Calibración de termómetros
1. OJETIVO
Encontrar la desviación de los termómetros para
así poder aplicar el factor de corrección en futuras mediciones.
2. BIBLIOGRAFÍA
No se han consultado fuentes.
3. INTRODUCCIÓN
Calibración por método de comparación. Se utilizarán
tres patrones de temperatura conocidos para contrastar los datos de las
mediciones (0ºC, 50ºC y 100ºC). Para la cota de 0ºC se utilizará un baño de
hielo y agua, para la de 50ºC el baño caliente del rotavapor y para la de 100ºC
un baño de agua hirviendo.
4. MATERIALES
2 placas
calefactoras, 3 vasos de precipitados de al menos 500mL, 1 rotavapor (para usar
el baño), papel de aluminio, imán, vidrio de reloj, varilla.
Los termómetros a calibrar.
5. REACTIVOS
Agua y hielo.
·
Cálculos
para la preparación de disoluciones:
No se necesitan.
6. PROCEDIMIENTO Y OBSERVACIONES
1-
Dejar
preparado hielo del día anterior.
2-
Numerar
los termómetros y examinar si están dañados. Anotar daños.
3-
Preparar
los baños de agua hirviendo en la placas calefactoras y vasos de precipitados. Tapar
con vidrio de reloj o papel de aluminio. Esa será la temperatura a 100ºC.
4-
Preparar
el baño de agua y abundante hielo en vaso de precipitados. Esa será la
temperatura a 0ºC.
5-
Conectar
el rotavapor y programar el termostato del baño a 50 0ºC.
6-
Introducir
los termómetros en el baño de agua hirviendo y registrar T realizando 3
réplicas con cada termómetro.
7-
Introducir
los termómetros en el baño del rotavapor y registrar T realizando 2 réplicas
con cada termómetro.
8-
Introducir
los termómetros en el baño de agua y hielo y registrar T realizando 2 réplicas
con cada termómetro.
9-
Desenchufar
las placas y el rotavapor, limpiar todo el material y lavarse las manos al
terminar.
7. RESULTADOS Y CÁLCULOS
Leyenda
Termómetros
sin daños
|
|
Termómetros
dañados
|
|
Termómetros
de Hg
|
Desviación
8. CONCLUSIONES
Una vez analizados los datos se puede observar
que el termómetro más exacto es el nº 19, aunque su columna está dañada no
altera el resultado de las mediciones de forma significativa.
Con los datos obtenido se podrá aplicar el factor de corrección en futuras mediciones.
Producción del Acero
PRODUCCIÓN DEL ACERO
Introducción
Desde el paleolítico el ser humano no ha cesado en su
intento de evolucionar y desarrollar nuevas capacidades, bien sea por
necesidades fisiológicas como el llevarse comida a la boca (cazar, pescar,
recolectar), o por defender su territorio de posibles amenazas fabricando armas,
que en esta época se elaboraban principalmente con madera y piedra.
A continuación, en el neolítico el ser humano se hizo
sedentario, formando aldeas y desarrollando habilidades para el trabajo como la
agricultura y la ganadería. Al establecerse en un lugar y disponer de tiempo
para experimentar, daban forma al cobre nativo que encontraban, y así apareció la
edad
de los metales.
La edad de los metales surge cuando el ser humano es capaz
de usar estos materiales para fabricar las herramientas con las que cultivar o
cazar su alimento y las armas con las que defenderse.
La primera etapa es la edad
del cobre o calcolítico, con este metal se elaboraban objetos decorativos utilizando técnicas de
martillado y batido en frio resultando un metal muy blando. Cuando se ampliaron
los conocimientos en la cerámica también supuso un gran avance en la metalurgia
apareciendo la fundición, combinaban el cobre con otros materiales, en un principio
se usó el arsénico y luego el estaño con el que se consiguió el bronce,
que fue el metal más duro por muchos siglos en adelante llamando a esta etapa
la edad del bronce.
Cuando se produjo el colapso de
la edad del bronce, las rutas comerciales se rompieron y empezó a faltar el
estaño, puesto que es un mineral menos común que el cobre, los fabriles de la
época se pusieron a buscar un nuevo material y optaron por el mineral de hierro,
que ya se conocía, pero habían optado por el bronce ya que el hierro no es un
material mucho más duro que el bronce del que se conocían sus propiedades y era
más fácil trabajar.
Cuando ya no pudieron utilizar
estaño no les quedo otra opción que aprender a trabajar el hierro, (edad del
hierro) entonces se dieron cuenta, que a veces el metal resultante de la
forja era más duro y resistente de lo habitual, fijaron en que cada vez que
metían la plancha de metal en el fuego añadían un poco de carbono, y así surgió
el acero. Con los años se perfeccionó la maestría y se desarrollaron diversas
técnicas producción den grandes cantidades de este metal dieron lugar a la siderurgia.
En la actualidad el pionero de la siderurgia moderna fue Henry Bessemer (1813-1898) quien propició la revolución
del acero y con ello cambiando la vida de todos los habitantes del planeta.
Gracias al acero que se producía se podían construir edificios más altos,
trenes, barcos, armas…etc. A un bajo coste económico pero un gran precio medioambiental en forma de polución
a la atmosfera de una forma en la que nunca antes se había hecho.
Extracción del mineral de hierro
El hierro es el cuarto elemento
más abundante en la corteza terrestre. El mineral de hierro se forma el periodo
precámbrico, es decir desde el inicio de la tierra hasta hace unos 542 millones
de años, cuando las plataformas continentales estaban sumergidas en el océano,
entonces un grupo de bacterias llamadas cianobacterias, desarrolló una nueva
forma de hacer la fotosíntesis y les permitió usar el agua como reductor
(fotosíntesis oxigénica). Al tomar el H del H2O y liberar el O2 estas bacterias
hicieron que se oxidara el fondo del océano, precipitando dióxido de hierro que
se fue acumulando en capas que hoy en día llamamos formaciones ferríferas en
términos de geología y que con el cambio del nivel del océano afloraron a la superficie.
Dependiendo del tipo de
yacimiento que se nos presente se tendrá más dificultad y más costo para
extraer el mineral, en los yacimientos de cielo abierto la extracción será más fácil,
pero en los yacimientos cerrados hay que construir túneles con lo que dificulta
la tarea y aumenta el coste.
Para empezar la extracción se
ejecuta un estudio geotécnico del terreno mediante sondeos y una vez
seleccionada la zona, se perfora la roca para introducir los explosivos que
liberan el mineral para ser transportado a la planta de molienda en camiones haul truck.
En la planta se trata de aumentar la concentración de mineral de
hierro separando los restos orgánicos, fósiles y demás sustancias que no se
requieren (ganga)
Para aumentar la concentración
del mineral se pueden llevar a cabo los siguientes métodos:
Después de seguir cualquiera de estos procesos es
mineral de hierro es separado en dos, por un lado, la ganga y por otro la mena
el mineral concentrado.
El concentrado se puede introducir en el alto horno
en forma de granza (63% Fe, entre 10 y 30 mm), o pellets (64% Fe, entre 10 y 16
mm). estos últimos requieren un proceso más complicado como describe la
siguiente imagen;
Otro ingrediente necesario es el
coque, que se obtiene a partir de una destilación del carbón a altas
temperaturas (500 a 1100 °C sin contacto con el aire). Este proceso se realiza
en las baterías de coque pasando por el siguiente proceso;
A 105ºC se separa el agua, hacia
los 200ºC comienzan a desprenderse hidrocarburos parafínicos, en torno a 360ºC
se inicia la fusión de la pasta, a 410ºC finaliza el reblandecimiento y empieza
el hinchamiento de la masa hasta los 450ºC. (Desgasificación primaria). En los 650ºC
se da la mayor pérdida de peso, a 700ºC, el desprendimiento de H, CO y C2H4
es máximo. (Desgasificación secundaria). Por ultimo a los 950ºC se obtiene coque.
Alto horno
En este punto también se añaden fundentes
como la cal, que disminuye el punto de fusión de los restos de ganga que puedan
quedar y actuarán atrapando impurezas que quedan flotando en la parte superior
sobre el metal fundido, la mezcla se lleva a temperaturas de 1550ºC donde el mineral
de hierro se reduce mediante la reacción Fe2O3 + 3 CO => 3 CO2 + 2 Fe y se
obtiene un material llamado fundición, hierro colado o arrabio con un
95% de Fe y un 3.5% de carbono y de elementos como el manganeso, el azufre, el
fósforo y el silicio.
 
Horno convertidor
Para reducir la cantidad de
carbono que se obtiene en la mezcla final, se traslada el arrabio en vagones
torpedo a la acería donde se introduce en el horno convertidor, aquí se le
inyecta oxígeno a presión para reducir el carbono de la mezcla final a la
cantidad deseada y se añade chatarra y fundentes para terminar de eliminar las
impurezas. La mezcla se lleva hasta los 1800ºC y se obtiene el acero. Los
aceros se alean con un contenido del 0.03 y 1.76% en carbono.
Aceros al carbono
Hipoeutectoides: tienen matriz
ferrifica, por lo que son dúctiles y tenaces; son aceros de construcción
Eutectoides: son aquellos en los que la fase austenítica
sólida tiene composición del eutectoide 0.77 % en carbono.
Hipereutectoides: tienen matriz de cementita, por lo
que es duro y frágil; son aceros de herramientas.
 El horno eléctrico
La principal desventaja de este
horno se debe a que la producción es menor, se utiliza principalmente chatarra
que se funde al entrar en contacto con un arco eléctrico que alcanza hasta los
1600ºC. La ventaja respecto al convertidor es que puede ser independiente del
resto de la cadena siderúrgica puesto que puede ser alimentado solo de
chatarra, otra ventaja es que se pueden conseguir aleaciones de un grado
determinado de mayor calidad.
 Aceros aleados
Inoxidables: contienen níquel y cromo que los protegen ante
la corrosión.
Refractarios: aledos con wolframio, titanio, molibdeno y
cobalto para resistir altas temperaturas.
Eléctricos: aleados con silicio para reducir la resistencia
eléctrica.
Rápido: aleados con cromo y molibdeno para herramientas de
corte.
Enfriamiento del acero
La forma mas habitual de enfriar el acero es mediante la colada continua, en la que un tren de rodillos arrastra el acero ya solidificado a medida que se vierte el acero fundido en la colada continua de planchones para productos planos o en la colada continua de palanquillas para productos largos. |
Fundiciones
Las fundiciones forman parte de
la producción mundial y sus aplicaciones son diversas, desde camisas para
cilindros de motores que pesan toneladas hasta tapas de alcantarilla. Esta
aleación con un contenido de entre 1.76 y 6.67 % de Carbono, también pueden
contener otros metales como el manganeso, azufre, silicio y fósforo.
Las fundiciones tienen un punto
de fusión más bajo que el acero con lo que es más fácil producirlas y abarata
su precio respecto al anterior. Se pueden distinguir tres tipos de fundiciones,
ordinarias, especiales y aleadas.
Fundiciones ordinarias
Se caracterizan porque solo se
alean con carbono y estas se dividen en 4 grupos;
Fundiciones especiales
Se obtienen a partir de las
ordinarias, por tratamientos o adición de elementos químicos. Existen tres
tipos:
Fundiciones
aleadas
Son fundiciones que dependiendo
de la concentración en carbono que se requiera, se obtendrán unas propiedades u
otras, las que superan el 5% en carbono son de denominan de alta aleación y las de baja
aleación, inferior al 5% y siendo clasificadas por sus propiedades como la
resistencia a la tracción, al desgaste a altas temperaturas…etc.
Enfriamiento de fundición.
La fundición, a medida que se
enfría en el molde de arena, toma la forma de la pieza a fabricar, puesto que
la fundición apenas tiene elasticidad las piezas que se obtienen nunca estarán
destinadas a ese tipo de esfuerzos, sin embargo, adquieren propiedades
mecánicas tan competentes como las del acero. Es una elaboración menos costosa
que la del acero debido a que el punto de fusión es más bajo y las
instalaciones son mas sencillas.
VOLUMETRÍA DE NEUTRALIZACIÓN
1. OBJETIVO
Determinar el contenido de ácido acético de un vinagre mediante
una valoración con NaOH 0,25M.
2. FUNDAMENTO
Coincidiendo con el mismo fundamento de las practicas
anteriores, se utilizará una disolución de NaOH previamente factorizada y un
indicador base para determinar la concentración de ácido acético en un vinagre
comercial, en este vinagre están presentes más ácidos como el ácido tartárico y
el ácido nítrico, aunque en cantidades muy inferiores al ácido acético por eso
solo se hace referencia a esta última sustancia.
Se conoce como valoración
acido base, al conjunto de operaciones realizadas en el laboratorio para
conocer la concentración de un ácido o una base de concentración desconocida
con la ayuda de una disolución de una base o un ácido de concentración conocida
o de una sustancia patrón primario más un indicador. Si se desconoce la
concentración exacta se ha de estandarizar o factorizar para poder hacer la
valoración.
En este caso la estandarización puede realizarse con ftalato
ácido de potasio, que es una sustancia patrón primario. Como indicador de la valoración
se emplea fenolftaleína. El viraje de la fenolftaleína se produce cuando todo
el NaOH ha reaccionado, formándose ftalato de sodio y potasio.
Para realizar los cálculos se utilizarán las siguientes
fórmulas:
3. MATERIALES
- Vaso de precipitados 250mL
- Bureta 25mL
- Soporte
- Pinza
- Erlenmeyer
- Pipetas 10mL
- Pipetas Pasteur
- Probeta de 50mL
- Matraz aforado de 100mL ± 0.150mL
- Matraz aforado de 250mL ±0.10mL
- Balanza analítica ± 0.0001g
- Campana extractora
- Vidrio de reloj
4. REACTIVOS
- Vinagre
- Hidróxido de sodio
- Fenolftaleína solución 1 %
- Ftalato ácido de potasio (F.A.P.)
5. PROCEDIMIENTO Y
OBSERVACIONES
Disolución y dilución
de NaOH
Este paso ha sido omitido en la práctica ya que se parte
de una disolución NaOH 0.25M preparada por una compañera.
1-
Calcular los g de NaOH necesarios para preparar
una disolución de 250mL de NaOH 0.25N.
2-
Se pesa en un vidrio de reloj la cantidad de
NaOH previamente calculada.
3-
Se introduce en un vaso de precipitados
arrastrando todo el material con agua destilada.
4-
Se lleva el contenido del vaso de precipitados a
un matraz aforado de 250mL, enrasar con agua destilada y homogenizar.
Estandarización
(cálculo del factor)
1º repetición
1-
Se pesa una cantidad de F.A.P. acorde al volumen
de la bureta que se va a utilizar. En este caso de 25mL así que se pesa entre
0.80 y 0.85 g y se anotan todos los decimales de la pesada.
2-
Se calcula el volumen teórico de NaOH 0.25N que
se gastará.
3-
Se añade a un Erlenmeyer y se disuelve en 20-25
mL de agua destilada y 2-3 gotas de fenolftaleína.
4-
Se llena la bureta y se enrasa con la disolución
de NaOH 0.25N
5-
Se vierte un volumen próximo al teórico en el
matraz que contiene el F.A.P disuelto dejando un margen y se continua gota a
gota hasta que observemos un cambio de color persistente durante 15-20
segundos.
7- Anotar
el volumen de NaOH 0.25N utilizado
La valoración de una disolución debe hacerse al menos dos
veces, si los factores calculados difieren entre sí más de 3-5 milésimas, debe
efectuarse una tercera valoración y calcular la media entre los valores más
próximos, desechando el valor más dispar.
Valoración
ácido-base:
Determinación de la concentración de ácido acético en vinagre mediante una disolución estandarizada de NaOH 0,25N.
Determinación de la concentración de ácido acético en vinagre mediante una disolución estandarizada de NaOH 0,25N.
1-
Se pipetea a un Erlenmeyer 4.5mL de vinagre
comercial y se añaden 20mL de agua destilada y 3-4 gotas de fenolftaleína.
2-
Se enrasa la bureta de 25mL con la disolución de
NaOH 0.25N y factor calculado.
3-
Se deja caer gota a gota en el Erlenmeyer a la
vez que se agita hasta que se observa el viraje a color rosáceo que se mantiene
20 segundos aproximadamente.
Anotar el volumen de NaOH 0.25N utilizado.
1-
Este procedimiento se
repite dos veces.
Al terminar el procedimiento se
limpia todo el material con agua y jabón y se aclara con agua destilada, los
residuos que no han sido neutralizados se recogen en un bote previamente
etiquetado y los neutralizados se diluyen en el fregadero. Se lavan las manos
al terminar.
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