Práctica de Laboratorio: Observación de propiedades de la materia, uso de instrumentos básicos y normas de seguridad en el laboratorio

 

Observación de propiedades de la materia, uso de instrumentos básicos y normas de seguridad en el laboratorio

 

Objetivo general

Observar y diferenciar propiedades físicas y químicas de diversas sustancias, aplicar normas de seguridad en el laboratorio y utilizar correctamente instrumentos básicos, incluyendo la balanza, para determinar la densidad.

 

Objetivos específicos

• Reconocer la importancia de las normas de seguridad y aplicarlas adecuadamente en el laboratorio.
• Utilizar correctamente instrumentos básicos de laboratorio: balanza, cilindro graduado, tubos de ensayo, etc.
• Determinar experimentalmente la densidad de sólidos y líquidos mediante la relación masa/volumen.
• Observar, registrar y analizar propiedades físicas y químicas de diversas sustancias.

 

Introducción

El laboratorio de química es un espacio fundamental para el aprendizaje práctico de conceptos teóricos. Sin embargo, su correcto aprovechamiento requiere del cumplimiento estricto de normas de seguridad para evitar accidentes que pueden poner en riesgo a los estudiantes y al personal docente.

Por otro lado, la materia que nos rodea se caracteriza por presentar una variedad de propiedades, tanto físicas como químicas. Las propiedades físicas son aquellas que se pueden observar o medir sin alterar la composición química de la sustancia, como la densidad, color, estado de agregación, punto de fusión y ebullición. En cambio, las propiedades químicas sólo se manifiestan cuando la sustancia experimenta una transformación química, como la reactividad con ácidos, la inflamabilidad o la efervescencia.

Esta práctica integra los conceptos fundamentales de seguridad, uso de instrumentos y observación de propiedades, permitiendo al estudiante desarrollar habilidades de manipulación de materiales y análisis de evidencias experimentales. Además, se abordará el concepto de densidad, relacionando masa y volumen, lo cual constituye una propiedad física intensiva útil para la identificación de sustancias.

 

Fundamentos teóricos

1. Seguridad en el laboratorio

Las normas de seguridad son esenciales para prevenir riesgos durante las actividades experimentales. Estas normas incluyen:

• Uso de bata de laboratorio para proteger la ropa.

• Uso de gafas de seguridad para evitar salpicaduras en los ojos.

• No ingerir alimentos ni bebidas en el laboratorio.

• Conocer la ubicación de extintores, ducha de emergencia y lavaojos.

• Leer las etiquetas de los reactivos y reconocer los pictogramas de peligro.

Ejemplo: Si un frasco tiene un pictograma con una llama, indica que el producto es inflamable y debe mantenerse alejado del mechero.

2. Manejo de instrumentos

Los instrumentos básicos permiten medir y manipular sustancias con precisión:

• Balanza digital: para medir la masa de sustancias.

• Cilindro graduado: para medir volúmenes líquidos.

• Tubo de ensayo: para realizar pequeñas reacciones.

• Mechero: para calentar sustancias.

Ejemplo: Para determinar la masa de un clavo de hierro, primero se coloca un vaso vacío en la balanza, se tara (ajusta a cero), luego se añade el clavo y se lee la masa.

 

3. Densidad

La densidad es una propiedad física intensiva que relaciona la masa (m) y el volumen (V) de una sustancia:

La densidad se expresa comúnmente en g/mL o g/cm³.

Ejemplo 1: Si un trozo de metal tiene una masa de 25 g y desplaza 5 mL de agua, su densidad es:

Ejemplo 2: El agua tiene una densidad de 1.00 g/mL, mientras que el aceite tiene una densidad menor (~0.92 g/mL), por eso el aceite flota sobre el agua.

 

4. Propiedades físicas y químicas de la materia

Propiedades físicas:

Son aquellas que pueden observarse sin cambiar la composición química de la sustancia.

Ejemplos:

• Color: El azufre es amarillo.
• Solubilidad: La sal se disuelve en agua.
• Punto de ebullición: El agua hierve a 100 °C.
• Estado físico: El alcohol es un líquido a temperatura ambiente.

Propiedades químicas:

Solo se observan cuando la sustancia sufre un cambio químico.

Ejemplos:

• Reactividad con ácidos: El bicarbonato reacciona con vinagre liberando gas (CO₂).
• Inflamabilidad: El alcohol puede prenderse fuego.
• Oxidación: El hierro se oxida con el tiempo al estar expuesto al aire y humedad (forma óxido).

 

Materiales y reactivos

• Balanza digital
• Cilindro graduado de 100 mL
• Vaso de precipitados
• Tubos de ensayo
• Pinzas para tubos
• Mechero de alcohol o Bunsen
• Agua destilada
• Aceite vegetal
• Alcohol etílico
• Clavos de hierro
• Trozos de madera
• Sal de mesa
• Bicarbonato de sodio
• Vinagre blanco

 

Procedimiento experimental

A. Seguridad y manejo de instrumentos

1. Leer y discutir las normas básicas de seguridad en grupo.
2. Identificar pictogramas de peligro en etiquetas de reactivos.
3. Observar una demostración del docente sobre el uso de balanza, cilindro graduado y tubos de ensayo.
4. Practicar el manejo adecuado de los instrumentos con supervisión.

B. Determinación de la densidad

1. Pesar un clavo de hierro en la balanza digital.
2. Llenar parcialmente un cilindro graduado con agua y registrar el volumen inicial.
3. Introducir cuidadosamente el clavo y registrar el nuevo volumen.
4. Calcular el volumen desplazado y determinar la densidad con la fórmula ​.
5. Repetir el procedimiento con aceite o alcohol (usando volumen directamente medido y masa por diferencia de masa con vaso vacío).

C. Observación de propiedades físicas y químicas

1. Observar y registrar color, olor, solubilidad y estado físico de sal, madera y clavo de hierro.
2. Mezclar en un tubo de ensayo vinagre con bicarbonato y observar signos de cambio químico (efervescencia, cambio de temperatura).
3. Calentar un pequeño trozo de madera con pinzas sobre el mechero y observar olor, color del humo, cambio de color, etc.

 

Tabla de observaciones

Sustancia	Propiedades físicas observadas	Cambios químicos observados	Evidencias

 Cuestionario

1. ¿Qué normas de seguridad se deben cumplir al trabajar con reactivos?
2. ¿Cómo se determinó el volumen del clavo de hierro?
3. ¿Qué instrumentos se usaron para medir masa y volumen?
4. Explica cómo identificaste un cambio físico y un cambio químico en esta práctica.
5. ¿Cuál fue la densidad del clavo de hierro? Muestra tus cálculos.
6. ¿Qué importancia tiene conocer la densidad de una sustancia en la vida real?
7. ¿Qué propiedad física o química te resultó más fácil de identificar y por qué?

Referencias bibliográficas

• Chang, R. (2010). Química (10ª ed.). McGraw-Hill Education.
• Zumdahl, S. S., & Zumdahl, S. A. (2014). Química General (9ª ed.). Cengage Learning.
• Hill, J. W., Petrucci, R. H., McCreary, T. W., & Perry, S. S. (2012). Química general: Principios y estructuras (11ª ed.). Pearson Educación.
• Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM). (2016). Manual de prácticas de laboratorio de Química General. Facultad de Química.