Practica: Propiedades físicas

    ¿Cómo medir la densidad?

1. Para medir la masa de una muestra de tierra, se coloca ésta en una balanza (utiliza un vidrio de reloj o cápsula de porcelana) para colocarla en el platillo de la balanza.
2. Para determinar el volumen de la muestra de suelo, una vez medida su masa en la balanza, se hace por medio de desplazamiento de agua (considerando que la tierra es un sólido insoluble en ésta.
3. Volumen por desplazamiento de agua. En una probeta agrega 20 o 30 mL de agua (dependiendo de la cantidad de tierra que hayas medido su masa) y posteriormente agrega la tierra, el aumento en el nivel del agua corresponde al volumen de la tierra.
4. Volumen agua + Volumen de tierra =  V2

Entonces   Volumen de tierra =1.66

Densidad es igual a (Basada en la practica realizada con la muestra de suelo) 1.66 

¿Cómo medir la humedad? 

     Indica la cantidad de agua que existe en el suelo (tipo de tierra) expresada en porcentaje.

1. Mide la masa de una muestra de suelo en una balanza; en una cápsula o crisol de porcelana. Recuerda medir previamente la MASA DE LA CÁPSULA O CRISOL, para restarle posteriormente su valor. (masa inicial)
2. Como se requiere conocer la cantidad de agua que contiene el suelo, necesitamos eliminar ésta de la muestra, por ello, debemos calentar hasta lograrlo, para tener un calentamiento homogéneo utilizamos una estufa o mufla, el tiempo necesario dependiendo del tamaño de muestra.
3. Una vez eliminada el agua de la mezcla, procedemos a medir la masa nuevamente (masa final).
4. A ambos valores de masa hay que restar el valor de la masa de la cápsula o crisol.

Entonces:

               Masa de agua  =  masa inicial  -   masa final

% Humedad será:

                 Masa inicial    -      100%

                 Masa agua      -     X %               X%  =30%

Humedad es igual a (Basada en la practica realizada con la muestra de suelo) 30%

  ¿Cómo medir la cantidad de aire en el suelo (Porosidad)?

La cantidad de aire que contiene un tipo de suelo, depende del tamaño de partículas que posea la mezcla. Por el tamaño de éstas partículas se tiene mayor o menor porosidad, y por lo tanto tendremos mayor o menor cantidad de aire entre éstas.

Para medirlo tenemos que:

1. Medir en una probeta de 50 o 100 mL completamente seca, el volumen de una muestra de suelo.
2. Medir en una probeta de 50 o 100 mL completamente seca, el volumen de una muestra de suelo.
3. En otra probeta de 50 o 100 mL agregar 30 mL de agua.
4. Vaciar la tierra (una vez que hayas medido su volumen) a la probeta que contiene el  agua, observaras que el nivel del líquido cambia y salen algunas burbujas de aire.

Así, tenemos volumen de tierra seca (V1), volumen de agua (V2)  y volumen de agua con tierra (V3), entonces:

      Si       V3  -   V2  =  Volumen de aire

              Volumen de tierra seca    -    100%

               Volumen de aire              -    Y%           Y%  =40%

 Porosidad es igual a (Basad en la practica que realizamos con la muestra de suelo) 40%

¿Cómo medir la solubilidad?

Esta propiedad no la determinaremos por cada uno de los componentes de la mezcla de suelo, nos abocaremos a considerar en cada muestra que hay materia que es soluble en agua y otra que no lo es (sin considerar cuantas sustancias lo son y cual es su valor de solubilidad)

Por lo tanto consideraremos que tendremos un porcentaje en masa de materia soluble y de materia insoluble, entonces determinaremos:

1. Medir la masa de una muestra de suelo (M1), en una cápsula de porcelana (a la cual previamente tendrás que determinar su masa)
2. Agregar agua y agitar la mezcla para ayudar a disolver a las sustancias solubles.
3. Filtrar la mezcla y recoger el filtrado en la cápsula de porcelana limpia.
4. Evaporar el agua del filtrado hasta la cristalización de alguna sustancia.
5. Dejar enfriar y medir nuevamente la masa del contenido de la cápsula (M2)

Entonces:

               Cantidad de sustancias solubles  =  M2

             Cantidad de sustancias Insolubles =  M1  -  M2  

                M1     -    100%

                M2     -     Z%              Z% = 94%

Solubilidad es igual a (Basada en la practica que realizamos con la muestra de suelo) 94%

Observaciones 

 No dimos cuenta que al momento de filtrar el agua con el papel filtro, en nuestro primer intento salia el agua sucia, pero despues de probarlo con otra muestra y otro papel salio cristalina y limpia.

Práctica. Componentes Del Suelo

 Objetivo:

• Señalará cuales son los cationes y aniones más comunes que están presentes en la parte inorgánica del suelo.
• Reconocerá que los compuestos inorgánicos se clasifican óxidos, hidróxidos, ácidos y sales.
• Aplicará el concepto ion a la composición de sales.
• Clasificará a las sales en carbonatos, sulfatos, nitratos, fosfatos, cloruros y silicatos.
  

  
  
  
  

  Investigación del suelo

  
  

  El suelo es considerado como uno de los recursos naturales más importantes, y es vital  mantener su productividad, para que a través de él se pueda hacer provecho de el, gracias al soporte que constituye el suelo es posible la producción de los recursos naturales, por lo cual es necesario comprender las características físicas y químicas para propiciar la productividad y el equilibrio ambiental; El suelo es esencial para la vida, como lo es el aire y el agua, y puede ser considerado como un recurso renovable, además de ser el hábitat de muchas plantas y vegetación.

  Los suelos se forman por la combinación de cinco factores interactivos: material parental, clima, topografia. Constan de cuatro grandes componentes: materia mineral, materia orgánica, agua y aire.

  Los constituyentes minerales (inorgánicos) de los suelos normalmente están compuestos de pequeños fragmentos de roca y minerales de varias clases. Las cuatro clases más importantes de partículas inorgánicas son: grava, arena, limo y arcilla.

  La materia orgánica del suelo representa la acumulación de las plantas destruidas y re sintetizadas parcialmente y de los residuos animales. La materia orgánica del suelo se divide en dos grandes grupos: Los tejidos originales y sus equivalentes más o menos descompuestos y el humus, que es considerado como el producto final de descomposición de la materia orgánica.

  La arcilla y el humus son el asiento de la actividad del suelo; estos dos constituyentes existen en el llamado ‘estado coloidal’. Las propiedades químicas y físicas de los suelos son controladas, en gran parte, por la arcilla y el humus, las que actúan como centros de actividad a cuyo alrededor ocurren reacciones químicas y cambios nutritivos. 

  
  Lamentablemente cada vez es mas notorio que el hombre hace mal uso del suelo y este lo va deteriorando, a continuación unos ejemplos del deterioro de los suelos. 
  

  • Deforestación: es el desmonte de terrenos con el fin de utilizarlos para cultivos, explotaciones madereras o zonas de pastoreo para ganado. 

  • Erosión: Proceso físico que consiste en el desprendimiento y arrastre de las partículas del suelo por los agentes del intemperismo. La erosión causada por el agua se llama erosión hídrica y la causada por el viento erosión eólica. 

  • Salinización: deterioro de los suelos por el incremento en el nivel de sales solubles que reduce su capacidad productiva. 

  • Degradación física: se produce como consecuencia de procesos como el encortamiento, la reducción de permeabilidad, la compactación, la cementación y la degradación de la estructura. 

  • Degradación biológica: Consiste en el aumento de la velocidad de mineralización de la materia orgánica, como consecuencia del continuo paso del arado que aumenta la intemperización y afecta la estructura de ésta. 

  • Degradación química: es la pérdida de nutrientes por lixiviación.

  • Asentamientos humanos: la expansión urbana puede conducir al más fuerte cambio de uso del suelo; la sustitución de la cobertura vegetal por la cubierta asfáltica reduce la filtración de agua, afectando la cubierta vegetal aledaña y, con ello, acelera el proceso de degradación del suelo.

  En México, se ha demostrado que, en diferentes medidas, alrededor de 97% del suelo está afectado por algún proceso de degradación.

HIPÓTESIS:

En la identificación de cloruros nosotras esperamos que después de agregar acido nítrico diluido y unas gotas de nitrato de plata observaremos un precipitado blanco que se ennegrecerá al pasar unos minutos.

En la identificación de sulfatos al agregar unas gotas de cloruro de bario al 10% se podrá observar una turbidez y nuevamente se ennegrecerá al pasar unos minutos.

En la identificación de carbonatos a nuestra muestra le agregaremos unas gotas de acido clorhídrico diluido y si tiene carbonatos nuestra muestra tendrá una efervescencia.

En la identificación de sulfuros agregamos 3 gotas de cloruro de bario al 10% y un exceso de acido clorhídrico tendremos que observar una turbidez y con el paso del tiempo se ennegrecerá.

En la identificación de nitratos al agregar H₂SO₄3M y solución saturada de FeSO₄ se tiene que observar la formación de un anillo de color café.

En la identificación de calcio al acercar la muestra a la flama, ésta se tendrá que hacer de color naranja e indicara la presencia de este catión.

En la identificación de sodio disolveremos la muestra con 5 ml de acido clorhídrico y al ponerlo en contacto con la flama ésta se pondrá de color amarillo.

En la identificación de potasio se agregara a la muestra 20 ml de acetato de sodio y al ponerlo al contacto con la flama se tendrá que poner de color violeta.

Procedimiento:

1. Extracción acuosa de la muestra de suelo.

Pesa 10 g de suelo previamente seca al airey tamízalo a través de una malla de 2 mm.  Introduce la muestra en un matraz y agrega 50 mL de agua destilada. Tapa el matraz y agita el contenido de 3 a 5 minutos. Filtra el extracto, y en caso de que éste sea turbio, repite la operación utilizando el mismo filtro. Al concluir la filtración tapa el matraz.

IDENTIFICACIÓN DE ANIONES

2. Identificación de cloruros (Cl-1).

Reacción Testigo: en un tubo de ensaye coloca 2 mL de agua destilada y agrega algunos cristales de algún cloruro (cloruro de sodio, de potasio, de calcio, etc.). Agita hasta disolver y agrega unas gotas de solución de AgNO3  0.1N (nitrata de plata al 0.1 N). Observarás la formación de un precipitado blanco, que se ennegrecerá al pasar unos minutos. Esta reacción química es característica de este ión.

Muestra de suelo: en un tubo de ensayo coloca 2 mL del filtrado. Agrega unas gotas de ácido nítrico diluido hasta eliminar la efervescencia. Agrega unas gotas de solución de AgNO3 0.1N. Compara con tu muestra testigo.

3. Identificación de Sulfatos (SO4-2).

Reacción testigo: en un tubo de ensayo coloca 2 mL de agua destilada y agrega unos pocos cristales de algún sulfato (sulfato de sodio o de potasio) Agrega unas gotas de cloruro de bario al 10%. Observarás una turbidez, que se ennegrecerá al pasar unos minutos.

Muestra del suelo: en un tubo de ensayo coloca 2 mL de filtrado. Adiciona unas gotas de cloruro de bario al 10 %. Compara con tu muestra testigo.

4. Identificación de Carbonatos (CO3-2).

Reacción testigo: en un vidrio de reloj, coloca un poco de carbonato de calcio y adiciona unas gotas de ácido clorhídrico diluido. Observarás efervescencia por la presencia de carbonatos.

Muestra de suelo: en un vidrio de reloj, coloca un poco de muestra de suelo seco. Adiciona unas gotas de ácido clorhídrico diluido. Compara con la muestra testigo.

5. Identificación de sulfuros (S-2)

Reacción testigo: en un tubo de ensayo coloca 2 mL de agua destilada y agrega unos pocos cristales de algún sulfuro. Adiciona unas gotas de cloruro de bario al 10% y un exceso de ácido clorhídrico. Observarás que se forma una turbidez, que con el paso del tiempo se ennegrecerá.

Reacción muestra: en un tubo de ensayo coloca 2 mL de filtrado. Adiciona tres gotas de cloruro de bario al 10 % y un exceso de ácido clorhídrico. Compara con tu muestra testigo.

6. Identificación de nitratos (NO3-1).

Reacción testigo: un tubo de ensayo coloca 2 mL de agua destilada y agrega unos pocos cristales de algún nitrato (de sodio por ejemplo), y agita para disolver. Añade gota a gota H2SO4 3M, hasta acidificar (verificar acidez con papel tornasol)

Agrega 2 mL  de solución saturada de FeSO4. Inclina el tubo aproximadamente a 45º y añade despacio y resbalando por las paredes 1 mL de H2SO4 concentrado. PRECAUCIÓN: ESTA REACCIÓN ES FUERTEMENTE EXOTÉRMICA. Evita agitación innecesaria. Deja reposar unos minutos y observa la formación de un anillo café.

Reacción muestra: coloca 2 mL de filtrado del suelo en un tubo de ensayo. Añade gota a gota H2SO4 3M, hasta acidificar (verificar acidez con papel tornasol)

Agrega 2 mL  de solución saturada de FeSO4. Inclina el tubo aproximadamente a 45º y añade despacio y resbalando por las paredes 1 mL de H2SO4 concentrado. Sigue las indicaciones de la muestra testigo y compárala.

IDENTIFICACIÓN DE CATIONES

7. Identificación de Calcio (Ca+2).

Introduce un alambre de nicromel en el extracto de suelo y acércalo a la flama del mechero bunsen. Si observas una flama de color naranja, indicará la presencia de este catión.

8. Identificación de Sodio (Na+1).

Coloca 1 g de suelo seco y tamizado en un tubo de ensayo. Disuelve la muestra con 5 mL de solución de ácido clorhídrico (1:1). Introduce el alambre de nicromel y humedécelo en la solución, llévalo a la flama del mechero, si esta se colorea de amarillo indicará la presencia de iones sodio.

9. Identificación de Potasio (K+1).

Coloca 1 g de suelo seco y tamizado en un tubo de ensayo. Agrega 20 mL de acetato de sodio 1N y agita 5 minutos. Filtra la suspensión, toma un alambre de nicromel, humedécelo en esta suspensión y llévalo a la flama del mechero bunsen. Si hay presencia de iones potasio se observa una flama color violeta.

Propiedades físicas de el suelo

* Densidad- 2.5

* % Humedad- 30%

* % Aire- 40%

* Solubilidad- 94%

Operaciones

Densidad.- Volumen de agua- 30ml.

                  Volumen de tierra- 4ml.

(M/V) - (10g. / 4ml.) = 2.5

% Humedad.- Masa de agua = 10g - 7g.

  10g. - 100%

   3g.  - 30%

% Aire.- Volumen de tierra seca- 10ml.

              Volumen de agua- 30ml.

              Volumen de tierra con agua- 34ml.

Volumen de aire= 34ml. - 30ml.

10ml. - 100%

  4g.   - 40%

Solubilidad- 94%

Materia Orgánica

* 10g. - 7.36g. (2.64)

Muestra Inorgánica

  

Muestra de suelo	Cloruros	Sulfatos	Carbonatos	Sulfuros	Nitratos	Sodio	Potasio	Calcio
1	+	+	+	-	-	-	-	+

CONCLUSIÓN:

En la mayoría de las pruebas de cationes y aniones coincidió con la hipótesis de acuerdo con las reacciones que tuvieron, el color, la efervescencia, densidad

En las pruebas de cationes al acercarlos a la flama no nos dio los colores que se suponían aunque el agitador estuviese limpio para impedir combinaciones desustancias fue siempre el mismo color.

PROPIEDADES

Propiedades de los ácidos:

• Conducen la corriente eléctrica cuando están disueltos en agua.
• Algunos metales (Zn, Mg,...) reaccionan con los ácidos desprendiendo hidrógeno (H₂).
• Presentan sabor agrio, el denominado sabor ácido.
• Reaccionan con el mármol, desprendiendo CO₂.
• Modifican el color de las sustancias denominadas indicadores.

Propiedades de las bases:

• Conducen la corriente eléctrica cuando están disueltos en agua.
• Tienen sabor amargo y son untuosas al tacto.
• Reaccionan con los ácidos produciendo sustancias totalmente diferentes (bases).
• Modifican el color de las sustancias denominadas indicadores.

                 PH 

El pH es una medida relacionada con la concentración de iones hidrógeno (H⁺). A mayor concentración de iones H⁺, más ácida es la disolución y su pH es más pequeño. Cuanto más básica es la disolución, menos concentración de H⁺ hay y más de OH^-, el pH es mayor.
El pH de una disolución neutra (ni ácida ni básica) es 7. El de las disoluciones ácidas es menor de siete y el de las básica mayor de siete:

pH	Tipo de disolución
< 7 (menor que siete)	ácida
= 7	neutra
> 7 (mayor que siete)	básica

INDICADORES

Son sustancias que cambian de color al reaccionar con una disolución ácida o básica.
Uno de los indicadores más antiguos es un tinte vegetal denominado tornasol. Vuelve de color rojo las disoluciones ácidas y de color azul las básicas.
Uno de los indicadores más habituales en los laboratorios es la fenoftaleína:

• En medio ácido la disolución con fenoftaleína es incolora.
• En medio básico la disolución con fenoftaleína es roja.

Existe un indicador universal que cambia de color en función de lo ácido o básico que sea el medio.

Ácidos Y Bases

Un Ácido es considerado tradicionalmente como cualquier compuesto químico que, cuando se disuelve en agua, produce una solucion aon una ctividad de catión hidronio mayor que el agua pura, esto es, un pH menor a 7.

Una Base es, en primera aproximación, cualquier sustancia que en disolución acuosa aporta iones OH⁻ al medio.

Para medir la basicidad de un medio acuoso se utiliza el concepto de pOH, que se complementa con el de pH. Por este motivo, está generalizado el uso de pH tanto para ácidos como para bases.

Teoría De Arrhenius 


En 1884 Arrhenius desarrolló la teoría de la existencia del ión, ya predicho por Michael Faraday en 1830, a través de la electrólisis.

FORMULAS BALANCEADAS

OXIDOS METÁLICOS

2Ca + O2 ---> 2CaO

2Mg + O2 -^-> 2MgO + ^ + luz

2Zn +O2 -^-> 2ZnO

4Al + 3O2 -^-> 2Al2O3

BASES

CaO + H2O ---> Ca(OH)2

MgO + H2O ---> Mg(OH)2

Zn +H2O --->Zn(OH)2

Al2O3 + 3H2O ---> 2Al(OH)3

OXIDO NO METÁLICO

2S + 3O2 --->2SO3

C + O2 ---> CO2

SO3 + H2O ---> H2SO4

CO2 + H2O ---> H2CO3

Práctica

Objetivo: Formar óxidos metales y no metales
              Formar ácidos y bases de los metales y no metales

Observaciones:
El Zinc cambió de color de gris a amarillo al quemarlo decolorándose al vez el fondo de rojo; Después lo introducimos al Indicador Universal transformándose en azul fuerte. Ésto indica que es una base fuerte.

El Magnesio no cambió de color al quemarlo pero al introducirlo al Indicador Universal cambió al color azul con morado.Ésto indica que es una base fuerte.

El Aluminio adelgazó al quemarlo y al la vez se hizo más flexible, al introducirlo al Indicador Universal  cambió a un color verde obscuro. Ésto indica que es una base.

El Potasio cambió de color morado al introducirlo en el Indicador Universal, el color que tenía era muy concentrado indicando que éste era una base fuerte.

El Cloruro de calcio no cambió al quemarlo pero al introducirlo al Indicador Universal cambió al color azul marino. Ésto indica que es una base fuerte.

Al quemar el Óxido de azufre y mantener el gas de éste dentro del vaso de precipitado con el Indicador Universal, se combinó y cambió de color amarillo. Al repetir éste procesamiento cambió del color amarillo a naranja y así sucesivamente hasta cambiar al color rojo, indicando que éste es un ácido fuerte.

                                                                    

Al agregar Sodio al agua con el Indicador Universal, el sodio empezó a girar con fuerza alrededor de de vaso de precipitado disolviéndose en éste y transformándose en un color azul marino, indicando que es una base.

PRACTICA: ESPECTROS (ANÁLISIS DE LA FLAMA)

Observaciones

Sustancia                                         Flama                                    Espectrometro                 

Cloruro Cuproso                           Verde                Verde,Morado, Rojo y Amarillo

                                                                                                                                                                          Cloruro de Estroncio                  Rojo                   Morado,Verde, Amarillo y Rojo

Cloruro de Estaño                        Morado            Morado, Verde, Amarillo, Naranja

Cloruro de Potasio                       Naranja           Naranja, Verde, Azul, Morado

Cloruro De Estaño

Cloruro De Estroncio

Cloruro Cruposo

Cloruro De Potasio

Gas del Tubo                          Color                       Espectrometro

Hidrógeno                                Rosa           Rojo, Amarillo,Morado,Rosa, Azul, Verde

 Argón                                        Rojo            Rojo, Rosa,Morado,Verde agua, Verde, Naranja

 Neón                                          Morado      Rojo,Verde,Morado, Amarillo, Naranja