Esta experiencia está diseñada para enseñar métodos para medir el volumen de diferentes estados de la materia: líquido, sólido y gaseoso, utilizando técnicas y equipos específicos para cada caso. Permite comprender los principios de la medición y las propiedades físicas de la materia a través de métodos prácticos.
Parte 1: Mide el volumen de un líquido. Esta parte demuestra cómo medir con precisión el volumen de un líquido utilizando una probeta graduada. La técnica del menisco es esencial para obtener una lectura precisa, ya que tiene en cuenta la curvatura que el líquido forma en la superficie debido a la tensión superficial.
Parte 2: Mide el volumen de un sólido por desplazamiento de agua. Este método utiliza el principio de Arquímedes, que estipula que el volumen de fluido desplazado es igual al volumen del objeto sumergido. Midiendo el agua desbordada cuando se sumerge un sólido en un jarrón demasiado lleno, puedes determinar el volumen del sólido. Es una técnica particularmente útil para sólidos irregulares que no se pueden medir directamente con una regla o un calibre.
Parte 3: Medición del volumen de gas. La medición del volumen de un gas se realiza utilizando una bureta de gas sumergida en agua, lo que permite que el gas reemplace el agua en la bureta. Este método ilustra cómo se pueden contener los gases y medir su volumen desplazando otro fluido. Depende de la presión atmosférica y de la capacidad del gas para ocupar todo el espacio disponible, de acuerdo con las leyes de los gases.
Objetivos Educativos
Practica métodos de medición específicos: los estudiantes aprenden a utilizar diferentes instrumentos de medición e interpretar correctamente las lecturas para obtener resultados específicos.
Comprendiendo las propiedades de la materia: La experiencia ilustra las propiedades físicas fundamentales de los diferentes estados de la materia, como la capacidad de los líquidos de formar un menisco, la solidez de los sólidos que les permite mover agua y la expansibilidad de los gases.
Aplicar principios físicos: los pasos implican la aplicación de principios físicos, como el principio de Arquímedes para sólidos y las leyes de los gases para medir el volumen de los gases.
Al combinar teoría y práctica, esta experiencia educa sobre técnicas básicas de medición en física y química, al tiempo que fortalece la comprensión de las propiedades de la materia en sus diferentes estados.
Protocolo
PARTE 1: Medición del volumen de un líquido
- En la probeta graduada apropiada, vierta 70 mL de agua del grifo.
- Comprueba la base del menisco del cilindro graduado para confirmar el volumen.
PARTE 2: Medición del volumen de un sólido utilizando un recipiente de desbordamiento
Para medir el volumen de un sólido, podemos usar el desplazamiento de agua.
- Con agua del grifo, llena un jarrón hasta rebosar a su máxima capacidad antes de que se derrame (500 mL). Deja que el exceso de agua escurra en el fregadero.
- Coloque el vaso de rebosamiento en su posición inicial a la izquierda de la encimera, justo al lado de la probeta graduada de 25 ml (que se colocará debajo de la abertura de rebosamiento del vaso de rebosamiento).
- Coloca cinco trozos de plomo en el recipiente de rebosamiento con pinzas.
- Usando el desbordamiento del recipiente de desbordamiento y el menisco en la probeta graduada, determine el volumen del sólido.
PARTE 3: Medición del volumen de un gas
Para medir el volumen de un gas, podemos usar una bureta de gas.
- Llena un vaso de precipitado de 1 L con al menos 800 mL de agua del grifo.
- Coloca el vaso de precipitados de 1 L a la derecha del soporte.
- Coloque una pinza universal encima del centro del vaso de precipitados de 1 litro, para sostener la bureta de gas.
- Llena el vaso de precipitados con 250 ml de agua del grifo.
- Llena la bureta de gas hasta el borde con agua del vaso de precipitados de 250 ml, luego colócale un tapón de goma.
Modo de una mano: Fija una pinza universal al soporte a la derecha del fregadero y coloca la bureta de gas en ella para llenarla hasta el borde, luego inserta un tapón de goma.
- Fija la bureta de gas a la pinza universal boca abajo, de modo que la abertura con el tapón quede cerca del fondo del vaso de precipitados de 1 L.
- Retire el tapón de goma (la punta de la bureta debe estar sumergida en el vaso de precipitados).
- Si el agua sale de la bureta, significa que no hay suficiente agua en el vaso de precipitados o que la bureta está demasiado alta. Repita los pasos 4 a 7.
- Coloque un conector de plástico de modo que su abertura en forma de J quede debajo de la abertura de la bureta de gas.
- Conecte el acoplamiento del cilindro de gas al conector de plástico azul.
- Pon en marcha el cronómetro.
- Abre la válvula del cilindro (toca con la punta del dedo).
- Deja que la bureta de gas se llene hasta la mitad con gas.
- Cierra la llave de paso del gas y lee el volumen en la bureta de gas.
- Detener el cronómetro.
- Los resultados también se muestran en forma gráfica en la pestaña Resultados. / Volumen frente a tiempo,
Resultados esperados
Esta es una sesión práctica para familiarizarse con el uso de la probeta graduada, el vaso de rebosamiento y la bureta de gas.
- Una pieza de Pb pesa 34.04g
- 5 piezas pesan 170.2g
- El plomo tiene una densidad de 11.35 g/mL
- 5 piezas tienen un volumen de 15 mL
- El gas es aire.
Resumen de la asignación por rango de calificación
Grados 3-5 (Edades 8-10)
- EnfoqueIntroducción básica a técnicas de medición y comprensión de las propiedades de la materia.
- Actividades: Usando probetas para líquidos, desplazamiento simple de agua para sólidos.
Grados 6-8 (Edades 11-13)
- EnfoqueDesarrollo de habilidades de medición y aplicación de principios físicos básicos.
- ActividadesPrecisión en el uso de probetas graduadas, aplicación del principio de Arquímedes, introducción a la medición de volumen de gases.
Grados 9-12 (Edades 14-18)
- EnfoqueDominio de las técnicas de medición y comprensión de los principios físicos avanzados.
- ActividadesUso avanzado de probetas, aplicación detallada del principio de Arquímedes, medición precisa del volumen de gas.
Esenciales de laboratorio
Instrumentos
- Vaso de precipitados (1000 ml – 250 ml)
- Bureta de gas
- Conector de gas
- Tanque de gas
- Probetas graduadas (10 ml, 25 ml, 70 ml, 250 ml)
- Soporte de laboratorio y pinzas
- Recipiente de desbordamiento
- Pinzas
- Temporizador
- Tapón
Productos
- Piezas de plomo