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Podcast de la Industria Minerometalúrgica

Práctica 1: "No todo lo que brilla es oro"

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

Colegio de Ciencias y Humanidades

Plantel SUR

QUÍMICA III

Práctica no. 1  “No todo lo que brilla es Oro”

Profesora: Adriana Vega Garnica

Integrantes del Equipo:

Carolina

Daniela

Irane Kimberly

Kimberly Viridiana

Stephanie

GRUPO: 534

Fecha de Entrega:

14- Octubre- 2010

Práctica no. 1

NO TODO LO QUE BRILLA ES ORO! Propiedades físicas de los metales: brillo, densidad, conductividad eléctrica y conductividad térmica.

 MARCO TEÓRICO

INTRODUCCIÓN 

Los metales se encuentran en la naturaleza en estado libre o nativo: cobre, mercurio, plata, oro, rutenio, rodio, paladio, osmio, indio y platino. Algunos de estos también se encuentran formando parte de compuestos. En forma de compuestos encontramos a los metales en la corteza terrestre como óxidos, óxidos parcialmente hidratados, sulfuros, carbonatos, sulfatos y silicatos además en agua de mar o depósitos subterráneos formados por la evaporación de mareso lagos en forma de cloruros, sulfatos y carbonatos.

Los metales generalmente se caracterizan por:

1.       Presentar una apariencia brillante

2.        A temperatura ambiente (T= 25° C) todos son sólidos a excepción del mercurio que es líquido.

3.       Son de color blanco plateado, excepto el oro y el cobre que son amarillo y rojizo respectivamente.

4.       En su mayoría son maleables, se pueden hacer láminas.

5.       Generalmente son dúctiles, sin romperse pueden adquirir forma de de alambres.

6.       En su mayoría se funden a elevadas temperaturas( con excepción de los metales alcalinos).

7.       Son buenos productores de calor y de la electricidad.

Nota: Cabe destacar que durante esta actividad experimental, presenciaremos algunas de estas propiedades.

EXPERIMENTO A. BRILLO METÁLICO Y CONDUTIVIDAD ELÉCTRICA EN DIVERSOS MATERIALES

OBJETIVOS

1.       Diferenciar entre materiales metálicos y no metálicos con base en sus propiedades físicas.

2.       Identificar y observar de acuerdo   a sus características a los metales FE,CU, Al, Sn, Pb y aleación.

3.       Observar el brillo característico de los metales FE, CU, Al, Sn, Pb y alguna aleación

4.       Determinar y observar la conductividad eléctrica en algunas muestras metálicas.              

PROBLEMAS A RESOLVER

¿Por su apariencia, podríamos distinguir un metal de un no metal?

¿Cómo es que conducen la corriente eléctrica algunas sustancias?

 PLANTEAMIENTO DE LA HIPÓTESIS

Nosotras suponemos que de entrada no diferenciaremos del todo bien entre metles y no metales, puesto que algunas características las comparten los dos y será un poco fácil confundirnos.

Al terminar de experimentar este punto habremos diferenciado unos de otros y resolveremos dudas.

METODOLOGÍA

MATERIAL

è 1 Lija de Agua

è 1 Circuito Eléctrico ( Probador de Corriente)

è 1 Vidrio de Reloj

è 1 Hoja de papel blanca

SUSTANCIAS

è Trozos pequeños de: aluminio, plomo, estaño, aluminio, hierro

è Una moneda

è Un clavo

è Una llave (de puerta)

è Un trozo de Vidrio

è Una puntilla de lápiz

è Azufre en polvo

è Un trozo de madera

è Una goma de borrar

PROCEDIMIENTO

1.       Coloca de manera separada, todas las sustancias sobre la hija de papel y el azufre colócalo sobre  un vidrio de reloj.

2.       Observa con detenimiento las características físicas de cada una de las sustancias y regístralas en la tabla no.

3.       Con un pedazo de lija raspa cada uno de los  materiales y observa si presenta una apariencia brillante. Anota tus observaciones en la tabla no. 1

4.       Solicita un circuito eléctrico y ¡Con PRECAUCIÓN! Determina si los materiales enlistados conducen la corriente ( coloca los cables en los extremos y observa si prende el foco). Anota tus observaciones en la tabla no. 1  ¿Por qué unos materiales conducen la corriente eléctrica y otros no?

RESULTADOS  Y ANÁLISIS DE RESULTADOS

MATERIAL	SÍMBOLO QUÍMICO	ASPECTO FÍSICO	BRILLO	CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA
			SI      NO	SI               NO
Clavo		Oxidado, duro.	/	/
Madera		Café, Dura, Rústica.	/	/
Aluminio	Al	Brilloso, duro.	/	/
Cobre	Cu	Brilloso, delgado, duro, rojizo.	/	/
Punta de lápiz		Oscura, Suave.	/	/
Estaño	Sn	Duro.	/	/
Goma de borrar		Suave, blanca.	/	/
Vidrio		Duro, transparente.	/	/
Plomo	Pb	Duro.	----------	-------------------
Llave		Dura, Brillosa.	/	/
Azufre	S	Duro y brilloso.	----------	-------------------
Moneda		Brillosa.	/	/
Hierro	Fe	Opaco, duro.	/	/
Tela		Suave, manejable, delgada.	/	/
Plástico		Suave, delgado, brilloso.	/	/

Como se podrán dar cuenta los únicos  elementos que tenían conductividad eléctrica, fueron los metálicos a diferencia del resto como el trozo de madera, la goma de borrar, el vidrio y la tela esto es porque son materiales AISLANTES de la corriente eléctrica   es decir la repelen no la conducen a través de sus cuerpos es por ello que este tipo de materiales los emplean precisamente en instrumentos que comparten una parte conductora y otra aislante.

                                                                                                                                                                                         GUÍON DE DISCUCIÓN

1.       ¿De acuerdo a las observaciones realizadas, podrías diferenciar entre materiales metálicos y nometálicos?                                                                                                                                     Muy Probablemente aunque a la hora de argumentar habría contradicciones ya que pensamos  que hay que fundamentar bien nuestra respuesta de que son o no metales y para ello sería necesario incluir la experimentación de más características de identificación entre estos dos.

2.       ¿Qué otras propiedades tendrías que considerar y experimentar para llegar a una conclusión más general?                                                                                                                   

El hecho de que reflejen la luz, ya que los metales la reflejan cosa que los no metales no hacen, si son maleables o dúctiles( esta característica está presente en los metales sólidos), en los colores (porque en su gran mayoría los metales tienen un color plateado), y por último el nivel de conductividad del calor( ya que en los no metales esta parte no se manifiesta por el contrario de los metales)

3.        Dentro de los materiales metálicos ¿ Existen unos que sean más metales que otros ? (Justifica tu respuesta)                                                                                                                                     

 Pensamos en que no es tanto que sean más metales unos que otros sino que algunos metales es más notorio el desempeño de algunas propiedades de unos con otros, por ejemplo el cobre sabemos que es un metal y también que es el mejor conductor de electricidad es por ello que se emplea más que otros en algunos casos, también depende de las propiedades que posean individualmente ya sean pocas o muchas.

EXPERIMENTO B

CARACTERÍSTICAS Y PROPIEDADES FÍSICAS. Observa directamente al menos diez metales y luego al microscopio. Anota sus características en la tabla no. 1

Tabla no.1 Propiedades físicas de los metales, antes y después de observarlos al microscopio.

METAL	COLOR	FORMA	MALEABLE O FRÁGIL	CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA	DENSIDAD
Moneda	Plata/ oro		--------------	Si	1ml
Clavo	Gris		--------------	Si	2ml
Hierro	Gris		--------------	Si	1ml
Aluminio	Gris		--------------	Si	.5ml
Acero	Gris		--------------	Si	.001ml
Cobre	Rojizo		--------------	Si	.13ml

DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD

1.       Mide un volumen preciso de agua, 30 a 35 ml, en la probeta de 50 ml

2.       Pesa de 30 a 40g de cada metal, registra exactamente el peso de cada uno en la tabla no. 2

3.       Agrega una muestra de metal en la probeta y registra la variación de volumen

4.       Con los datos obtenidos, calcula la densidad de los metales

5.       Retira el metal del agua, y repite los pasos del 1 al 4 una vez más.

6.       Saca un promedio de los valores de la densidad de cada uno de los metales, a fin de ser más confiables tus determinaciones. Registra los datos y valores de la densidad en la tabla no.2

7.       Repite todo el procedimiento anterior anterior para los demás muestras de nuestros metales. Registra tus datos en la tabla no.2.

REGISTRO DE OBSERVACIONES, DATOS, RESULTADOS Y EVIDENCIAS EXPERIMENTALES.

 Tabla No. 2 Densidad determinada experimentalmente de 5 metales.

Muestra del metal	Símbolo químico	Masa (g)	Volumen de agua (ml)	Volumen del agua + metal	Densidad
Cobre	Cu	.1	1ml	1.13ml	.13ml
Zin	Zn	1	1ml	2ml	1ml
Aluminio	Al	.2	1ml	1.5ml	.5ml
Plomo	Pb	32	1ml	1.7ml	.7ml
Hierro	Fe	.4	1ml	2ml	1ml

GUIÓN DE DISCUSIÓN

1.       ¿Qué datos se necesitan para determinar las densidades?                                                              

Para calcula la densidad de cualquier cosa es necesario sabe la masa y el volumen, porque si recordamos la densidad es una magnitud referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen

2.       ¿La densidad es una propiedad intensiva o extensiva (Justifica tu respuesta)?                       

  Es una magnitud intensiva y la llamamos así porque es aquella cuyo valor permanece inalterable al subdividir el sistema inicial en varios subsistemas; es decir que no depende de la cantidad de sustancia considerada. Por este motivo, y en contraposición a las propiedades extensivas, las intensivas no constituyen magnitudes aditivas. Una propiedad intensiva puede corresponder a una magnitud escalar o vectorial.

3.       ¿Son iguales las densidades de los metales (Justifica tu respuesta)?                        

 Definitivamente no, ya que los metales no posen las mismas características en cuanto a su composición y estructura así que no resultaría que los metales hablando genéricamente obtuviéramos los mismos valores.

4.       ¿Por qué es importante conocer la densidad de las sustancias?

Para saber que tanta masa es la que ocupa un cuerpo dentro de un volumen

5.       ¿Serviría la densidad  para identificar un metal? ¿Por qué?                                                  

 Nosotras creemos que  de alguna manera sí, ya que cada sustancia tiene un valor de densidad determinado quizá y no es exacto pero más o menos nos da una idea al arrojarnos  valores aproximados, entonces podríamos saber si es metal o aleación un ejemplo muy claro es el de Arquímedes al descubrir y emplear por primer vez a la densidad dado a la tarea de determinar si el orfebre del rey Hierón II de Siracusa  desfalcaba el oro a la hora de la fabricación de una corona para los dioses y si además hacía aleaciones de metales.

EXPERIMENTO C.

CAPACIDAD TÉRMICA DE LOS METALES

OBJETIVOS

1.       Comprender el fenómeno de la conductividad térmica

2.       Conocer y determinar la capacidad de conductividad térmica de varias muestras metálicas y de aleación.

3.       Clasificar las muestras de acuerdo a su capacidad térmica

PROBLEMAS A RESOLVER

1.       ¿Qué elemento es mejor  y cuál es el menor conductor térmico?

2.       ¿De qué depende que sea mejor o menor conductor eléctrico?

METODOLOGÍA

DISENO EXPERIMENTAL

MATERIALES

è 1 Vaso de Precipitados de 50 ml

è 1 Tripie

è 1 Mechero de Bunsen

è 1 Tela de Alambre con asbesto

è 1 Espátula

è 1 Pinzas para el tubo de ensaye

è 1 Cronómetro o reloj con segundero

SUSTANCIAS

è Una vela o veladora (cera) cortada en trozos pequeños

è Un trozo de alambre de cobre , hierro, aluminio, y acero(aproximadamente 3 a 4cm)

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

1.       Traer previamente la vela cortada en trozos pequeños , de lo contrario hacerlo en el laboratorio, utilizando la espátula con la debida precaución para no lastimarse.

2.       Coloca los trozos de cera en el vaso de precipitados e inicia el calentamiento suave hasta que la muestra esté totalmente fundida ( mantener el calentamiento suave durante la toma de las muestras).

3.       Introduce el alambre de cobre (1cm) en la cera fundida repetir esto tres veces, dejando enfriar cada vez para que se solidifique. Se recomienda marcar la distancia de 1 cm en cada extremo de los alambres de metal.

4.       Repetir esta operación con las demás muestras metálicas

CALENTAMIENTO DE MUESTRAS

5.       En la pinza para tubo de ensaye se colocan dos muestras diferentes (una en cada extremo) cuidando que aproximadamente un cm de alambre quede dentro de las pinzas, el extremo libre debe contener la cera.

6.       Enciende el mechero y ajústalo a una flama pequeña y azul para indicar el calentamiento.

7.       Coloca sobre la flama la parte central de la pinza con las muestras(no calentar directamente los alambres metálicos ) accionaar el cronómetro y tomar el tiempo en el momento en el que funda la cera y hasta que se derrita por completo. Registrar tus observaciones en la tabla no. 2

8.       Repetir la operación dos veces para cada muestra. Se sugiere enfriar con agua las muestras, dejarlas retomar 2 minutos y retomar las mediciones.

REGISTRO DE OBSERVACIONES, DATOS, RESULTADOS Y EVIDENCIAS EXPERIMENTALES.

Tabla no. 3 Capacidad térmica de los metales.

Muestra	Primera fundición. Tiempo (s)	Segunda fundición. Tiempo (s)
Aluminio	2segundos, 8 milésimas de segundo.	2segundos, 6 milésimas de segundo.
Zinc	2 segundos, 1 milésimas de segundo.	2 segundos, 4 milésimas de segundo.
Cobre	.6 segundos,  81 milésimas de segundo.	.6 segundos,  88 milésimas de segundo.
Acero	1 segundo, 57 milésimas de segundo	1 segundo, 58 milésimas de segundo

GUÍA DE DISCUCIÓN

REALIZA UNA INVESTIGACIÓN DOCUMENTAL SOBRE:

1.       Temperatura de Fusión del Aluminio, Hierro Cobre y Acero

• Aluminio: Tiene un punto de fusión bajo: 660 °C (933° K).
• Hierro: 1808 K
•  Cobre: 1357,77 ^[4]  K
• Acero:

2.      ¿Cuál fue el mejor conductor de calor (justifica tu respuesta)?

El cobre

3.    En casa ¿qué metales se ocupan donde hay calor (estufa, horno, calentador de agua, tenazas para el cabello, etc.) ¿porqué?                                                                                                       

El aluminio, el fierro y el acero inoxidable, porque son metales resistentes a diversos factores.