Reporte de práctica 4, Ejercicios de Química

¡Descarga Reporte de práctica 4 y más Ejercicios en PDF de Química solo en Docsity! Universidad de San Carlos de Guatemala Facultad de Ingeniería Escuela de Ciencias Área de Química General Laboratorio de Química General 1 Practica # 4 Clarificación de Agua Nombre: Oscar Eduardo Ramos Alvarez Carne: 202001437 Instructor: María Laparra Sección de laboratorio: K4 Fecha de realización: 15/10/2020 Fecha de entrega: 29/10/2020 1 RESUMEN En la práctica clarificación de agua se determinó la eficiencia del método de decantación y del método de filtración realizados de una forma casera con materiales comunes. En el reporte realizado se determinaron los porcentajes de recuperación y los errores de cada sustancia separada. Además se especificó según la práctica que método utilizado fue el más eficiente y se buscaron métodos alternos para cada uno de ellos. La práctica se realizó con una probeta fabricada de forma casera, con un bote de plástico, una jeringa, una cuchara sopera, platos de cerámica y un filtro de casero en una botella de plástico que contenía: carbón, piedrín, arena y algodón. Se utilizaron ecuaciones para determinar los porcentajes de recuperación de agua con arena. Se observó que método de separación fue el más eficiente y se encontraron otros métodos de separación que pueden utilizarse en vez de los métodos utilizados (Decantación y Filtración). El método más efectivo de los dos fue el método de decantación, obteniendo un valor de 86% de porcentaje de recuperación del volumen de agua, ante el 85% que se obtuvo del método de filtración. Los errores relativos y la desviación estándar del porcentaje de recuperación del volumen de agua fueron bastante altos, por lo tanto, se determinó que ninguno de los dos métodos es eficiente ni preciso. Las condiciones del laboratorio estaban dadas a una temperatura ambiente de 25 °C. 4 lo cual, éste atravesará sin problemas los poros del filtro, mientras que las partículas del sólido quedarán retenidas” (Miñarro, Proyecto Newton "Sustancias Puras y Mezclas", 2015, págs. 7-8). El filtro que se utilizó en esta práctica estaba conformado por: carbón, piedrín, arena, algodón y una botella de 1 de Coca-Cola. El carbón se utiliza para eliminar bacterias y malos olores, el piedrín para retener partículas grandes de la mezcla, la arena quita los residuos más pequeños de la mezcla y el algodón evita que el agua filtrada se precipite al cuello de la botella. El filtro se podría mejorar utilizando otro tipo de recipiente para contener los materiales. El porcentaje de recuperación de volumen de agua obtenido de la decantación fue de un 86% y el porcentaje de recuperación que se obtuvo utilizando el método de filtrado fue de un 85%. Cabe recalcar que la filtración de la mezcla agua-arena se empezó a realizar al inicio de la práctica, mientras que la decantación de la mezcla se empezó a realizar minutos después de haber iniciado la práctica. También es importante mencionar que el agua que se obtuvo por medio del filtro salió más clara y con menos residuos que el agua que se obtuvo por medio de decantación. El porcentaje de error que se obtuvo en el método de decantación fue de 14% y el porcentaje de error que se obtuvo del método de filtración fue de 15%. El método de filtración tiene un mayor porcentaje de error porque el filtro todavía no había terminado de filtrar la mezcla al momento de finalizar la práctica. Esto se debe porque el agua pasa por diferentes materiales antes de salir del filtro y hace que este método sea más tardado que el método de decantación. El método de decantación tiene un porcentaje bajo a comparación del método por filtración, esto se debe a que la mezcla solo se dejó reposar, dejando muchas partículas pequeñas en el volumen final, cosa que no sucedió en la filtración. 5 La desviación estándar que se obtuvo del método de decantación fue de 1,73% y la desviación estándar que se obtuvo de la filtración fue de 5,0 %. Los valores obtenidos en los dos métodos fueron bastante altos, lo que significa que no son precisos, esto pudo ser causado por los instrumentos que se utilizaron para realizar la práctica y por la duración que tuvo la misma. Un método alternativo podría ser la utilización de papel filtro de café, en vez de construir el filtro con arena, piedras y carbón. Este filtro se utilizaría en una situación en la cual se tiene que filtrar una mezcla y no se cuenta ni con el tiempo ni con los materiales necesarios para hacer uno con carbón y arena. Otro método efectivo para la separación de mezclas heterogéneas es la Centrifugación, ya que hay mezclas que son homogéneas a simple vista, pero que en realidad son heterogéneas. Las partículas del sólido son tan pequeñas que la gravedad no las atrae hacia el fondo, y tampoco el papel filtro logra retenerlas. En estos casos se recurre entonces a la centrifugación, con la cual gracias a la aceleración las partículas experimentan una fuerza que las empujan hacia el fondo; tal como si la gravedad aumentara varias veces. El resultado es que se obtiene una mezcla (parecida a B) de dos fases, de la cual puede tomarse o pipetearse el sobrenadante (la parte de arriba).La centrifugación se ejecuta constantemente cuando se quiere separar el plasma de las muestras de sangre, o el contenido de grasa de la leche. 6 CONCLUSIONES 1. Se determinó que la probeta casera no medía el volumen exacto, debido a la mala calibración del instrumento volumétrico. En cuanto a la medición se observó la facilidad de equivocarse ya que la probeta es engañosa, por lo que al momento de medir se debe colocar la probeta al nivel del rostro y se debe observar desde un buen Angulo para poder medir. 2. Se determinó que el método de filtración fue bastante efectivo para la separación de la mezcla de agua con arena. Con este método se obtuvo mayor clarificación del agua debido a las fases del filtro, el cual eliminaban las partículas de la mezcla obteniendo mejores resultados. Se determinó que el porcentaje de recuperación no fue exacta obteniendo un error de exactitud de 5% y una precisión de 15%. El método de filtración fue el que menor porcentaje de recuperación de volumen tuvo, debido a las fases que contenía el filtro. 3. Se determinó que el método de decantación fue el menos efectivo para clarificar el agua, ya que era posible el traspaso del sólido. Pero fue el método con mayor porcentaje de recuperación del volumen de la mezcla de agua y arena, con un 86% de agua recuperada. Se determinó que el porcentaje de recuperación fue exacta obteniendo una exactitud de 1,73% y una precisión de 14%. 9 MUESTRA DE CÁLCULO 1. Determinación del porcentaje de recuperación del volumen de la mezcla de agua (𝐻2𝑂) con arena (Método de Decantación). %𝑅 = 𝑉𝑅 𝑉𝑎 ∗ 100 (1) Donde: %𝑅 = Porcentaje de recuperación (%) 𝑉𝑅 = Volumen recuperado (mL) 𝑉𝑎 = Volumen total agregado (mL) Utilizando los valores de los volúmenes de la primera decantación de agua (𝐻2𝑂) con arena. 𝑉𝑅 = 85 𝑚𝐿 𝑉𝑎 = 100 𝑚𝐿 Sustituyendo los volúmenes en la ecuación 1, se obtiene: %𝑅 = 𝑉𝑅 𝑉𝑎 ∗ 100 %𝑅 = 85 𝑚𝐿 100 𝑚𝐿 ∗ 100 %𝑅 = 85% Esta ecuación se utilizó para determinar el valor del porcentaje de recuperación del volumen de la mezcla de agua con arena. Los datos se encuentran en las tablas # ll, lll y V. 10 2. Conversión al sistema internacional de los datos calculados (Verificación de la Probeta). Utilizando los valores de la primera corrida de la muestra de agua (𝐻2𝑂), se obtiene: 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 = 98 𝑚𝐿 Sustituyendo el valor: 98 𝑚𝐿 ∗ 1𝑚3 1000000 𝑚𝐿 = 0,000098 𝑚3 Estas dimensionales se utilizaron para convertir las unidades en sistema internacional el volumen de las muestras. Los datos se encuentran en la tabla # lV. 11 ANÁLISIS DE ERROR 1. Determinación de la media del porcentaje de recuperación del volumen de la mezcla de agua (𝐻2𝑂) con arena (Método de Decantación). %𝑹 = ∑ %𝑅𝒊𝒏𝒊=𝟏 𝒏 (2) Donde: %𝑹 = Media del porcentaje de recuperación del volumen de la mezcla de agua (𝐻2𝑂) con arena. %𝑅𝒊 = Valores del porcentaje de recuperación de la me mezcla de agua (𝐻2𝑂) con arena de cada repetición. 𝒏 = Número de repeticiones de las mezclas de agua (𝐻2𝑂) con arena. Utilizando los valores del porcentaje de recuperación de las mezclas de agua (𝐻2𝑂) con arena. %𝑅 , #1 = 85% %𝑅 #2 = 88% %𝑅 , #3 = 85% 𝒏 = 3 Sustituyendo los valores en la ecuación 4: %𝑹 = 𝟖𝟓% + 𝟖𝟖% + 𝟖𝟓% 𝟑 %𝑹 =86% Esta ecuación se utilizó para determinar la media del porcentaje de recuperación del volumen de la mezcla de agua con arena. Los datos se encuentran en las tablas # ll, lll y V. 14 4. Determinación del error relativo del porcentaje de recuperación del volumen de la mezcla de agua (𝐻2𝑂) con arena (Método de Decantación). 𝐸𝑟 = |%𝑀𝑅𝑒−%𝑅𝑡| %𝑅𝑡 ∗ 100 (4) Donde: 𝐸𝑟 = Error relativo del porcentaje de recuperación del volumen de la mezcla de agua (𝐻2𝑂) con arena. (%) %𝑀𝑅𝑒 = Media del porcentaje de recuperación de la me mezcla de agua (𝐻2𝑂) con arena, experimental. (%) %𝑅𝑡 = Valor del porcentaje de recuperación de la me mezcla de agua (𝐻2𝑂) con arena, teórico. (%) Utilizando los valores del porcentaje de recuperación del volumen experimental y el porcentaje de recuperación del volumen teórico de las mezclas de agua (𝐻2𝑂) con arena. %𝑀𝑅𝑒 = 1,86% %𝑅𝑡 = 100% Sustituyendo los valores en la ecuación 6: 𝐸𝑟 = |86%−100%| 100% ∗ 100 𝐸𝑟 =14% La ecuación se utilizó para obtener error relativo de la media del porcentaje de recuperación del volumen de la mezcla de agua con arena. Los datos se encuentran en la sección de tablas # ll, lll y VI. 15 DATOS CALCULADOS Tabla lV. Media del volumen verificado de la probeta Sustancia Repetición Volumen (mL) Volumen Verificado (mL) Media del Volumen Verificado, 𝒗 (mL) Media del Volumen Verificado, 𝒗 (m3) 1 100 98 Agua 2 100 96 97,66 0.000097 3 100 99 Fuente: Elaboración propia, 2020. Tabla V. Porcentaje de recuperación del volumen y media del porcentaje de recuperación del volumen (mezcla de agua-arena). Método Repetición Volumen Total de agua (mL) Volumen Recuperado de agua (mL) Porcentaje de Recuperación del volumen de agua, %𝑹 (%) Media del Porcentaje de Recuperación del volumen de agua, %𝑹 (%) 1 100 85 85 Decantación 2 100 88 88 86 3 100 85 85 1 100 80 80 Filtración 2 100 90 90 85 3 100 85 85 Fuente: Elaboración propia, 2020. 16 Tabla Vl. Desviación estándar del porcentaje de recuperación del volumen y error absoluto y relativo del porcentaje de recuperación. Método Desviación Estándar, 𝜎%𝑅 (%R) Error Absoluto, 𝐸𝑎 (%R) Error Relativo, 𝐸𝑟 (%) Decantación 1,73 14 14 Filtración 5,0 15 15 Fuente: Elaboración propia, 2020.