Reacción del nitrato de plomo (II) y el yoduro de potasio

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Objetivo de la práctica.

• Visualizar una reacción química y observar los cambios que se producen.
• Distinguir los reactivos y los productos de la reacción y escribir la ecuación química ajustada del proceso.
• Identificar el tipo de reacción que se produce.
• Aprender las técnicas de laboratorio necesarias para realizar el proceso, así como el material utilizado.

 

Materiales y herramientas

Tubos de ensayo, gradilla, vasos de precipitados, agitadores, espátulas, agua destilada, yoduro de potasio y nitrato de plomo (II).

 

Procedimiento experimental.

1. En un vaso de precipitados echar agua destilada y añadir un poco de yoduro de potasio, IK. Agitar hasta conseguir la disolución.

2. En otro vaso de precipitados echar agua destilada y añadir un poco de nitrato de plomo (II), Pb(NO₃)₂.  Agitar hasta conseguir la disolución.

3. Coger dos tubos de ensayo. En el primero echar un poco de la primera disolución preparada. Hacer lo mismo con el segundo tubo de ensayo y la segunda disolución. Llenar los tubos de ensayo hasta alcanzar 1/3 del tubo aproximadamente. 

4. Echar el contenido del tubo de yoduro de potasio sobre el tubo que contiene el nitrato de plomo (II).

5. Observar la formación de un precipitado de yoduro de plomo.

 

Ecuación química ajustada.

 

 2KI (aq) + Pb(NO₃)₂ (aq)    →     2 KNO₃ (aq)  + PbI₂ (s) ↓

Descomposición del Clorato de Potasio

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Objetivo de la práctica.

• Visualizar una reacción química y observar los cambios que se producen.
• Distinguir los reactivos y los productos de la reacción y escribir la ecuación química ajustada del proceso.
• Identificar el tipo de reacción que se produce.
• Aprender las técnicas de laboratorio necesarias para realizar el proceso, así como el material utilizado.

Materiales y herramientas

Tubos de ensayo, gradilla, pinza de madera, quemador de butano, trocitos de papel, espátula y clorato de potasio.

 

Procedimiento experimental.

   1. Poner un poco de clorato de potasio en un tubo de ensayo.

   2. Encender el quemador de butano.

   3. Coger el tubo de ensayo que contiene el clorato de potasio y sujetarlo con la pinza de madera.

   4. Acercar el tubo de ensayo al fuego y calentar hasta que se funda y comience la descomposición.

    5. Separar el tubo de ensayo del fuego e introducir en él pequeños trocitos de papel que previamente hemos preparado.

   6. Observar como los trocitos de papel se queman sin necesidad de llama, debido al oxígeno que se ha desprendido en la reacción.

 

Ecuación química ajustada.

 

2KClO₃ (s) + Calor  →  2KCl (s)  +  3O₂ (g) ↑

Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (M.R.U.A.)

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Un cuerpo se mueve con “movimiento rectilíneo uniformemente acelerado” cuando la trayectoria que lleva es rectilínea y la aceleración es constante.  En este tipo de movimiento la ecuación que nos da la posición  x  en función del tiempo es la siguiente:

x = x₀ + v₀.t + (1/2)at²    donde  x₀ es la posición inicial del cuerpo y  v₀ su velocidad inicial.  En nuestra experiencia tanto la posición inicial como la velocidad inicial serán nulas.

Para la realización de la práctica se procederá de la siguiente forma:

1. Sobre la mesa dispones de un rail horizontal por el que se mueve un carrito unido, mediante un hilo, a una polea de la que penden unas pesas. El carrito lleva pegada, en su parte posterior, una cinta que pasa por un cronovibrador, para poder determinar los tiempos de movimiento.  El cronovibrador hace una marca (punto) en la cinta cada 0,02 s, por lo que contando el número de puntos podemos saber el tiempo invertido. 

2. Con ayuda del cronovibrador debes medir el tiempo invertido por el carrito en llegar a cada una de las posiciones que quedan registradas en la cinta.  Al principio los puntos están muy juntos y es difícil la medida, por lo que debes señalar en la cinta el primer punto bien diferenciado a partir del cual vas a medir.

3. A partir del primer punto marcado haz señales cada cinco puntos, es decir, toma intervalos de tiempo equivalentes a 0,1 segundo (5x 0,02 s) y mide la distancia recorrida en cada intervalo.  Con los datos obtenidos confecciona la siguiente tabla posición tiempo: 

4. Representa gráficamente la posición en función del tiempo.

5. Para cada intervalo de tiempo: (0,00 – 0,10), (0,10 – 0,20)…., calcula la velocidad media.  Toma esa velocidad media como velocidad instantánea en el centro del intervalo considerado, y haz la representación gráfica de dicha velocidad instantánea en función del tiempo. 

6. Analiza los resultados obtenidos.  ¿Es el movimiento estudiado rectilíneo uniformemente acelerado? Si lo es, dichas gráficas tendrán la siguiente forma:

7. ¿Con qué aceleración se mueve el carrito?  Para resolver este apartado debes de observar que la gráfica velocidad – tiempo es una línea recta.  La aceleración es precisamente la pendiente de dicha recta. 

Ondas estacionarias en una cuerda

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1.- Objetivo de la práctica.

·   Calcular la velocidad de propagación de una onda en una cuerda tensa.

·   Visualizar una onda estacionaria en una cuerda sujeta por los dos extremos.

·   Estudiar los modos normales de vibración y analizar la relación entre la longitud de la cuerda, la velocidad de propagación y la frecuencia de la onda.

 2.  Material.

    Cronovibrador, fuente de alimentación, cuerda fina, polea, pinza de sujeción de la polea. Portapesas, pesas, cinta métrica.

 3. Descripción.

    En una cuerda, sujeta por sus extremos y acoplada a un cronovibrador, se producen ondas estacionarias, como consecuencia de la interferencia entre las ondas que van en un sentido y las que regresan en sentido contrario debido a la reflexión en el extremo opuesto. Se observa claramente la posición de los puntos donde se anulan las ondas y no se produce vibración (nodos) y los que se refuerzan las dos ondas y hay una amplitud doble (vientres). Se puede comprobar que la tensión de la cuerda altera las posiciones de los nodos y los vientres.

4.-  Procedimiento experimental.

    Montar el sistema de la fotografía:

1. Medir un metro de cuerda y pesarla.
2. Poner pesas en el portapesas para que la cuerda esté tensa, por ejemplo 30 gramos.
3. Poner en marcha el cronovibrador y acercarlo hacia la polea hasta que se observe que la cuerda vibra en el primer modo de vibración (primer armónico o armónico fundamental). Señalar la posición del cronovibrador sobre la mesa y medir la longitud de la cuerda.
4. Alejar el cronovibrador de la polea, respecto de la posición anterior, hasta que se observe el segundo modo de vibración (segundo armónico). Señalar la posición del cronovibrador sobre la mesa y medir la longitud de la cuerda.
5. Repetir el punto 3 para obtener el tercer modo de vibración (tercer armónico), y así sucesivamente el cuarto, quinto,....
6. Repetir varias veces el proceso variando las pesas del portapesas.

5.- Justificación teórica

Ø  Para una cuerda sujeta por los dos extremos, la relación entre la longitud de la cuerda (L) y la longitud de onda (λ) viene dada por:

con n = 1,2,3,...    Cada valor de n nos dará un modo de vibración. 

Despejando la longitud de onda:  

       Ø  La frecuencia de la onda es: 

donde v es la velocidad de propagación de la onda en la cuerda, que viene dada por la siguiente expresión:

 
 donde

 es la densidad lineal de masa y T la tensión de la cuerda. 

Ø  Así la frecuencia de la onda será: 

Ø  En nuestra experiencia se mantiene constante la frecuencia, f = 50 Hz, y la velocidad de propagación de la onda, v, que la hemos fijado al poner las pesas en el portapesas, ya que con ello hemos fijado la tensión, T. De esta manera:

con lo que L es directamente proporcional a n.

6.- Tabla de datos y análisis de los resultados

Ø  Valores medidos de L al realizar la experiencia:

L (n=1): ______________ m

L (n=2): ______________ m

L (n=3): ______________ m

Ø  Valores de L teóricos:

"Descomposición de Clorato de Potasio"

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Nivel educativo.

      
       Esta práctica es adecuada para Física y Química de 3º y 4º de E.S.O. y 1º de Bachillerato, ya que el contenido está dentro de los programas de esas asignaturas. En 3º y 4º de E.S.O.  es aconsejable que la práctica se realice de manera magistral y cualitativa y en 1º de Bachillerato se puede profundizar mucho más en la reacción en sí, con un análisis más detallado.

Objetivo de la práctica.

• Visualizar una reacción química y observar los cambios que se producen.
• Distinguir los reactivos y los productos de la reacción y escribir la ecuación química ajustada del proceso.
• Identificar el tipo de reacción que se produce.
• Aprender las técnicas de laboratorio necesarias para realizar el proceso, así como el material utilizado.

Material.

     Tubos de ensayo, gradilla, pinza de madera, quemador de butano, trocitos de papel, espátula y clorato de potasio.

Descripción.

     Ponemos un poco de clorato de potasio en un tubo de ensayo, encendemos el quemador de butano y ponemos a la llama el tubo de ensayo, sujeto con una pinza de madera, hasta que se funda y comience la descomposición. Después separamos el tubo de ensayo del fuego, e introducimos en él pequeños trocitos de papel que previamente hemos preparado. Se observará como los trocitos de papel se queman sin necesidad de llama, debido al oxígeno que se ha desprendido en la reacción.

 Ecuación química ajustada.
2KClO₃ (s) + Calor  →  2KCl (s)  +  3O₂ (g) ↑      

T017. Movimiento ondulatorio (II). Función de onda.

 

En este vídeo vamos a deducir la expresión matemática de la función de ondas para una onda armónica unidimensional. También analizaremos las propiedades de la función de onda y su doble periodicidad.