo se respresentase en el plano. Finalmente me he dado cuenta por lo que ya he dicho que podríamos entender el plano cartesiano como una semejanza a la realidad luego magnitud que se mida en la realidad se medirá en el plano.

He visto que el desplazamiento, la posición serían magnitudes vectoriales y que trayectoria, la distancia son escalares. Además el módulo sería como la distancia lo único que uno mide en el desplazamiento y el otro en la trayectoria.

Finalmente los objetivos planteados fueron cumplidos.

7.BIBLIOGRAFÍA:

Las notas tomadas en el cuaderno y los apuntes de clase así como el libro.

Practica 4

Práctica 4

Estequiométrica de una neutralización

Introducción y Resumen

Esta es la cuarta practica que realizamos los alumnos de 4 de la ESO en el laboratorio de química. En esta práctica estudiaremos dos neutralizaciones. para ello utilizaremos el HCl y dos hidróxidos, sódico y cálcico. El principal objetivo de la práctica ha sido conocer la concentración de un acido a partir de una cantidad de base al realizar una neutralización (ph=7). Una neutralización es una reacción en la que una sustancia básica y una ácida reaccionan formando una sal neutra y agua.
Por otra parte, aprendimos a utilizar materiales nuevos como la bureta y sustancias desconocidas como la fenolftaleína. Además, hemos aprendido el concepto de molaridad y disolución pero sobre todo a conocer en que consisten las reacciones de neutralización.
La práctica no salió como esperábamos, debido a nuestra imprecisión al verter las sustancias y al no comprender el guión adecuadamente.

Trabajo experimental.

En este apartado explicare todos los instrumentos utilizados, los métodos y los reactivos y productos que utilice en la práctica.

Sosa.

INSTRUMENTOS
Hidróxido sódico
Ácido Clorhídrico
Un vaso de precipitadosUna bureta Un varilla de vidrio Medidor de pH Fenolftaleína Una Balanza
Agitador

MÉTDODOS
En primer lugar hay que pesar dos perlas de sosa en la balanza. Cuando ya estén pesadas hay que disolverlas en 100cc de agua en un vaso de precipitados. A continuación remover hasta que las perlas de sosa se hayan disuelto por completo y echar unas gotas de fenolftaleína. Después de esto hay que añadir ácido clorhídrico en una bureta y echar HCl gota a gota en la disolución. Hay que ir removiéndolo hasta que cambie de color. En ese mismo instante cerramos la bureta y medimos la cantidad de ácido y su ph.

Reactivos y Productos
Los reactivos que utilizaremos en esta reacción es la sosa NaOH y el ácido clorhídrico (HCl) y los productos serán cloruro sódico (NaCl) y agua.

Hidróxido Cálcico.

Utilizaremos los mismos instrumentos que en la práctica anterior. La única diferencia es que en vez de sosa utilizaremos hidróxido cálcico.

Resultados obtenidos

Neutralización de la sosa

En la primera neutralización recogimos 2 perlas de sosa en disolución y hacerlas reaccionar con HCl Lo primero que hicimos fue coger la sosa y disolverla en agua. Cogimos 0.2gr de sosa y los disolvimos en 100ml de agua. Posteriormente añadimos fenolftaleína a la disolución y ha pasado ha ser de color rosa. Medimos el ph de la disolución y daba 11(Básico). El color rosa se debe a que la fenolftaleína es una sustancia que cuando detecta una base el líquido donde se encuentra se vuelva rosa. Posteriormente añadimos HCl gota a gota a la disolución y vimos como el color rosa desaparecía y el líquido se volvía transparente. Después de haber echado HCl comprobamos el ph y nos daba que era acido, pero tendríamos que haber obtenido un pH neutro.


NEUTRALIZACIÓN DEL HIDRÓXIDO CÁLCICO

En la segunda neutralización Cogimos 0.4g de hidróxido cálcico los disolvimos en 100cc obteniendo una disolución de color blanquecino. Posteriormente se le añadió unas gotas de fenolftaleína y la disolución se volvió de rosa pero diferente al anterior, más espeso y apagado. Se midió el pH de dicha disolución, siendo éste 11(básico). Añadimos 1.2ml de HCl gota a gota y empezamos a removerlo hasta que este se volvió transparente. Por ultimo medimos el pH de la reacción y nos dio un pH 3. Pero nos debería haber dado un pH 7.

Cuestiones

1.
a) NaOH + HCl --> NaCl + H2O (Está ajustada)b)Ca(OH)2 + HCl --> CaCl2 + H2O ----> Ca(OH)2 + 2HCl --> CaCl2 + 2H2O

2
Son las dos reacciones de neutralización es decir, en aquellas que una base y un ácido producen una sal neutra y agua. Ácido + base > sal + agua.
Pero sino tienes instrumentos cualificados es muy difícil obtener la neutralización completamente neutra.

3. M= moles de soluto/ volumen (l) disolución.
Moles de ambas sustancias
a) 0'2gr NaOH x 1mol NaOH/40gr NaOH = 0'005mol NaOH
b) 0'4 gr Ca(OH)2 x 1mol Ca(OH)2/74.1gr Ca(OH)2 = 0'0053mol Ca(OH)2
Molaridad.
a) 0.005molNaOH/0.1L M=0.05mol/L
b) 0'0053molCa(OH)2/0'1L M=0.0539mol/L
La molaridad de ambas son prácticamente iguales.

4.
Moles acido
a) 0'005mol NaOh x 1mol HCl/1mol NaOH = 0'005mol HCl
b) 0'0053mol Ca(OH)2 x 2mol HCl/1mol Ca(OH)2 = 0'0106mol HCl
Molaridad.
a) M=0'005mol HCl/0'0014L = 3'57M
b) M= 0'0106mol HCl/0'0014L = 7'57M

5. En mi opinión en la primera neutralización tiene sentido utilizar esta expresión, debido a que es uno a uno.
Esta ecuación nos indica el número de moles de cada sustancia que hemos utilizado, 0'005mol HCl y 0'005mol NaOH
En cambio en la segunda neutralización es dos a uno y no coincide. 0'0106mol HCl no es igual a 0'0053mol Ca(OH)2

Conclusiones

Las principales conclusiones que hemos sacado es que la ecuación de las neutralizaciones es igual, da lo mismo el acido o la base que utilices siempre te da una sal mas agua. Esta practica aunque no haya salido como lo esperábamos me ha enseñado mucho. En primer lugar que a lo largo del curso iremos teniendo mas dificultades y las prácticas se irán haciendo cada vez más difíciles y peligrosas, por lo que necesitamos la supervisón de un adulto y unas medidas de seguridad. Por otra parte que hasta que no se entienda lo que vas a hacer es preferible volverlo a leer y hacerlo bien. Otra cuestión es que aunque las practicas no salgan como esperabas se puede aprender incluso haciéndolo mal.
En definitiva creo que esta práctica ha sido muy interesante y apropiada para despedir la química de este curso.

PRACTICA 4

ESTEQUIOMETRÍA DE UNA NEUTRALIZACIÓN

Jorge González
Esta es la cuarta práctica que hacemos en el curso, fue realizada el miércoles 17 de diciembre de 2008 en el laboratorio de fisica y química del colegio base.

2. Resumen

Con esta práctica hemos intentado hacer reaccionar dos sustancias, una básica (sosa y hidróxido cálcico) y otra ácida (ácido clorhídrico), de forma que al terminar la reacción obtengamos una sal neutra y agua. Para poder hacer esto hay que disolver primero tanto la sosa como el hidróxido cálcico en agua ya que estos se presentan en forma sólida. Cuando ya se han disuelto, hay que echarle fenolftaleína, un medidor líquido del grado de basicidad de un líquido. Cuando ya se ha hecho esto hay que echar el ácido clorhídrico en la cantidad necesaria para conseguir que el producto obtenido sea completamente neutro.
La idea principal que se obtiene de esta práctica es que al reaccionar una sustancia básica y otra ácida se obtiene una sal neutra y agua, es decir que ha tenido lugar una reacción de neutralización (siempre y cuando los reactivos hallan sido utilizados en la proporciones ideales, ya que si no los productos pueden no quedar neutros dependiendo de si ha sido utilizado una mayor o menor cantidad de ácido del necesario)
Los objetivos de esta práctica son entender el concepto de neutralización así como la forma de realizar una reacción química de estas caracteristicas y aprender a utilizar nuevos materiales del laboratorio.

3. Introducción

Esta práctica ha sido realizada en el laboratorio de fisica y química, utilizando dos perlas de sosa y hidróxido cálcico, los cuales hay que disolverlos en 100ml de agua. De esta forma obtendremos el reactivo básico, mientras que el ácido es el HCl.
Esta práctica es muy buen ejemplo para comprender como se realiza una reacción de neutralización en la que al hacer reaccionar una sustancia muy básica con otra muy ácida, se obtiene siempre agua y una sal, esa sal siempre va a ser (o deberia serlo) neutra.

4. Trabajo experimental

Este apartado explica todos los instrumentos utilizados así como los métodos llevados a cabo y los reactivos y productos que aparecen en la práctica.

4.1. Sosa

INSTRUMENTOS
Para poder llevar a cabo esta parte de la práctica es necesario:

· Un vaso de precipitados
· Una bureta
· Un varilla de vidrio
· Un papelito medidor del pH
· Fenolftaleína
· Un peso eléctrico

MÉTODOS
Lo primero que hay que hacer es pesar las dos perlas de sosa en el peso. Cuando ya se han pesado hay que disolverlas en un vaso de precipitados con 100ml de agua en su interior. Remover el agua hasta que se han disuelto las dos perlas por completo, y echar unas gotas de fenolftaleína para comprobar el nivel de basicidad que tiene la disolción.
Cuando ya se ha hecho esto, hay que echar ácido clorhídrico en una bureta e ir echandolo gota a gota en la disolución (hay que seguir removiendolo para que el ácido se distribuya y no quede todo en el mismo sitio) hasta que el color que le ha proporcionado la fenolftaleína a la disolución desaparezca pero sin pasarse (hay que tener cuidado puesto que nos podemos echar ácido clorhídrico por exceso, entonces la reacción no habrá salido bien puesto que los productos obtenidos seran un poco ácidos). Hay que medir la cantidad de ácido que se echa en la disolución para que se complete la reacción.

REACTIVOS Y PRODUCTOS
Los reactivos que utilizamos en esta reacción son el hidróxido sódico (NaOH) y el ácido clorhídrico (HCl), que al reaccionar obtenemos cloruro sódico (NaCl) y agua.

4.2. Hidróxido sódico

INSTRUMENTOS
Para poder realizar esta otra parte de la práctica necesitamos los mismos instrumentos que en la primera limpios.

MÉTODOS
Lo primero que hay que hacer es, al igual que antes, pesar 0,5g de hidróxido cálcico y disolverlos en un vaso de precipitados con 100ml de agua. Removerlo hasta que se ha disuelto por completo y echarle unas gotas de fenolftaleína. Después hay que echarle, como emos hecho antes, el ácido clorhídrico gota a gota mientras se remueve. Al cabo de unas gotas el color que le ha dado la fenolftaleína a la disolución desaparecerá y abremos acabado la reacción. Hay que mirar el volumen del ácido antes de echarlo y despúes de haberlo hecho para saber la cantidad de ácido que se ha necesitado para realizar la reacción.

REACTIVOS Y PRODUCTOS
Los reactivos que se utilizan son el hidróxido cálcico (Ca(OH)2) y el ácido clorhídrico (HCl) que al reaccionar nos proporcionan cloruro cálcico (CaCl) y agua.

5. Resultados obtenidos

5.1. Cuestiones:

1. NaOH + 2HCl -> CaCl2 + 2H2O

Ca(OH)2 + HCl -> NaCl + H2O

2. Son reacciones de neutralización, en las que reaccionan una base y un ácido de forma que obtenemos una sal neutra y agua. Generalmente son reacciones exotermicas, es decir que desprenden calor.
Dependiendo del ácido y de la base, se pueden dar cuatro tipos de neutralizaciones diferentes:
· Ácido fuerte + base fuerte, en esta reacción el pH se vuelve neutro justo en el punto de equivalencia entre la base y el ácido, es decir, cuando hay la misma cantidad de ácido que de base.
. Ácido fuerte + base débil, para que el pH se vuelva neutro, se necesita una mayor cantidad de base para que no quede nada de ácido libre al finalizar la reacción.
· Ácido débil + base fuerte, en esta reacción el pH es practicamente neutro, simplemente es necesario un poco de ácido para que sea completamente neutra la sal obtenida.
· Ácido débil + base débil, en esta reacción el pH es prácticamente neutro.
Teniendo estos datos, podemos decir que las neutralizaciones que llevamos a cabo en el laboratorio son de ácido fuerte y base débil, ya que utilizamos 1,3ml de HCl en las dos reacciones frente a 100ml de disolución de agua y sosa y agua y hidróxido cálcico, y aún así nos quedo un tanto ácida la reacción, es decir que se necesitaria menos ácido todavia.

3. Para calcular la molaridad de las dos disoluciones que hemos preparado, lo primero que hay que hacer es obtener el numero de moles que se estan utilizando en los dos casos
mediante un factor de conversión:
· 0'2gr NaOH x 1mol NaOH/40gr NaOH = 0'005mol NaOH
· 0'4 gr Ca(OH)2 x 1mol Ca(OH)2/74gr Ca(OH)2 = 0'0054mol Ca(OH)2
Cuando ya tenemos los moles de cada una de las sustancias, ya simplemente tenemos que sustituir en la ecuación (M= nsoluto/Vdisolución).
· Msosa = 0'005mol NaOH/0'2L = 0'025M
· Mhidrox. calcico= 0'0054mol Ca(OH)2/0'2L = 0'027M
Ya tenemos la molaridad de las dos disoluciones.
Para realizar este ejercicio hemos supuesto que la cantidad de volumen (200ml) que teniamos de agua no ha variado al echarle los solutos puesto que no nos han dado el dato de la densidad y no podemos hallar ninguna variación.

4. Ahora vamos a calcular la molaridad de la disolución de ácido clorhídrico que hemos utilizado para llevar a cabo esta práctica:

1) Lo primero que tenemos que hacer es averiguar el número de moles de HCl que hemos utilizado en cada una de las neutralizaciones:

· 0'005mol NaOh x 1mol HCl/1mol NaOH = 0'005mol HCl

· 0'0054mol Ca(OH)2 x 2mol HCl/1mol Ca(OH)2 = 0'0108mol HCl

2) Cuando ya tenemos el número de moles ya se puede calcular la molaridad:

·Mac.clorhídrico= 0'005mol HCl/0'0014L = 3'57M

·Mac.clorhídrico= 0'0108mol HCl/0'0014L = 7'71M

Estas son las molaridades de las dos neutralizaciones.

5. Solamente tiene sentido utilizar la ecuación (Mac x Vac = Mb x Vb) en la primera neutralización.

1) Mac= 3'57M

Vac= 0'0014L

Mb= 0'025M

Vb= 0'2L

3'57M x 0'0014L = 0'025M x 0'2L

0'005mol = 0'005mol

Solamente tiene sentido utilizar la ecuación en esta neutralización puesto que la reacción es uno a uno. Esta ecuación nos indica el número de moles de cada sustancia que hemos utilizado, 0'005mol HCl y 0'005mol NaOH.

2) Mac= 7'71M

Vac= 0'0014L

Mb= 0'027M

Vb= 0'2L

7'71M x 0'0014L = 0'027M x 0'2L

0'0108mol HCl no es igual a 0'0054mol Ca(OH)2
No tiene sentido utilizarla en esta neutralización ya que es dos a uno, y por tanto no hemos utilizado el mismo número de moles de HCl que de Ca(OH)2.

5.2. Resultados del experimento:

En este apartado debo decir que los resultados que nos han salido no son, ni mucho menos, los esperados. Ésto se debe a que nos pasamos con la cantidad de ácido clorhídrico, pero a continuación se explicará con más detalle.
Cuando se disuelve la sosa en agua el color de la disolución es prácticamente igual que el del agua sola, es decir, que aparentemente no se ha producido ningun cambio, mientras que en la disolución del hidróxido cálcico, obtenemos un color más blanquecino, un color que nos hace recordar un poco más a la leche que al agua.
Después de disolver las dos sustancias, hay que achar la fenolftaleína. En la disolución de agua y sosa y en el hidróxido cálcico, se obtiene un color rosado. Podemos comprobar al ver el color de las dos disoluciones, cómo la del hidróxido cálcico es más densa que la de la sosa. Ésto se debe a que a pesar de que disolviesemos prácticamente los mismos pesos de ambas sustancias (0'2gr de sosa y 0'4gr de hidróxido cálcico), las cantidades no eran las mismas, ya que la sosa al estar más compacta (recordar que emos utilizado perlas de sosa) que el hidróxido cálcico en polvo, pesa más y por tanto podemos utilizar menos.
Cuando se ha terminado de hacer lo mencionado anteriormente, viene lo más difícil de la práctica, donde más cuidado hay que tener. Cuando ya se tiene el ácido clorhídrico en la bureta y el vaso bajo élla, hay que empezar a echar el HCl despacito, gota a gota y seguir removiendolo. Al cabo de unas pocas gotas el color que le dió la fenolftaleína a la disolución desaparecerá quedando el mismo color que tenía antes de haberla echado. Cuando terminamos de hacer la reacción medimos el pH y obtenemos que tanto en la reacción de la sosa como en la de el hidróxido cálcico, han quedado muy ácidos, el nivel del pH de la primera es igual a 1, es decir, lo más ácido, y en la del hidróxido cálcico, nos sale que el pH es 3'5 aproximadamente.


6. Conclusiones

Las disoluciones que hemos obtenido son alcalinas ya que cuando al echar la fenolftaleina en una disolución y se torna rosa, quiere decir que son alcalinas, es decir que son básicas.
La principal conclusión que se obtiene es que evidentemente hemos utilizado demasiado HCl puesto que el pH de ambas reacciones nos tendría que haber quedado completamente neutro, y nos ha quedado en la primera un reacción acidísima, y en la segunda también ácida pero no tanto como en la otra. A pesar de estos resultados, sabiendo como nos tendría que haber quedado, podemos deducir como al mezclar una sustancia básica con una ácida, obtenemos una sustancia neutra, siempre y cuando las cantidades de cada sutancia se encuentren en proporción, es decir, que reaccionen todas sus moléculas.

Practica 4. Neutralizaciones

PRACTICA 4: REACCIONES QUÍMICAS.

NEUTRALIZACIONES

por: Juan Maroñas día: 18/1/2009 lugar: en el laboratorío y en casa.




2.RESUMEN: En este trabajo se han realizado dos reacciones de neutralización y observado en que consisten. Hemos visto también como actúan diferentes sustancias al mezclarlas con un productos y el color al que se tornan. Utlizamos como siempre HCl y dos hidróxidos. Los objetivos de este trabajo han sido: como siempre darse cuenta que en el laboratorio hay que tener medidas de seguridad pues a lo largo del curso la dificultad y el peligro de las prácticas se ha vuelto mayor y por tanto vamos aprendiendo a usar cosas nuevas. Hemos aprendido a conocer la concentración de un ácido a partir de una cantidad de base al realizar un a neutralización (pH=7). Por otro lado hemos conocido el concepto de molaridad y lo hemos aplicado en algunas disoluciones que hemos utilizado. Aprendimos a utilizar nuevos instrumentos como pueden ser la bureta y a conocer en que consisten las reacciones de neutralización.

3.INTRODUCCIÓN: Esta es la cuarta práctica que realizamos este curso. La hemos realizado en el colegio y como siempre las condiciones de temperatura, presión,... han variado, de manera que nuestra práctica no ha salido exacta también debido a nuestra imprecisión al verter las sustancias. Hemos realizado este trabajo con el fin de cumplir los objetivos planteados anteriormente y para seguir viendo las cosas que ocurren al mezclar dos sustancias y lo que vamos a obtener que muchas veces puede ser tan comun que hasta nos sorprendamos. Me refiero a que muchas veces podremos obtener sustancias tan comunes como el amoniaco a partir de sustancias que no conocíamos y viceversa, coger dos sustancias muy comunes y obtener cosas de las que no hemos oído hablar nunca. Partimos desde unos leves conocimientos de química orgánica y de química inórganica así como de estiquiometría. Conocemos y sabemos utilizar conceptos como el mol y todas las cosas con lo que lo podemos relacionar: cantidad de sustancia... Utilizamos leyes y descubrimientos anteriores, sobre todo, la ley de Laivosier o ley de la conservación de la masa.

4.TRABAJO EXPERIMENTAL: Vamos a describir todo el procedimiento utilizado así como los reactivos, productos...

1.Neutralización del HCl con sosa o hidróxido sódico (NaOH): sosa
En esta neutralización primero realizamos una disolución de sosa en agua y le añadimos fenoftaleína (para comprobar que es una base) y posteriormente le echamos HCl obteniendo agua y una sal que es el cloruro sódico (sal común).

INSTRUMENTOS UTILIZADOS: Para esta reacción utilizamos un vaso de precipitados, una bureta, un papel indicador del pH, balanza y una probeta.

REACTIVOS Y PRODUCTOS: En esta neutralización usaremos como reactivos sosa disuelta en agua (hidróxido sódico NaOH) y ácido clorhídrico (HCl) y los productos resultantes serán agua y sal común o cloruro sódico (NaCl). balanza

MÉTODO: Para realizar esta reacción pesamos dos perlas de sosa en la balanza y las disolvemos en 100 ml de agua. Después echamos unas gotas de fenoftaleína y lo teñimos de rosa. Ponemos unos 25 ml de HCl en la bureta. Tomamos nota de la cantidad de HCl y colocamos debajo el vaso de precipitados abriendo la bureta y dejando goteando el ácido sobre el líquido contenido. Se va removiendo poco a poco mientras va cayendo hasta que cambia de color lo que nos indica que ya no hay base. En ese momento cerramos la bureta y medimos el pH de la reacción. Anteriormente habríamos medido el pH del ácido y de la disolución. Medimos la cantidad de ácido utilizada.

2.Neutralización del HCl con hidróxido cálcico (Ca(OH)2) Esta neutralización primero disolvemos unos gramos de hidróxido cálcico en agua. Posteriormente se mezcla con fenoftaleína (para comprobar que es una base) y después le echamos HCl obteniendo agua y cloruro cálcico.

INSTRUMENTOS UTILIZADOS: Ca(OH)2

Para esta reacción utilizamos un vaso de precipitados, una bureta, un papel indicador del pH, balanza y una probeta.

REACTIVOS Y PRODUCTOS: En esta neutralización usaremos como reactivos el hidróxido cálcico (Ca(OH)2) y lo mezclaremos con ácido clorhídrico (HCl) y lo que nos resultará será agua y cloruro cálcico (CaCl2). bureta

MÉTODO: Comenzaremos por pesar unos gramos de hidróxido cálcico y los disolveremos en 100cc de agua. Echaremos después unas gotas de fenoftaleína y lo teñimos de rosa. Al igual que antes pondremos en la bureta unos 25cc de HCl. Tomamos nota de la cantidad de HCl y colocamos debajo el vaso con la disolución y abrimos la bureta y dejamos caer gotas de ácido sobre el líquido. Lo vamos removiendo poco a poco mientras va cayendo hasta que cambia el color y se vuelve transparente lo que nos indica que ya no hay hidróxido. En ese momento cerramos la bureta y medimos el pH de la reacción y tambien habremos medido el de la disolución y el ácido. indicador pH

5. RESULTADOS OBTENIDOS: Vamos a hablar en este apartado sobre los resultados obtenidos al hacer todo el proceso descrito así como unas cuestiones que responderemos: CUESTIONES:
1. a)NaOH + HCl---> NaCl + H2O (está ajustada)
b)Ca(OH)2 + 2HCl----> CaCl2 + 2H2O

2. Son reacciones de neutralización ya que cogemos un hidróxido que es muy básico y un ácido que es muy ácido y al mezclarlos obtenemos dos sustancias neutras que son una sal y el agua. Esto es teoría pues en la práctica siempre echas un poco más de ácido luego no es del todo neutro. La neutralización se rige por: ácido + base ---> sal + agua.

3. La molaridad es M=nº moles de soluto/volumen de la disolución. a) NaOH en agua 0.2grNaOH*1molNaOH/40grNaOH= 0.005molNaOH M=0.005molNaOH/0.1L M=0.05mol/L b) Ca(OH)2 en agua 0.4grCa(OH)2*1molCa(OH)2/57.1grCa(OH)2=0.007molCa(OH)2 M=0.007molCa(OH)2/0.1L M=0.07mol/L

4. 0.005molsosa*1molHCl/1molsosa=0.005molHCl
M=0.005molHCl/0.0014l
M=3.57M
0.007molCa(OH)2*2molHCl/1molCa(OH)2=0.014molHCl
M=0.014molHCl/0.0012L
M= 11.6M

5. Yo creo que únicamente en la primera tiene sentido ya que la reacción es uno a uno y en el caso de que toda la masa y el volumen fuera preciso y sin equivocación sería lógico decir que el producto de la MV es igual en la base que en el ácido ya que para que algo reaccione y no sobre debe utilizar un x volumen,masa,lo que sea de ácido y si tomamos el numero de moles y vemos que la relación es a uno pues el producto como te sale el numero de moles pues obligatoriamente debe ser uno y por lo tanto coincidirá.

NEUTRALIZACIÓN DE LA SOSA:

La primera neutralización que realizamos fue la de coger sosa y en disolución hacerla reaccionar con HCl. Lo primero que hicimos fue coger la sosa y disolverla en agua. Cogimos 0.2gr de sosa y los disolvimos en 100ml de agua. Posteriormente añadimos fenoftaleína a la disolución. Ésta es una sustancia que hace que si hay una base el líquido se vuelva rosa y así ocurrió, obtuvimos un rosa transparente. Olía mucho a alcohol. Después añadimos 1.4ml de HCl en disolución acuosa gota a gota a la disolución y vimos como el color rosa desaparecía pues la base lo hacía al tratarse de una base. Lo que ocurría es que el ácido más la base daban una sal y agua. Vimos como al añadir gota a gota iba apareciendo un humillo y de repente se volvía transparente (como ya se ha explicado). Habríamos medido el pH primero del HCl obteniendo pH 1(ácido) y de la sosa obteniendo pH 11(básico). En teoría deberíamos haber obtenido pH neutro pero como nos pasamos con el ácido obtuvimos 1 que es muy ácido lo que nos indica que en los productos había HCl.


NEUTRALIZACIÓN DEL HIDRÓXIDO CÁLCICO:

En esta reacción cogimos hidróxido cálcico e hicimos una disolución en agua. Cogimos 0.4g y los disolvimos en 100cc obteniendo una disolución de color blanquecino como si fuese aquarius o algo así. Después añadimos fenoftaleína a la disolución y observamos que aquélla se volvía de color rosa aunque era un rosa más espeso, más blanquecino. Medimos su pH y obtuvimos un pH básico 11 y observamos que se desprendía un olor alcohol, provocado probablemente por la fenoftaleína. Después añadimos 1.2ml de HCl gota a gota y como ha ocurrido antes vemos que empieza a salir un ligero humo y la reacción se vuelve de nuevo transparente. Medimos el pH y nos debería de haber salido 7 pero esta vez no nos pasamos con el ácido y obtuvimos un pH 3 que más o menos se acerca a lo que queríamos conseguir.


6.CONCLUSIONES: Las conclusiones obtenidas son varias y tienen que ver con los objetivos propuestos en su mayoría. Nos hemos convencido todavía más de que el laboratorio es un sitio muy peligroso y que sin la presencia de alguien que sepa las cosas pueden salir muy interesantes y curiosas o en su defecto puede salir todo a perder y hacer estallar algo o lo que sea que pueda poner en peligro a la gente. Estamos aprendiendo a manejar cosas nuevas como la fenoftaleían y las propiedades que pueda tener al aplicarlo en diferentes sustancias. Nos hemos aprendido todavía mejor la diferencia entre disolución y reacción química y hemos visto que las sustancias pueden tener un nombre común a parte de su nombre formulado, como le puede ocurrir a la sosa. Hemos aprendido a conocer la concentración d un ácido a partir de una cantidad de base al realizar una neutralización. Hemos introducido el concepto de molaridad aunque luego lo vayamos a ver en clase pero por lo menos ya sabemos por donde van. Hemos calculado molaridades de distintas disoluciones y finalmente hemos aprendido a usar nuevos instrumentos de laboratorio como pueden ser la bureta. Hemos visto un tipo de reacción química que es la neutralización y que se define como ácido mas base te da sal más agua. También hay otros tipos de reacciones como puede ser la de combustión. Informandome un poco he visto que el HCl tiene numerosas aplicaciones y que aunque no lo sepamos en nuestra casa lo hay probablemente. Esto reivindica el hecho de que aunque nos creamos que esas cosas utilizadas son poco comunes siempre estan en nuestra presencia. Sin ir más lejos el HCl es el ácido que se encarga de digerir en nuestro estómago y además forma el salfumán que sirve para en los sitios muy sucios corroe la suciedad para que se pueda limpiar.
he aqui una reacción de neutralización que nos puede ayudar a entender lo que son a la perfección.

7.BIBLIOGRAFÍA:

La información de este trabajo la he tomado con las notas del laboratorio y buscando cosas en internet. También he obtenido información del cuaderno en el que vienen algunos datos.