Curso 2016-2017
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS
CUADERNO DE PRÁCTICAS
FÍSICA Y QUÍMICA 4º ESO
Nombre del alumno:
Curso 2016-2017
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INDICE
ACTIVIDAD PRÁCTICA Página LUGAR
Normas de funcionamiento en el laboratorio de Ciencias Naturales
Material de laboratorio
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Laboratorio
laboratorio
Prueba de fuego 8 laboratorio
El carbono oculto 9 laboratorio
Grado de acidez 11 laboratorio
Fuerza de rozamiento 13 laboratorio
El secreto de Galileo 15 laboratorio
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N
ORMAS DE FUNCIONAMIENTO EN EL LABORATORIO DE
CIENCIAS NATURALES
MATERIAL DE LABORATORIO
Con esta serie de normas de funcionamiento pretendemos llevar al
convencimiento de que el trabajo experimental, por la propia naturaleza del
método científico, exige que reine el orden y el rigor en el laboratorio como
principio básico de comportamiento en el mismo, logrando así que el
trabajo sea más enriquecedor y se garantice tu propia seguridad y la de
todos los que trabajamos contigo
1. Antes de realizar una práctica debes leer detenidamente el guion de la misma para adquirir una idea clara de su objetivo, fundamento y técnica
2. Al entrar en el laboratorio, atiende las indicaciones del profesor y dirígete a tu puesto. Para ello, el profesor habrá formado los equipos de prácticas y les asignará un puesto de trabajo concreto, con un lote de material
3. A partir de este momento debes evitar todo desplazamiento innecesario, procurando no moverte de tu puesto de trabajo
4. Antes de comenzar el desarrollo de la práctica hay que asegurarse de que cuentas con todo el material necesario, según la relación que aparece en el guion de la práctica, que está en perfectas condiciones de uso.
No toques otro material que el que corresponde a tu práctica, aunque lo tengas a tu alcance. No manejes ninguna instalación del laboratorio si no lo indican las instrucciones. Juguetear con interruptores, enchufes, llaves de gas o de agua, etc., puede acarrear consecuencias muy graves.
5. No debes de trabajar con prendas que cuelguen sobre la mesa (collares, bufandas, corbatas,etc.) Si llevas el pelo largo, conviene recogerlo. Con todo ello evitarás arrastrar y volcar objetos o quemarte con los mecheros. Coloca tus libros y otras pertenencias en los lugares adecuados, de modo que no dificulten el trabajo, ni obstruyan los pasillos.
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7. Todo el material que, a criterio del profesor, se deteriore por el mal uso, será sustituido por el alumnado responsable. Si ello no fuera posible por el tipo de material de que se trate, la restitución se hará en metálico.
8. No arrojes cuerpos sólidos en las pilas, a no ser que estén muy finamente pulverizados y sean fácilmente solubles. Esa clase de residuos, junto con el material desechado, debes depositarlo en las papeleras. Si arrojas líquidos a la pila, ten abierto el grifo del agua.
9. No se deben mantener los mecheros encendidos ni las lamparillas de los microscopios conectadas mientras no se están utilizando. Aparte del ahorro que supone, se pueden evitar accidentes.
10. Cuando se haya terminado la práctica, limpia y ordena todo el material utilizado en la misma.
11. Comprueba que todo vuelve a quedar en perfecto estado de uso, los aparatos eléctricos desconectados, los grifos cerrados, etc. Conviene que lleves una bayeta para secar el material y la mesa.
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MATERIAL DE LABORATORIO
En el laboratorio encontrarás instrumentos, aparatos y materiales que vas a manipular con frecuencia en los próximos años. Conviene que aprendas sus nombres y para qué se utilizan.
Vaso de precipitado
Se emplea para contener líquidos. Si es necesario calentarlo, deberá ser de un material especial llamado «pyrex». Suele tener indicado el volumen aproximado.
Erlenmeyer o matraz cónico
Se utiliza para contener líquidos que reaccionan entre sí o para preparar disoluciones. Se puede calentar y se cierra con unos tapones especiales a los que se acoplan bu retas, termómetros, embudos, etcétera.
Matraz de fondo redondo
Tiene la misma utilidad que el erlenmeyer, pero se usa cuando es necesario calentar de forma uniforme. Se sostiene utilizando pies y abrazaderas apropiados. Si las reacciones no necesitan calentamiento, resulta más cómodo utilizar un matraz de fondo plano.
Probeta
Se emplea para medir el volumen aproximado de los líquidos. Embudo
Se utiliza para separar sólidos de líquidos por filtrado. El papel de filtro se coloca en el interior del embudo.
Embudo de decantación
Sirve para separar líquidos que no se mezclan y tienen diferentes densidades. Primero sale el líquido más denso y, posteriormente, el menos denso.
Pipeta
Se emplea para medir volúmenes exactos de líquidos. Existen pipetas de varios tamaños según los diferentes volúmenes.
Bureta
Se usa para añadir volúmenes muy precisos de líquidos. La llave permite graduar la caída del líquido en forma de goteo.
Mechero Bunsen
Se utiliza para proporcionar calor. Tiene un orificio que regula la entrada de aire y permite controlar la temperatura de la llama. Cuando el orificio está cerrado, la llama es de color amarillo; cuando está abierto, es de color azul. Cuanto más azul sea la llama, más calor producirá
Pies y abrazaderas
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Trípode y rejilla
Se emplean para calentar recipientes. Estos se colocan sobre la rejilla, y el mechero, debajo del trípode.
Cápsula de porcelana
Se usa, sobre todo, para evaporar pequeñas cantidades de una disolución y para calcinar sustancias.
Vidrio de reloj
Tiene la misma utilidad que la cápsula, aunque para cantidades más pequeñas; no se puede calentar directamente a la llama.
Tubo de ensayo
Se emplea para contener las sustancias en las reacciones químicas sencillas. Si es preciso calentarlo no se debe sujetar con los dedos, sino utilizar una pinza de madera para tubo de ensayo.
Gradilla
Se usa para sujetar varios tubos de ensayo en posición vertical.
Espátula
Se emplea para recoger pequeñas cantidades de un sólido. Agitadores
Son varillas de vidrio que se emplean para mezclar bien las sustancias Mortero
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PRUEBA DE FUEGO
INTRODUCCIÓN
Los niveles de energía de los átomos de cada elemento químico presentan una estructura propia. Los ensayos a la llama la ponen de manifiesto. El calor proporciona energía a los átomos que, al regresar a su estado fundamental, desprenden luz de un color característico.
MATERIALES
Un mechero Bunsen
Bastoncillos de algodón
Cuatro cuencos pequeños o vidrios de reloj
Sales de boro, sodio, potasio, calcio estroncio (ácido bórico, bicarbonato de sodio,, cloruro de calcio, citrato de estroncio, bitartrato de potasio o “crémor tártaro”)
Agua destilada
PROCEDIMIENTO
1. Vierte una pequeña muestra de cada sal en un cuenco o vidrio de reloj. Identifícalas con un pequeño rótulo
2. Enciende el mechero con precaución hasta que obtengas una llama de doble cono de luz azulada
3. Coge un bastoncillo y sumerge una de las puntas en agua destilada. A continuación, entiérrala en la primera muestra de sal, para que sus granos se adhieran bien al algodón empapado
4. Expón el extremo del bastoncillo con la sal al cono interior de la llama, con cuidado de que el algodón no prenda, manteniéndolo al calor solo el tiempo necesario para apreciar cómo cambia el color de la llama.
5. Al terminar desecha el bastoncillo en un recipiente en el que habrás puesto aguas del grifo 6. Apunta en tu cuaderno qué color se ha producido en la llama. Repite el procedimiento con
el resto de las sales, siempre con un bastoncillo nuevo
7. Para comprobar que solo la sal afecta al color de la llama, haz una prueba de control con un bastoncillo empapado en agua, pero sin ninguna sal
SEGURIDAD
Utiliza gafas protectoras
No expongas a la llama ningún bastoncillo seco
Enciende y manipula el mechero con mucha precaución
CUESTIONES
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EL CARBONO OCULTO
NTRODUCCIÓN
Los compuestos orgánicos esconden su estructura en una base de átomos de carbono. Este experimento pondrá de manifiesto su presencia
MATERIALES
Hidróxido de calcio y agua
Una botella de litro de vidrio
Un vaso de precipitado y un tubo de ensayo
Una cuchara, una pajita y cerillas largas
Algodón, una astilla de madera y miga de pan.
PROCEDIMIENTO
1. Llena la botella de agua y disuelve en su interior una cucharada de hidróxido de calcio. Remueve bien y cierra herméticamente la botella. Identifica su contenido
2. No todo el hidróxido de calcio se disolverá. Deja la botella en reposo un dia para que el exceso de hidróxido se deposite en el fondo
Acabas de preparar un detector de CO2 . la solución diluida de Ca (OH)2 transparente reacciona
en presencia de CO2 gaseoso, produciendo carbonato de calcio CaCO3
Este compuesto no es soluble y permanece en suspensión en el agua, dándole un aspecto lechoso. Se desarrolla la reacción:
Ca(OH)2 (aq) + CO2 CaCO3 (s) + H2O
3. Sitúa en el vaso de precipitado una pequeña muestra de algodón y préndela con una cerilla larga
4. Sumerge la base del tubo de ensayo en la disolución de Ca(OH)2 exponla con cuidado al
gas que desprende el algodón al quemarse. Si contiene CO2 se formará una lámina de
carbonato de calcio en el exterior del tubo.
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SEGURIDAD
Usa gafas protectoras
Manipula el hidróxido de calcio con guantes y mascarilla
Friega el material y vierte la solución con el carbonato en el fregadero, siempre con abundante agua
CUESTIONES
1. ¿Qué ocurre si no cierras herméticamente la botella?
2. Si soplas demasiadas veces, el aspecto de la disolución cambiará de nuevo. Investiga por qué.
3. La detección de CO2 ¿qué nos indica acerca de la composición de los objetos que lo
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GRADO DE ACIDEZ
LISTADO DE MATERIAL Y SUSTANCIAS
Sustancias: Disoluciones de ácido clorhídrico e hidróxido sódico Otras sustancias como vinagre, leche, agua destilada, zumo de frutas, amoniaco, gel de ducha, etc…
Fenolftaleína
Material vidrio: Tubos de ensayo, pipetas de 5 ml, cuentagotas
Material general: Gradilla, espátulas y papel indicador del Ph
FUNDAMENTO TEÓRICO
El pH de una disolución es la medida de la concentración de protones, [H+], que hay en la misma. Se define como el logaritmo decimal, cambiado de signo, de dicha concentración:
pH=-log[H+]
Se puede conocer si un medio es básico o ácido a través de los indicadores, sustancias que en contacto con un medio cambian su color. Así mismo, la medida del pH de una disolución se puede hacer, de forma aproximada, con papel indicador, que es una mezcla de sustancias que en contacto con el medio cambian de color según el pH de la misma.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Los pasos a seguir serían los siguientes:
Procedimiento 1:
1. Colocar en un tubo de ensayo un poco de agua destilada
2. En cada uno de los tubos restantes, preprar disoluciones acuosas de las sustancias a investigar (vinagre, zumo, amoniaco…)
3. Marcar con una etiqueta el contenido de cada tubo de ensayo
4. Con un cuentagotas tomar una gota de cada uno de los tubos y depositarla en una tira de papel indicador de Ph
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12 Procedimiento 2:
1. Preparar dos disoluciones acuosas de ácido clorhídrico e hidróxido sódico en dos tubos de ensayo
2. Añadir una gota de fenolftaleína al tubo que contiene ácido clorhídrico y otra gota al que contiene hidróxido sódico
3. Observar el color que el mismo indicador toma en medio ácido y en medio básico y anotar el resultado en tu cuaderno
4. Añadir una gota de fenolftaleína en cada uno de los tubos de ensayo del procedimiento 1 y anotar el color que adopta la disolución
OBSERVACIONES Y RESULTADOS
Haz una tabla en la que se recojan las sustancias estudiadas, Ph medido y color observado tanto con el papel indicador como con la fenolftaleína
CUESTIONARIO
1. ¿Qué disolución del procedimiento 1 es la más ácida? ¿Y la más básica? ¿Hay alguna con Ph neutro?
2. Ordena de mayor a menor la acidez de las sustancias analizadas
3. ¿Qué indicador es incoloro en medio ácido? ¿Y naranja en medio básico?
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FUERZA DE ROZAMIENTO
LISTADO DE MATERIAL Y SUSTANCIAS
Dinamómetro
Superficies de diferentes materiales
Tacos de madera de diferentes formas
FUNDAMENTO TEÓRICO
La fuerza de rozamiento es una fuerza que siempre se opone al movimiento. En este caso vamos a estudiar la fuerza de rozamiento entre superficies. Esta fuerza depende de la fuerza que haga el objeto contra el suelo y de las características de las superficies de contacto. La fuerza que hace el objeto contra el suelo en un plano horizontal es igual al peso en módulo y de sentido contrario. En un plano inclinado a esta fuerza es igual a PX (componente vertical del peso P) Se la denomina Normal (N) al ser perpendicular a la superficie. El otro factor del cual depende del coeficiente de rozamiento μ. Este coeficiente de rozamiento viene determinado por las características de las superficies de contacto y el cálculo del mismo es únicamente experimental, ya que depende de innumerables factores como la rugosidad, tipo de materiales, defectos de las superficies… Por tanto, la fuerza de rozamiento viene expresada por: F = µ . N
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Los pasos a seguir serían los siguientes:
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14 7. Repetiremos el mismo proceso con la parte del taco de menor superficie y anotamos el
valor del dinamómetro cuando la velocidad de empuje sea constante. Hacer tres medidas y anotar el valor medido.
8. Repetimos el punto 1 y 2 con otras superficies de contacto anotando los resultados
9. A continuación pesa el taco de madera (te puede servir el dinamómetro). Con el peso calculado sabremos lo que vale la Normal (N). Calcula a continuación para cada medida el valor de µ.
OBSERVACIONES Y RESULTADOS
Completa la tabla siguiente con las medidas realizadas
SUPERFICIE LADO TACO MEDIDA 1 (N) MEDIDA 2 (N) MEDIDA 3 (N) PROMEDIO (N) NORMAL (N) COEFICIENTE µ Madera /madera grande Madera/ madera Pequeño Rugoso /
madera --- Madera
/plástico Grande Madera
/plástico Pequeño Rugoso
/plástico ---
Observa que el coeficiente de rozamiento µ es adimensional
Anota todo lo que puedas concluir con los resultados obtenidos como ¿depende el coeficiente de rozamiento con la superficie de contacto? ¿Y la fuerza de rozamiento? Y ¿con la masa?
CUESTIONARIO
5. Si el objeto se mueve a mayor velocidad, manteniéndose constante durante el recorrido, ¿dependerá en algo la fuerza de rozamiento resultando mayor, menor o igual?
6. Al cambiar el tipo de superficie de contacto, varia la fuerza de rozamiento aunque el taco sea el mismo? ¿Por qué?
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EL SECRETO DE GALILEO
INTRODUCCIÓN
No se sabe con exactitud qué experimentos realizó Galileo para estudiar la caída de los cuerpos. Algunos investigadores piensan que utilizó una estrategia parecida a la que se propone en el siguiente experimento
MATERIALES
Una tabla de madera de 2m de longitud y una bola metálica de 1cm de diámetro
Cuatro gomas elásticas largas gruesas
Cinta métrica y un cronómetro
Un soporte de 10cm de altura
Burlete de espuma adhesiva
PROCEDIMIENTO
Prepara la tabla:
1. Apoya uno de los extremos de la tabla en el suelo y el otro, sobre el soporte
2. Fija las gomas alrededor de la tabla, de modo que se queden paralelas a los lados más cortos del tablero. Sitúa la primera a 45cm del borde superior separa las demás con la misma distancia
3. Mientras rueda, la bola debe desviarse lo menos posible hacia los lados. Si no consigues centrar su trayectoria modificando la posición de la tabla, crea un carril con dos tiras de burlete adhesivo
Estudia la caída:
1. Coloca la bola en lo alto de la tabla, en el centro del borde, y déjala rodar, Tras superar el pequeño obstáculo que ofrece a su paso cada goma, golpeará el tablero, produciendo un sonido.
2. Pon en marcha el cronómetro al soltar la bola y registra el tiempo en el que se produce cada uno de los golpes
3. Repite cinco veces el experimento
4. A partir de las medidas, obtén una media de cada tiempo
Modifica las distancias:
1. Cambia la posición de las gomas a lo largo del tablero. La primera debe quedar ahora a 11cm del borde superior las restantes, separadas por las siguientes distancias: 33cm,55cm y 77cm
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CUESTIONES
1. ¿Cómo son los intervalos de tiempo que tarda la bola en recorrer cada tramo en el primer experimento? ¿Y en el segundo?
2. ¿Qué relación guardan las distancias de cada tramo con los tiempos que tarda en recorrerlos la bola?
3. Justifica los tiempos que mides con la ecuación:
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APLICACIONES DEL PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES
OBJETIVO
Verificar el Principio de Arquímedes. Determinar la densidad de un sólido mediante doble pesada. Determinar la densidad de un líquido respecto a otro de referencia.
LISTADO DE MATERIAL Y SUSTANCIAS
Balanza de 1 g de precisión
Dinamómetro
2 vasos de precipitado conteniendo uno agua destilada y otro agua salina
2 probetas de 0,5 l con los mismos líquidos
Un sólido cuya densidad vamos a determinar
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Determinar la densidad de un sólido
1. Determinar la masa del sólido con la balanza y anotarla
2. Colgarlo del dinamómetro y observar cómo cambia la lectura del mismo si sumergimos el sólido en un líquido
3. Colocar sobre la balanza el vaso con agua destilada y poner a cero el aparato
4. Introducir cuidadosamente el sólido en el líquido , sin que toque el fondo ni las paredes, y anotar la lectura en la balanza
5. Determinar la fuerza de empuje del agua destilada sobre el sólido 6. Calcular el volumen del sólido y su densidad
Determinar la densidad de un líquido
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OBSERVACIONES Y RESULTADOS
Masa del sólido (m)
Lectura de la balanza con el sólido en agua destilada
Fuerza de empuje en agua destilada
Volumen del sólido
Densidad del sólido
Lectura de la balanza con el sólido en agua salina
Fuerza de empuje en el agua salina
Densidad del agua salina
CUESTIONARIO
8. ¿Qué indicaría l lectura de la balanza utilizada en la práctica si el sólido se deja depositado en el fondo del vaso que contiene el agua?
9. Un sólido está suspendido en un dinamómetro y tiene una masa de 150 g. Cuando se introduce el sólido en agua destilada la lectura del mismo es de 120 g.
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