PRÁCTICA
3: ¿CUÁNTO ABSORBE? MEDICIÓN DE MASA Y VOLUMEN.
FECHA DE REALIZACIÓN: 26 de Septiembre de 2016.
OBJETIVO: Determinar la
capacidad absorbente del poliacrilato de sodio y conocer los daños que causa al
ambiente y la forma correcta de desecharlo.
INVESTIGACIÓN: Que es el
poliacrilato de sodio, que usos tiene, qué daños causa al ambiente y ¿cuál es
la forma correcta para desecharlo?
Qué
es el Poliacrilato de Sodio.
El poliacrilato de sodio es un
polímero con múltiples aplicaciones gracias a su característica principal es la
capacidad de absorción de agua, de ahí a que pertenezca a la categoría de
polímero súper absorbente, SAP (super absorbent polymer) en inglés.
El poliacrilato de sodio es una
sal del ácido poli acrílico y el monómero por el que está formado responde a la
fórmula —CH2CH (CO2Na)—. El poliacrilato
de sodio fue disociado por primera vez en la empresa Dow Chemical Company, por
3 químicos: Niles Bashaw, Bobby Atkins y Billy Harper.
Aplicaciones.
Entre las aplicaciones más
comunes del poliacrilato de sodio se encuentran:
·
Pañales
absorbentes.
·
Toallas
sanitarias.
·
Limpieza de
residuos médicos de los hospitales.
·
Eliminación de
agua en algunos combustibles como los utilizados en aviación.
·
Absorción de agua
en fugas.
·
Aislamiento de
centrales eléctricas y cables ópticos que pudieran entrar en contacto con agua.
·
Diversos procesos
químicos que requieren que se absorba agua.
·
Producción de
nieve artificial.
·
Acondicionamiento
de tierra en jardines para que retenga una mayor cantidad de agua.
Qué
daños causa al medio ambiente.
Del total de residuos sólidos
urbanos en México, 14 por ciento corresponden a pañales desechables que pueden
causar serios daños al ecosistema e incluso a la salud de los bebés que los
usan… la mayoría de veces los pañales usados se arrojan en rellenos sanitarios,
donde sus contenidos de poliacrilato de sodio, dioxinas y tributil-estaño afectan
el equilibrio ambiental…y pueden tardar entre 100 y 450 años en desintegrarse.
Cuando el producto químico entra
en contacto con una gran cantidad de agua derramada en una zona, que puede
hacer que el área a ser muy resbaladiza . Además, si el producto químico entra en
alcantarillas o sistemas de drenaje en grandes cantidades, puede causar
obstrucción grave y debe ser tratado inmediatamente.
·
La sustancia se
descompone al calentarla intensamente, produciendo humos tóxicos de óxidos de
nitrógeno.
·
La sustancia es
una base débil.
·
Reacciona con
oxidantes fuertes, originando peligro de incendio.
·
Ataca al cobre y
compuestos.
·
Inflamable.
·
Se debe evitar el
contacto con medios oxidantes, ácidos minerales.
·
Produce humos
altamente tóxicos y óxidos de nitrógeno al descomponerse.
·
Puede producir
gases irritantes y tóxicos ante la combustión del mismo.
Cuál
es la forma correcta de desecharlo.
·
Evitar contacto
con oxidantes fuertes, ácidos, además de fuentes de ignición y de calor. Evitar
la formación de niebla del producto.
·
Higiene estricta.
·
Evitar llamas, no
producir chispas y no fumar.
·
Por encima de
38°C, contar con un sistema cerrado, ventilación y equipo eléctrico a prueba de
explosiones.
·
Almacenar en
lugar a prueba de incendio
·
Mantener en
envases herméticamente cerrados.
·
Debe ser eliminado
en vertederos autorizados, de acuerdo a la normativa vigente para residuos
peligrosos.
HIPÓTESIS:
1.- El poliacrilato de sodio
(contenido en un sólo pañal) absorbe de 1 a 2 litros de agua.
2.- El poliacrilato de sodio
aumentará su volumen muy rápido, en cuanto entre en contacto con el agua.
MATERIAL:
●
1 pañal desechable.
●
1 frasco de boca ancha de 1 litro aprox.
●
1 balanza.
●
1 bolsa de plástico mediana.
●
1 agitador de madera o vidrio.
●
1 pipeta de 10 ml.
●
Agua de la llave.
●
Papel de baño o servilletas.
●
Cubrebocas.
●
Lentes.
●
Guantes.
●
Vaso de precipitado.
PROCEDIMIENTO:
1.
Coloquen el pañal dentro de la bolsa de plástico y
rásguenlo para sacar el relleno de algodón. Desmenucen el algodón dentro de la
bolsa, sacudiéndola de vez en cuando. De esta manera, el polvo blanco
cristalino de poliacrilato de sodio se acumulará en el fondo de la bolsa.
Cuando realizamos esta parte del proceso, nos tomó
algo de tiempo, ya que la mayoría del algodón que contiene el poliacrilato se
encontraba muy adherido en el pañal, y al desmenuzarlo, gran parte del
poliacrilato de salía de la bolsa fácilmente, sin embargo, entre todos fue más
sencillo realizar esto.
2.
Pesen el polvo extraído con una balanza y determinen
la masa de poliacrilato de sodio que contiene un pañal. Vacíen el polvo al
frasco.
Fue muy sencillo pesar el poliacrilato de sodio con la
balanza granataria. Estos fueron los resultados que obtuvimos al pesar todo:
El bote
plástico donde colocamos el poliacrilato pesaba 18 gramos.
El bote plástico con el poliacrilato pesaba 20.4
gramos.
El poliacrilato de sodio contenido en el pañal, pesaba
2.4 gramos.
3.
Midan 50 ml de agua con un vaso de precipitado y
agréguenlos al polímero. Agiten suavemente con la varilla de vidrio hasta que
el agua se absorba.
Como dijimos en la hipótesis, el poliacrilato
reaccionó inmediatamente al contacto con el agua.
4.
Continúen añadiendo 10 ml de agua cada vez con la
pipeta. Usen el agitador para mezclar el agua y el poliacrilato y una tira de
papel de baño para verificar que se absorbe el agua que agreguen. Recuerden
registrar la cantidad de agua que añadan y describan cómo cambian las
propiedades de la mezcla al agregar más líquido.
Cantidad de agua agregada.
|
Estado del poliacrilato.
|
50
ml.
|
Aumenta
su volumen inmediatamente al contacto con el agua, se forman algunos grumos,
es color blanco.
|
10
ml.
|
Aumenta
su volumen, es blanco.
|
10
ml.
|
Casi
no aumenta volumen, es blanco.
|
10
ml.
|
Los
grumos disminuyen su tamaño, es blanco.
|
10
ml.
|
Aumenta
su volumen, es blanco.
|
10
ml.
|
Aumenta
su volumen muy poco, pero los pequeños grumos se unen y forman algunos otros
más grandes, es blanco.
|
10
ml.
|
Empieza
a perder su color blanquecino, no aumenta mucho el volumen.
|
10
ml.
|
Continúa
un poco blanco, los grumos se empiezan a desvanecer.
|
10
ml.
|
Se
vuelve un poco más transparente y aumenta volumen.
|
10
ml.
|
No
cambia demasiado, los grumos se desvanecen aún más.
|
10
ml.
|
Los
grumos desaparecen totalmente, prácticamente es transparente, pero en la
prueba de la servilleta, ésta salió un poco húmeda.
|
10
ml.
|
Los
grumos se desvanecieron, es transparente y muy suave, tiene una textura
gelatinosa y en la prueba de la servilleta, ésta salió húmeda, casi mojada.
|
5.
Cuando observen que la tira de papel de baño se
humedece al tocar la mezcla, añadan el agua de 1 ml en 1 ml hasta que la tira
de papel salga mojada.
6.
Midan la masa final del poliacrilato de sodio ya
hidratado y registren el resultado.
El bote plástico con el poliacrilato hidratado pesaba 222.22 gramos.
Finalmente, el poliacrilato hidratado pesa 204.2 gramos.
Finalmente, el poliacrilato hidratado pesa 204.2 gramos.
OBSERVACIONES (IMÁGENES Y DESCRIPCIÓN):
El poliacrilato de Sodio contenido en el pañal.
Medimos el agua para agregar al poliacrilato.
El poliacrilato empieza a reaccionar.
Éste fue el resultado.
ANÁLISIS DE RESULTADOS:
a.
Determinen el máximo volumen de agua que la masa de
poliacrilato de sodio absorbe el pañal.
El máximo volumen de agua que el poliacrilato absorbió
fue de 170 ml.
b.
Comparen sus resultados con los de otros equipos y
expliquen las diferencias.
En el otro sub-equipo;
El bote plástico donde colocaron el poliacrilato pesaba 36.5 gramos.
El bote plástico con el poliacrilato sin hidratar pesaba 38.5 gramos.
El poliacrilato de sodio contenido en su pañal fue de 2 gramos.
Tabla de registro al cambio de estado del poliacrilato:
El poliacrilato junto con el bote pesaba 185 gramos.
Finalmente el poliacrilato hidratado pesó 148.5 gramos.
La cantidad de agua absorbida por el poliacrilato por unidad de masa fue de 56 ml/g.
En conclusión, hubo varias diferencias entre los resultados de nuestro subequipo (Fernando, Naomi, Elaine) y el subequipo de mis otros compañeros de equipo (Aquino, José Luis, Pedro Emiliano y Noé). A continuación un cuadro comparativo entre resultados:
El bote plástico donde colocaron el poliacrilato pesaba 36.5 gramos.
El bote plástico con el poliacrilato sin hidratar pesaba 38.5 gramos.
El poliacrilato de sodio contenido en su pañal fue de 2 gramos.
Tabla de registro al cambio de estado del poliacrilato:
Cantidad de agua agregada.
|
Estado del poliacrilato.
|
50 ml.
|
Aumenta su volumen inmediatamente al contacto con el agua, es blanco.
|
20 ml.
|
Aumenta un poco su volumen, es blanco.
|
20 ml.
|
Se minimiza la cantidad de grumos que se formaron al contacto con el
agua, pero aumenta en sí su masa, es blanco.
|
30 ml.
|
Los grumos formados empiezan a desvanecerse, se transparenta muy
poco.
|
20 ml.
|
Los grumos se desvanecieron, es transparente y tiene una consistencia
parecida a la del gel.
|
El poliacrilato junto con el bote pesaba 185 gramos.
Finalmente el poliacrilato hidratado pesó 148.5 gramos.
La cantidad de agua absorbida por el poliacrilato por unidad de masa fue de 56 ml/g.
En conclusión, hubo varias diferencias entre los resultados de nuestro subequipo (Fernando, Naomi, Elaine) y el subequipo de mis otros compañeros de equipo (Aquino, José Luis, Pedro Emiliano y Noé). A continuación un cuadro comparativo entre resultados:
Criterio.
|
Nuestros resultados.
|
Sus resultados.
|
El peso del bote plástico sin el poliacrilato.
|
18 gramos.
|
36.5 gramos.
|
El peso del bote plástico con el poliacrilato sin hidratar.
|
20.4 gramos.
|
38.5 gramos.
|
El peso del bote plástico con el poliacrilato hidratado.
|
222.2 gramos.
|
185 gramos.
|
Cantidad máxima de agua absorbida por el polímero.
|
170 ml.
|
140 ml.
|
Cantidad de agua absorbida por unidad de masa.
|
70.83 ml/g.
|
56 ml/g.
|
Peso final del poliacrilato hidratado.
|
204.2 gramos.
|
148.5 gramos.
|
Cantidad de poliacrilato contenida en el pañal.
|
2.5 gramos.
|
2 gramos.
|
c. Dividan el volumen total de agua absorbido entre la masa inicial del poliacrilato. Esa cantidad es una medida de cuánta agua absorbe el polímero por unidad de masa (ml/g).
Volumen total absorbido de agua: 170 ml.
Masa Inicial del poliacrilato: 2.4 gramos.
170 ml. / 2.4 gramos = 70.83 ml. /g (Agua absorbida
por el polímero por unidad de masa)
d.
Analicen y evalúen sus posibles errores en la medición
de masas y volúmenes durante el experimento. Propongan estrategias para mejorar
las mediciones y qué otros instrumentos de medición les facilitarían el
trabajo.
Consideramos que el pudimos haber evaluado un poco mejor el peso del poliacrilato hidratado si hubiéramos calculado el volumen de éste. Creemos que no podemos mejorar el sistema de medición de masa, ya que al estar utilizando una balanza granataria, ésta es más precisa y la más adecuada para este tipo de acciones.
MANEJO DE RESIDUOS: Coloquen el
pañal en el contenedor de basura inorgánica y desechen el poliacrilato de sodio de
acuerdo al protocolo que investigaron.
:)
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