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Calificacion de 9 Esime Zacatenco
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Índice.
OBJETIVO………….…………………...…………………………………………..3
ESCUELA SUPERIOR
DE INGENIERI
A MECANICA
Y ELECTRICA
[Fecha]
INSTITUTO
POLITEC
COMUNICACIONES Y ELECTRÓNI
CA
LABORATORIO DE
QUÍMICA IPRÁCTICA 2: ESTADO SÓLIDO (CRISTALES).
INTEGRANTES:
GRUPO: 1CM15
EQUIPO: 3
Ávila Conde Aarón
Profesor: Hernández
Espejel Antonio
Martínez Mondragón Luis Enrique
Fecha de realización: 05/10/2015
Fecha de entrega:
Morales Balderas Jorge Armando
2
CONSIDERACIONES TEÓRICAS…..……………….. …………………….. .3-7
MATERIALES………...……………………………………………………………..7
REACTIVOS….….…..……………………………………………….……………..7
PROCEDIMIENTO…...……………………………………………………………-.8
ILUSTRACIONES……....…………………………………………………………8,9
CUESTIONARIO.………….…………………...…………………………………..10
CONCLUSIONES.….….….……………………..…………………………………11
BIBLIOGRAFÍA…..………..…………………….…..……………………………..12
Práctica 2: “Estado Sólido (cristales)”
OBJETIVO
El alumno identificará los diferentes sistemas de cristalización.
[Fecha]
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CONSIDERACIONES TEÓRICAS
Un cristal es un sólido homogéneo que presenta una estructura interna ordenada
de sus partículas reticulares, sean átomos, iones o moléculas. La palabra proviene
del griego crystallos, nombre que dieron los griegos a una variedad del cuarzo,
que hoy se llama cristal de roca. La mayoría de los cristales naturales se forman a
partir de la cristalización de gases a presión en la pared interior de cavidades
rocosas llamadas geodas. La calidad, tamaño, color y forma de los cristales
dependen de la presión y composición de gases en dichas geodas y de la
temperatura y otras condiciones del magma donde se formen.
En un cristal, los átomos e iones se encuentran organizados de forma simétrica en
redes elementales, que se repiten indefinidamente formando una estructura
cristalina. Estas partículas pueden ser átomos unidos por enlaces covalentes o
iones unidos por electrovalencia. En otras palabras, los cristales podrían
considerarse moléculas colosales, pues que poseen tales propiedades, a pesar de
su tamaño macroscópico. Por tanto, un cristal suele tener la misma forma de la
estructura cristalina que la conforma.
FUNDAMENTO TEÓRICO
El término “cristal” (derivado de la palabra griega que significa hielo), se aplica a
las formas regulares poliédricas limitadas por caras lisas que toma un compuesto
químico (o elemento) bajo la acción de sus fuerzas interatómicas cuando pasa
bajo determinadas condiciones de estado líquido (fundido o disolución) o gaseoso
al de solido. De esta forma se caracteriza tal cristal.
Un cristal es la forma normal de los elementos químicos, compuestos y especies
minerales sólidos, pero las condiciones ideales para la formación de un cristal
perfecto en simetría de forma y tesura de superficie se alcanzan muy raramente, si
es que alguna vez se logran. Muchas especies solidas pueden no presentar una
morfología geométrica externa, aunque, por difracción de rayos X, se demuestre la
distribución reticular interior de los átomos y las moléculas. Se dice de estas
especies que son masivas, aunque cristalinas. Si esta estructura, como puede
comprobarse por exfoliación o mediante recursos ópticos y de rayos X, es la
misma en todas las direcciones paralelas a través de la masa, tenemos entonces
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un mono cristal; pero si hay variaciones de grano a grano o de fibra a fibra, se
trata de un agregado poli cristalino. Si falta una ordenación interna repetida y
todas las direcciones de la masa son idénticas, entonces tenemos un sólido
amorfo, como ocurre con el vidrio, que en realidad no es más que un líquido sobre
enfriado y de elevada viscosidad. Muchas substancias pueden solidificar en un
estado vítreo después de fundirlas, pero se desvitrifican o cristalizan bajo
determinadas condiciones y pasan a un estado más estable. Es errónea la
suposición de que un raíl de tren o un puente metálico pueden romperse debido a
que el metal “cristaliza”, ya que la estructura es siempre un agregado cristalino
que puede debilitarse debido al crecimiento de los cristales y a la deformación.
No puede pasarse por alto la importancia del estado cristalino. De un modo
continuo estamos tratando de obtener mono cristales con materiales de
complejidad creciente sintetizados en procesos vitales. Un acercamiento
extraordinario fue la cristalización del virus mosaico del tabaco manteniendo sus
características infecciosas, conseguida por el Dr. Wendell Stanley. Las imágenes
de difracción de rayos X en cristales sencillos no solo ha permitido el
descubrimiento de la ordenación repetida de los sillares atómicos, sino también la
aclaración de la estructura molecular.
La ciencia de la cristalografía comprende la descripción del hábito observable o
morfología de los cristales en sus distintas formas y su división en sistemas y
clases, los métodos de estudio de cristales incluyendo la determinación de las
relaciones matemáticas de sus caras y la medida de los ángulos formados entre
ellas, la descripción de cristales compuestos o maclas, de las irregularidades y de
los agregados, de muchas propiedades físicas, ópticas, eléctricas y magnéticas, y,
como etapa culminante, la determinación y culminación cuantitativa de la
estructura atómica interna en función de la distribución espacial de la densidad
electrónica.
Pueden existir una gran cantidad de formas externas o “habito” de los cristales del
mismo elemento puro o compuesto, pero los ángulos formados entre las caras
homologas se mantendrán constantes para los cristales de cualquier especie.
Estos ángulos constituyen una de las características más importantes para la
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identificación de las especies. Se miden con un instrumento óptico denominado
goniómetro, a partir de los ángulos formados por rayos de luz reflejados sobre
caras contiguas. Las caras están dispuestas según las leyes de la simetría lo que
permite clasificar a los cristales en sistemas y clases. A partir de examen óptico, la
experiencia enseña que las siete disposiciones distintas de los ejes
cristalográficos, que dependen de los ángulos que los ejes forman entre si y de las
unidades de longitud a lo largo de cada eje, dan lugar a los sistemas triclínico,
monoclínico, ortorrómbico, tetragonal, hexagonal, romboédrico y cubico. Los
elementos de simetría son: planos de simetría, ejes de rotación (simetría desde
primaria y senaria) y los ejes de rotación-inversión, entre los cuales el más
conocido es el caso de centro de simetría. Estos elementos de simetría, aislados o
en combinación alrededor de un punto único del espacio, dan lugar a treinta y dos
clases cristalográficas distribuidas entre los siete sistemas. En cristalografía
clásica se dio nombre a estas clases, pero en la actualidad se representan
mediante símbolos sencillos que sirven para identificar y describir la clasificación
mucho más exacta que proporciona el análisis de la difracción de rayos X y en las
que forma externa.
La cristalografía óptica va mucho más allá de la observación de las formas
externas por medio de la luz. Cada clase cristalográfica tiene propiedades ópticas
características que se ponen de manifiesto con la luz transmitida o reflejada, y
cuya observación puede servir para la identificación de las especies. La más
importante de entre las propiedades ópticas es el índice de refracción, que suele
medirse con un refractómetro o un microscopio. Todas las substancias
cristalizadas pueden dividirse en dos clases ópticas principales: isótropas
(cubicas), en las que la luz posee la misma velocidad en cualquiera de la
direcciones vibraciones, y anisótropas, en las que la velocidad varía según la
dirección de las vibraciones. El segundo grupo se divide a su vez en cristales
uniáxicos (tetragonal y hexagonal) y cristales biáxicos (ortorrómbico, monoclínico y
triclínico). En los medios anisótropos se presenta la doble refracción, lo que
permite la polarización plana, circular o elíptica de la luz con cristales como la
turmalina (el microscopio polarizante se basa en este principio). De este modo la
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ciencia de la cristalografía no ha desarrollado un método eficaz para la
identificación y clasificación de cristales, especialmente en relación con los siete
sistemas, basado en los índices de refracción, la polarización de la luz por los
cristales y el empleo de la luz polarizada para su examen, la producción de figuras
de interferencia, la propiedad de dar colores distintos con la luz transmitida en
diferentes direcciones cristalográficas (pleocroísmo), la dispersión óptica de luz
blanca en sus colores primarios según ciertas direcciones del cristal.
Hace unos sesenta años se evidencio que la clasificación de los cristales en
treinta y dos clases mediante examen óptico era todavía demasiado basta para
permitir una interpretación de las diferencias existentes en muchas propiedades de
cristales pertenecientes a una misma clase. Hubo que tener en cuenta las
simetrías y estructura tridimensional internas, con lo que se introdujo el concepto
de retículo elemental, ordenación que se repite en el espacio y de la que existen
catorce diferentes distribuidas entre los siete sistemas axiales. Cuando la
estructura de una clase determinada que representa la simetría alrededor de un
punto se traslada a otros puntos equivalentes de la red, se introducen elementos
adicionales de micro simetría como ejes helicoidales y planos de deslizamiento
que sólo pueden quedarse de manifiesto mediante las imágenes de rayos X,
aunque son isomorfos con otros cristales que, considerados por la apariencia
exterior, tienen el mismo eje de rotación o el mismo plano de simetría,
respectivamente. La clasificación de los cristales se basa en la actualidad en
doscientos treinta tipos de retículo elemental, siendo las figuras de difracción de
rayos X el criterio que sirvió para identificarlos. De este modo se ha llegado, con
ayuda de la geometría, a la cristalografía de rayos X, que se ocupa
fundamentalmente en las doscientas treinta maneras en que los átomos y
moléculas pueden ordenarse de una forma regular en el espacio, y que ahora se
encuentra en la etapa final de determinar, a partir de datos de intensidad, la
configuración exacta de los átomos en las moléculas que actúan como nudos de la
red mediante el análisis de la distribución de densidad electrónica dentro de la
célula cristalográfica elemental.
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MATERIAL
1 lupa
5 vidrios de reloj
1 espátula
1 vaso de precipitado de 250 ml.
1 cápsula de porcelana.
1 mechero.
1 anillo.
1 tela de alambre.
1 microscopio.
REACTIVOS
Muestra de:
Cloruro de sodio
Permanganato de potasio
Sulfato de cobre
Dicromato de potasio
Yoduro de potasio
PROCEDIMIENTO
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En vidrios de reloj se coloca una pequeña muestra de las siguientes sustancias: Cloruro de Sodio, Permanganato de Potasio, Sulfato de Cobre, Dicromato de Potasio y Yoduro de Potasio. Observar cada una de las muestras:
a) A simple vista.b) Con la lupa.c) Con el microscopio.
ILUSTRACIONES
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CUESTIONARIO
1. De acuerdo a las Observaciones realizadas en el experimento, indique la
forma de los cristales y el sistema de cristalización al que usted considere
que pertenecen.
SUSTANCIA SIMPLE VISTA LUPA MICROSCOPIO
CuSO4 5H2O Rómbico Rómbico Rómbico
NaCl Cúbico Cúbico Cúbico
KMnO4 Rómbico Rómbico Rómbico
K2Cr2O7 Cúbico Monoclínico Monoclínico
KI Cúbico Cúbico Cúbico
2. Consultando la bibliografía, indique los sistemas de cristalización a los que
pertenece cada sustancia.
SUSTANCIA SISTEMA DE CRISTALIZACIÓN TEÓRICO
CuSO4 5H2O Sistema triclínico
NaCl Sistema cúbico
KMnO4 Sistema cúbico
K2Cr2O7 Sistema ortorrómbico
KI Sistema triclínico
3. Compare sus resultados experimentales con los teóricos y establezca sus
conclusiones.
CONCLUSIONES
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Conclusión de Aarón Ávila Conde: En esta práctica se pudo ver la forma en cristal.
Aunque la mayoría de las veces no nos damos cuenta, los cristales están en
nuestra vida diaria, esto es similar a todo en cuanto a química se refiere, los
cristales son parte de nosotros, y los podemos ver desde la cocina hasta dentro de
nuestro cuerpo, son un tipo de compuestos muy especiales ya que están
acomodados de una forma extremadamente ordenada y sus ángulos les dan esas
características esenciales de cristal, también sabemos que existen varios tipos de
cristales en diferentes estados, esto quiere decir que si seguimos analizando más
a fondo los mismos, algún día se podrán obtener más beneficios aparte de los que
ya tenemos en la modernidad.
Conclusión de Luis Martínez: Logramos observar los diferentes tipos de cristales
que existen, algunos de ellos los utilizamos en la vida diaria, como la sal (NaCl),
también analizamos las diferentes formas que puede tener cada cristal, que a
simple vista no se pueden ver a la perfección, incluso con herramientas de
observación como fue la lupa y el microscopio, no podríamos definir con exactitud
su forma, podría ser debido a una mala observación o incluso por problemas
ópticos, aunque algunos cristales si tienen una forma más marcada, como los
cristales cúbicos. A medida que avanza la tecnología podremos tener una mejor
imagen de los cristales y también saber más de sus propiedades.
Conclusión de Jorge Morales: Pudimos observar varios tipos de cristales que
existen aunque no todos los tipos si la mayoría por lo mismo algunos de ellos los
utilizamos en la vida diaria y gracias al microscopio pudimos observar y determinar
las diferentes formas que tienen los cristales que vimos a continuación caso
contrario a verlo con la lupa o con la vista de cada uno de nosotros y no se
detectaba bien que forma tenían los cristales y gracias al microscopio podemos
determinar que forma tienen los diferentes compuestos.
Bibliografías
Título: Química conceptos y aplicaciones.
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Autores: John S. Phillips, Victor S.Strozak, Cheryl Wistrom, Dianah Zike.
Editorial: Mc Graw Hill.
Título: Química General.
Autores: Morris Hein, Jeans Umland, Susan Arena, Jon M. Bellama.
Editorial: Cengage learning.
Titulo: Manual del ingeniero Quimico.
Autores: Robert H. Perry, Don W. Green.
Editorial: Mc Graw Hill
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