INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

DEPARTAMENTO DE FORMACIÓN BÁSICA

ACADEMIA DE QUÍMICA

LABORATORIO DE QUÍMICA GENERAL

Sesión No. 4 “DIFERENCIAS ENTRE ESCALAS DE LABORATORIO”

OBJETIVO GENERAL

• Realizar diversos procedimientos experimentales para la manipulación de material de laboratorio e identificar la secuencia para cada uno de ellos.

OBJETIVOS PARTICULARES

• Identificar los procedimientos y materiales adecuados en cada experimento.

• Realizar las secuencias experimentales para diferenciar el manejo de material en dos diferentes escalas de manipulación.

• Valorar el orden y limpieza en las actividades experimentales

INTRODUCCIÓN

Un ingeniero químico debe ser capaz de identificar el material de laboratorio correcto y usarlo de manera pertinente para efectuar cualquier procedimiento experimental que se requiera dentro del área en que se desempeña.

La experimentación no es la simple repetición de un fenómeno de tal forma de poder correlacionar datos y verificar la validez de una teoría. Al diseñar un experimento químico se deben prever todas las opciones de operación y de validación existentes.

Las capacidades de indagación deben tomar en cuenta las diversas operaciones de separación, purificación y valoración de las sustancias que se manejan antes, durante y al final de un proceso químico. Por lo anterior, al diseñar un experimento químico debemos seleccionar la escala de trabajo que represente manipulaciones accesibles, costos y desechos mínimos, pero que permita visualizar las características, propiedades o cantidades deseadas.

En el ámbito experimental, toda operación cuenta con dos escalas de trabajo en el laboratorio, antes de llevar el proceso al nivel industrial:

• Escala de vidrio

Se reconoce con esta denominación aquella operación que se realiza en el laboratorio, generalmente con material de vidrio, y a su vez se divide en:

- Microescala; la cual utiliza materiales diseñados o adaptados para consumir cantidades mínimas de sustancias, con el consecuente ahorro de recursos, espacio y menor impacto ambiental.

- Macroescala; es la operación tradicional en la que se utilizan materiales convencionales y las cantidades de las sustancias son adecuadas para una visualización cómoda e inmediata: en consecuencia, los desechos y residuos son de mayor consideración.

• Escala planta piloto

Para reconocer el impacto de las variables involucradas en una operación prevista con cantidades proyectadas para una situación de la vida cotidiana, se hace necesario diseñar los equipos como si estuvieran en la planta pero con menores dimensiones, para poder efectuar repeticiones del proceso experimental y cuyas afectaciones económicas y ambientales no sean elevadas.

Procedimientos experimentales

Cuando es necesario establecer la cantidad y/o concentración presente de algún compuesto químico (por ejemplo: la dureza del agua, la concentración de una solución, etc.) la titulación volumétrica es uno de los métodos de análisis químico cuantitativo más usuales e importantes.

La filtración es una operación que permite separar un sólido insoluble (de grano relativamente fino) por medio de un material poroso o membrana (filtro) que permite el paso del líquido y retiene el sólido. Los filtros más comunes son: papel filtro, fibra de asbesto, algodón, fibra de vidrio y tierras especiales.

ACTIVIDADES PREVIAS

• Visita los laboratorios pesados de la ESIQIE y toma una fotografía del equipo que te haya llamado más la atención.

• Escribe el nombre y la definición de la operación unitaria a la que corresponde el equipo mencionado y cita tres productos que se pueden obtener mediante el mismo, de ser posible incluir las marcas comerciales.

• Dibuja en la bitácora las dos figuras (1 y 2) correspondientes a la titulación y la filtración.

• A continuación se te presenta un video de como armar la microbureta, el cual tendrás que revisar para que puedas realizarla en el laboratorio.

ACTIVIDADES EN EL LABORATORIO

1.- Titulación (Valoración)

Realiza cada una de las siguientes operaciones en la secuencia señalada, sin contaminar tu material y los reactivos empleados. Pregunta antes de realizar algo que desconozcas.

2.- Filtración.

Realiza cada una de las siguientes operaciones en la secuencia señalada, sin contaminar tu material y los reactivos empleados. Pregunta antes de realizar algo que desconozcas.

REPORTAR EN LA BITÁCORA

• Describe las diferencias y semejanzas existentes entre los procedimientos micro y macro de trabajo experimental en el laboratorio.

• Determina la masa de precipitado obtenido en cada experimento, así como las diferencias físicas entre ellos.

• Escribe las conclusiones sobre la utilidad y el impacto de cada una de las escalas utilizadas en las actividades experimentales del laboratorio.