Operaciones y procesos unitarios

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UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA

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Práctica N°: x (TÍTULO DE LA PRÁCTICA)

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Nombres        Código

Medina Suarez Juan Diego        20240405[pic 4]

Correa Tullume Cristhian Jamir        20240479

Arribasplata Bazán Adrián Eduardo        20240338

Gomez Huamani Max Linderberth        20240370

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Curso: Laboratorio de Química General Docente: Miki Gonzales Uscamayta Grupo N°: 03

Nombre de grupo: Los mikis

Horario: miércoles 14-16 h

Fecha de realización de la práctica: 03/04/2024

Fecha de entrega de informe: 10/04/2024

1. INTRODUCCIÓN

La química es considerada la ciencia madre, debido amplio campo de estudio y a su gran utilidad en diversos campos de estudio científico. Su foco principal de estudio es la materia, con ella, los procesos y las operaciones unitarias.

De manera sencilla, los procesos unitarios engloban todas las reacciones químicas, reacciones que modifican la estructura molecular de la materia. Un ejemplo común se podría tratar de la combustión, debido a que cambia y altera la composición química de la materia. Por otra parte, las operaciones unitarias llevan consigo a las reacciones físicas, es decir, todas las transformaciones que no alteran sus propiedades como tal. Como ejemplo podemos mencionar los cambios de estado de la materia, según indica Raymond Chang. (1) Conocer y estudiar estas propiedades de la materia, ayuda a la comprensión de los fenómenos de la naturaleza.

Estas propiedades también nos ayudan a poder separar y extraer sustancias específicas de compuestos complejos.

1. MARCO TEÓRICO (Max)

Estos procesos se dividen en dos tipos, los procesos unitarios y las operaciones unitarias siendo la primera un cambio químico y la segunda un proceso del estado físico.

Operaciones unitarias:

DESTILACION

La destilación aprovecha la diferencia de volatilidad entre dos o más componentes de una mezcla para separarlos. Se dice que un compuesto es más volátil que otro si bajo las mismas condiciones de presión y temperatura se encuentra en mayor proporción.

(Operaciones unitarias 1, Universidad abierta y a distancia de México, pág. 20)

EXTRACCION SOLIDO-LIQUIDO

La operación de extracción sólido-líquido es una operación básica de recuperación o extracción mediante la cual uno o varios componentes de una fase sólida desestructurada, denominada alimento (R0), se transfiere a una fase líquida, disolvente (E0).

(Fundamentos de la Extracción Sólido-Líquido, Marisa Castelló pág. 1)

FILTRACION

La filtración es una técnica, proceso tecnológico u operación unitaria de separación, por la cual se hace pasar una mezcla de sólidos y fluidos, gas o líquido, a través de un medio poroso o medio filtrante que puede formar parte de un dispositivo denominado filtro, donde se retiene de la mayor parte del o de los componentes sólidos de la mezcla.

(Filtración, Jefferson Pagan, pág. 1)

CRISTALIZACION

La cristalización es una operación unitaria de separación o purificación mediante la cual se separa un componente de la fase fluida homogénea en la que está presente, transfiriéndose a una fase sólida en forma de cristales que precipitan. Se trata de una operación empleada para obtener gran variedad de compuestos químicos, tanto orgánicos como inorgánicos, los cuales se comercializan habitualmente en forma de polvo o cristales.

(La Cristalización como Operación de Recuperación o Purificación, Lucia Seguí Gil, pág. 2)

Procesos Unitarios

COMBUSTION

Reacción química entre una sustancia oxidante (comburente) y otra reductora (combustible) con desprendimiento de calor y eventualmente de luz.

(Operaciones y procesos unitarios, supervisar variables, pág. 1)

PRECIPITACION

 Aparición de una fase sólida en el seno de una disolución se produce cuando la concentración de poluto supera la máxima posible.

(Operaciones y procesos unitarios, supervisar variables, pág. 1)

1. OBJETIVOS (Adrian)

Los objetivos de la práctica fueron:

• Comprender los conceptos fundamentales de procesos y operaciones unitarias en química, incluyendo la diferencia entre reacciones químicas y cambios físicos en la materia.
• Analizar los principios detrás de las operaciones unitarias realizadas en el laboratorio, como destilación, extracción, combustión, precipitación y filtración.
• Evaluar el funcionamiento del equipo Soxhlet y su aplicación en la extracción de antocianinas del maíz morado, destacando su eficiencia y capacidad para obtener altos rendimientos.
• Investigar los factores que afectan la combustión del gas propano y distinguir entre combustión completa e incompleta, relacionando la observación de la llama con la cantidad de oxígeno disponible.
• Analizar los resultados obtenidos en cada experimento utilizando un enfoque crítico, comparando los datos experimentales con la teoría y la literatura científica relevante.

• Formular conclusiones sobre la importancia de las operaciones y procesos unitarios en el laboratorio, destacando su aplicación en la separación y purificación de sustancias.
• Reflexionar sobre la importancia de realizar prácticas de laboratorio de manera segura y ambientalmente responsable, identificando las medidas necesarias para proteger tanto al operador como al entorno.

1. METODOLOGÍA

1.1 Destilación de una mezcla alcohol – agua:

La destilación se usa para separar dos líquidos, se calienta la solución (mezcla alcohol-agua), el cambio de estado del alcohol a vapor, el vapor se dirige al refrigerante, donde se condensa y se recolecta, de esa manera pudiendo separar el alcohol del agua. Las partes son: refrigerante de bolas, fiola para recolectar el alcohol, entrada y salida de agua.

1. Extracción de antocianas del maíz morado en un equipo soxhlet:

El soxhelt es un extractor solido-liquido, donde en el caso el solvente (mezcla de etanol y agua)- 2/3 del balón en un porcentaje aprox. de 70%, en el compartimento para muestras solidas se encuentra el maíz morado triturado, el solvente se ira evaporando no entra en contacto directo con la muestra sino se dirige por el brazo de ascenso de vapores para luego ir hacia la zona de refrigeración, donde se condensa el solvente, y empieza a caer en forma líquida entrando en contacto con la muestra sólida, el extractor soxhelt da un mayor rendimiento, porque el goteo del solvente luego de salir de la zona de refrigeración, es más lenta, por ende extrae de mejor manera, también se puede reutilizar el solvente. Las partes del extractor soxhelt son: balón, compartimiento para muestra sólida, zona de refrigeración, brazo sifón, entrada y salida de agua, calentador y ascenso de vapores.

1. Combustión del gas propano:

Es un proceso unitario, se usó un mechero bunsen, este está compuesto por el cuello, entrada de combustible, base, anillo regulador, entrada de O2, por el cuello sale la flama la cual depende de la cantidad de O2, dependiendo de esta puede ser combustión completa o combustión incompleta,

La combustión completa es cuando se produce la oxidación de todo el combustible dando un color azul a la flama, la combustión incompleta es cuando la oxidación es insuficiente dando un color anaranjado a la flama.

1. Precipitación de hidróxido férrico:

Proceso unitario, en un tubo de ensayo se coloca NaOH (color incoloro) y en otro tubo de ensayo se coloca FeCl3, se mezclan y cambia de calor, se agita un poco la mezcla y nos damos cuenta que hay solidos que flotan en la mezcla.

1. Filtración del hidróxido férrico:

La filtración es una operación unitaria, al momento de filtrar la mezcla para recuperar el sólido, la solución es de color incolora.

1. RESULTADOS (Max)

Los resultados deben presentarse de manera didáctica haciendo uso de tablas, diagramas y/o figuras debidamente numeradas y rotuladas. En el caso que una reacción o procedimiento realizado implique un cambio de color, aparición/desaparición de precipitado, generación de calor, gas, etc, debe describirse utilizando un lenguaje químico apropiado.

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