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• Mané González

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Laboratorio 1: Enlaces Químicos Profesora:

María José Rodríguez.

Modulo:

Laboratorio de Química

Nombres: Carla Palma. Valentina Parraguez. Romanet Pérez. Priscila Pérez. Catalina Proboste. Luciano Quiroz. Jorge Quiroz.

CURICO-CHILE 2018

EXPERIMENTO I : POLARIDAD DE LOS COMPUESTOS LIQUIDOS. RESULTADOS: a. Reacción 1 (H2O): Se ubica la bagueta o varilla de vidrio cargada eléctricamente lo más cerca del agua (50 ml) . Se observan cambios, existe un desvío significativo en dirección a la bagueta.

b. Reacción 2 (METANOL): Se repite el mismo procedimiento, pero se utiliza otro compuesto del cual se toman 3 ml aproximadamente. Al finalizar el práctico cambia de dirección en sus últimos goteos.

c. Reacción 3 (CLOROFORMO): Se toman 3 ml de este compuesto, ocurre una pequeña desviación, es poco polar, en las últimas gotas, ocurre un cambio en la trayectoria del líquido.

ORDEN POLARIDAD

DE INDICE POLARIDAD

DE TIPOS DE ENLACE

Cloroformo CHCl3

4.1

Covalente

Metanol CH4O

5.1

Covalente

Agua H2O

10.2

Covalente

DISCUSION: El concepto de polaridad del enlace describe la forma en que se comparten electrones entre los átomos. (Brown. Pág. 285) En un enlace covalente no polar, los electrones se comparten equitativamente entre dos átomos. En un enlace covalente polar, uno de los átomos ejerce una atracción mayor sobre los electrones de enlace que el otro. Para identificar qué tipo de enlace es, se puede utilizar la diferencia de electronegatividad de cada compuesto. (Pág. 286. Brown). AGUA: Es una molécula polar y, en consecuencia, forma enlaces llamados puentes de hidrógeno con otras moléculas. Debido a su polaridad, el agua es un buen solvente para iones y moléculas polares. (Pág. 115. Brown). Las moléculas de agua, a raíz de su polaridad, excluyen activamente de la solución, a las moléculas no polares. METANOL: Es un compuesto químico del grupo de los alcoholes, es el alcohol alifático más sencillo (Pág.1043. Química general 7th Edición) en su estructura química, ya que es muy similar a la del agua. CLOROFORMO: Es un compuesto de baja polaridad formado por carbono (C), hidrógeno (H) y cloro (Cl), es decir, es un compuesto halogenado, lo que quiere decir que es un compuesto en el que participa algún halógeno, en este caso el cloro. En síntesis, el agua presento ser el líquido más activo y visible al momento de estar en contacto con la varilla de agitación cargada eléctricamente, no así en el caso del metanol, en el cual se observó una reacción mínima debido a que su índice de polaridad es menor que el agua. En el cloroformo fue similar a la reacción con el metanol, ya que sus índices son muy semejantes y no hubo un cambio químico.

CONCLUSIÓN: El concepto de polaridad es sumamente importante al momento de utilizar compuestos químicos, porque con esta propiedad se pueden reconocer moléculas, ya sean polares o apolares. La confirmación de esta se realizó a través de experimentos, siendo corroborada con el comportamiento del líquido y la tabla de valores de cada uno. Se observó que el agua es el mejor disolvente polar, y conductor de electricidad mediante frotación en comparación al metanol y al cloroformo.

EXPERIMENTO II. Fusión de compuestos sólido.

RESULTADOS: a. Cloruro de sodio: -Tras mantener el compuesto en contacto con el fuego durante 30 segundos este no cambia de estado. b. Fenol: -A los 10 segundos de dejar la muestra en el fuego, este cambia de estado sólido a un líquido que pareciera ser más denso que la Sacarosa. -Aun cambiando de estado este mantuvo su color, blanco cristalizado. c. Sacarosa: - Tras estar 10 segundos en el fuego cambia su estado de sólido a líquido. -La variación de colores inició desde el color blanco, hasta uno ámbar y finalmente marrón oscuro. -Su estado final es viscoso, pero no tanto como lo fue el fenol. Compuesto Viscosidad Estado Pigmentación Reacción Química Final

Punto de Fusión 801°c

Cloruro de Sodio Fenol

Nula

Solido

blanco

Endotérmica

Presente

Liquido

Blanco cristalizado

Sacarosa

Presente

Liquido

Blanco, ámbar y marrón oscuro

Cambio en su 40°c estado(reordenamiento de átomos) Liberación de gas y 186°c cambio permanente en el color

DISCUSIÓN Cloruro de sodio: Está compuesto por Na(+) y Cl(-) , lo que se entiende que es un compuesto iónico (Pág. 505. Brown). Por lo tanto, el NaCl presenta un punto de fusión muy elevado debido a que tiene un enlace iónico difícil de romper (el NaCl se funde a 801ºC) ’’ (Brown. Página 278). En el experimento no se consigue cambiar de estado al cloruro de sodio, sin embargo, se nota un leve cambio de color, además la sal común o Cloruro de sodio terminó agrupándose en pequeños grumos luego de 35 segundos en contacto con el fuego. Fenol: Si hablamos del punto de fusión, se puede encontrar al fenol con una propiedad bastante peculiar. El fenol proviene de la familia de los alcoholes OH unido a un benceno (familia de los compuestos aromáticos) (Brown. Página 437) . Los compuestos aromáticos presentan altos puntos de fusión, sin embargo, al contener OH hace que este cambio de estado sea más fácil de conseguir, logrando obtener un punto de fusión de 40,5 grados Celsius los cuales según el experimento son alcanzados a los 10 segundos de estar al contacto al fuego. Sacarosa: La sacarosa es un disacárido (formados por la condensación de dos monosacáridos) de glucosa y fructosa (Pág.1018. Brown). Una de sus propiedades químicas es que tiene su punto de fusión en los 183 Grados Celsius, sin embargo, este punto es alcanzado muy fácilmente debido a lo débil que resultan ser sus enlaces. Es por esto, que, al estar en contacto con el fuego, tan solo bastó tenerla 10 segundos en fuego para encontrar la Sacarosa en estado líquido en forma de caramelo. Algunas diferencias entre el azúcar y el caramelo es que el azúcar no tiene olor y debido a las altas temperaturas se logran liberar aromas de las sustancias volátiles ubicadas en la sacarosa. Ésta se torna color ámbar a medida que se somete al calor, durante más tiempo en calor este va oscureciendo, consiguiendo así un color marrón oscuro y luego tonos aún más oscuros hasta llegar al negro.

CONCLUSIÓN

Cloruro de Sodio: El cloruro de sodio presenta un elevado punto de fusión a comparación de las otras muestras. No presentó señales de evaporación, ni liberación de gases. Al ojo humano tampoco hubo cambios en su estructura, y mantuvo su mismo color, por ende, se concluye que la sal de mesa requiere más tiempo y temperatura para efectuar cambios en sus partículas. Fenol: Este tipo de alcohol mostró cambios al cabo de 10 segundos de ponerlo en contacto con el fuego, ya que su estado cambió de sólido a líquido, comparando la sustancia obtenida con el H2O, éste es espeso, es decir, posee un nivel de viscosidad apreciable. Su pigmentación, un blanco cristalino persistió en todo el proceso. No liberó vapor ni humo. Sacarosa: Es fácil realizarle el cambio de estado de sólido a líquido. Finalizado el experimento la azúcar pasó a ser caramelo. En cuanto a su color terminó siendo un color marrón oscuro.

EXPERIMENTO 3: Sublimación

RESULTADOS A. Al minuto de poner el yodo en el vaso de precipitado, empezó a tomar un color rosado pálido y a medida que la temperatura iba subiendo pasó del color rosado a un morado intenso en el fondo del vaso de precipitado, esto duró hasta que el yodo se terminó de convertir en gas (1 a 2 minutos aprox.) B. Luego volvió a ponerse un color rosado claro, donde se pudo observar debajo del vidrio reloj una especie de cristales, producto de la evaporación del yodo C. Al sacar el vidrio reloj se expulsó todo el gas de adentro con un color rosado pálido.

5

MINUTO S

VARIACIÓN DE COLORES EN TIEMPO

4 3 2 1 0 Rosado Pálido

fuscia

Morado

DISCUSIÓN El yodo es un elemento químico de número atómico 53 situado en el grupo de los halógenos. Una de sus características es su punto de fusión que es 113,7ºC. Además, este proceso se da en cuestión de 2 a 5 minutos máximo. La sublimación, es un proceso que consiste en el cambio de estado sólido a gaseoso sin pasar por el estado líquido. (Pág.421. Brown) A su vez la cristalización es un proceso mediante el cual los átomos establecen enlaces para formar una red cristalina, la unidad básica de un cristal. La cristalización se emplea para purificar las sustancias sólidas, se da por la combinación de los gases junto al agua. Cuando el vapor de yodo entra en contacto con el vidrio de reloj se enfría y se produce la sublimación inversa, y observamos cómo se van formando los cristales de yodo. “(https://sites.google.com/a/uji.es/metodes-cientifics-2013/)”

CONCLUSIÓN Al finalizar el experimento, se puede concluir que el yodo se torna de un color violeta a medida que permanece en contacto con el calor, mediante el proceso de sublimación. Los cristales que se forman en el vidrio reloj, debido al cambio de estructura se puede deducir que forman parte de un enlace covalente.

IV. Solubilidad de sólidos en líquidos

RESULTADOS

1. a. Tubo N°1: Cloruro de sodio (NaCl) más agua (H2O) sedimentos de NaCl se van al fondo del tubo de ensayo, luego este se agita y las dos sustancias se mezclan, dando así producto a una reacción homogénea. 1.b. Tubo N°2: Sacarosa (C12H22O11) más agua (H2O): se aprecia que la sacarosa se disuelve fácilmente a comparación del cloruro de sodio. PUNTOS DE EVALUACION    

Solubilidad. Sedimentación. Pigmentación. Tipo de enlace.

Soluto +H2O

Solubilidad

Sedimentación Pigmentación Enlace

NaCl

Alta

C12H22O11

Muy Alta

Con sedimentos Sin sedimentos

Gris

Iónico

Incolora

Covalente

2.a.Tubo N°1: Cloruro de sodio (NaCl) más Cloroformo (CHCl3): Rápidamente cuando se combinaron estos dos compuestos se pudo apreciar la cristalización de la mezcla. 2.b. Tubo Nº2: Sacarosa (C12H22O11) más Cloroformo (CHCl3): Se observa la cristalización de la mezcla, esta reacción fue más rápida y más potente que la reacción ocurrida para el Cloruro de Sodio

PUNTOS DE EVALUACIÓN   

Solubilidad. Cristalización. Enlace.

Soluto + CHCl3

Solubilidad

Cristalización

Enlace

NaCl

Baja

Alta

Iónico

C12H22O11

Muy Baja

Muy Alta

Covalente

3.a. Tubo Nº1: Cloruro de sodio (NaCl) más metanol (CH3OH): El cloruro de sodio no se mezcló con el metanol, dando una reacción heterogénea. 3.a. Tubo Nº2: Sacarosa (C12H22O11) más Metanol (CH3OH): Al momento de mezclar el metanol con la sacarosa, esta se fue al fondo del tubo de ensayo.

PUNTOS DE EVALUACIÓN   

Solubilidad. Pigmentación. Sedimentación.

Soluto+CH3OH

Solubilidad

Pigmentación

Sedimentación

NaCl

Baja

Gris

Alta

C12H22O11

Baja

Incolora

Alta

DISCUSIÓN

El Cloruro de Sodio o sal común, presenta enlaces iónicos en su estructura. En un medio acuoso estos enlaces se rompen por los átomos de hidrógeno y de oxigeno que separan el Cloruro de Sodio en Na(+) y Cl(-) (Pág.106, Química general 7th Edición). Esta separación provoca que la Sal común pueda diluirse en agua, aunque debido a su estructura probablemente demore más tiempo en diluirse que la Sacarosa. La Sacarosa (C12H22O11) presenta un enlace covalente polar en su estructura al igual que el Agua (H2O), esta última disuelve la mayoría de sustancias que son polares o iónicas.

Cuando se mezcló Cloroformo (CHCl3) y Sal (NaCl) rápidamente ocurrió una cristalización de la mezcla, El cloruro de sodio no es soluble en cloroformo. Esta mezcla no ocurre porque en una reacción un soluto polar se disuelve en solvente polar y un soluto apolar se disuelve en solvente apolar y nunca se intercalan. Cuando se ocupa el metanol como disolvente se aprecia que los cristales de NaCl y de C12H22O11 no se mezclan con la sustancia, El cloruro de sodio, al ser una sal iónica, los iones están fuertemente atraídos, por lo que las interacciones de atracción que puedan ejercer la débil polarización del metanol no compensan ni justifican la separación de las fuertes y estables atracciones entre los iones cargados de la sal común.

Conclusión:

Agua: Cuando se usa H2O como solvente se puede apreciar que la sacarosa y la sal, se disuelven casi completamente en el agua, con esto se puede concluir que entre dos compuestos polares como el agua y la sal se puede crear una mezcla homogénea. Cloroformo: Cuando se usa este compuesto, las muestras demuestran un cambio físico, la cristalización, tanto en la sal como la sacarosa. Con esto se puede concluir que el cloroformo es polar, pero muy débil Metanol: Se observa que al mezclar metanol con los otros dos compuestos (Sal y Sacarosa), los cristales caen al fondo del tubo de ensayo, no ocurre ninguna reacción, este elemento (metanol) tiene una polarización muy baja la cual no es capaz de dividir los átomos de Na+ y Cl-.

V) Solubilidad de líquidos en líquidos.

RESULTADOS

a. Tubo 1: Se mezcla agua con metanol, en la cual no se permite distinguir cual elemento es cada uno. b. Tubo 2: Se mezcla agua con cloroformo, donde las mezclas se separaron, se lograba distinguir cuales eran las sustancias que se habían mezclado.

Soluto+H2O Metanol Cloroformo

Tipo de mezcla Homogénea Heterogénea

Polaridad Polar Apolar

DISCUSIÓN El metanol y el agua tienen propiedades semejantes debido a que ambos tienen grupos hidroxilo que pueden formar puente de hidrógeno. El metanol forma puentes de hidrógeno con el agua y por lo tanto es miscible. Existen dos tipos de mezclas, la mezcla Homogénea y mezcla Heterogénea. Mezcla Homogénea: En esta composición no se pueden identificar las sustancias involucradas, esto puede ocurrir por su diferencia de densidad involucradas. Mezcla Heterogénea: En esta mezcla se pueden identificar las d (el ejemplo más común es el agua con el aceite). El agua o H2O es un solvente polar, lo cual lo hace apto para reacciones químicas. Para que ocurra una reacción el soluto también debe ser polar o iónico. CONCLUSIÓN Debido a que el agua es un elemento polar, este para crear una sustancia homogénea necesita de un elemento polar, como lo es en el caso del metanol, quien su estructura se une con facilidad a la del H2O. En cambio, el cloroformo posee dos átomos apolares, lo que no permite una homogeneidad en el soluto, y crea así un producto heterogéneo, donde se puede apreciar ambos líquidos.

EXPERIMENTO 6: SOLUBILIDAD EN MEZCLAS DE LIQUIDOS

RESULTADOS a. Hexano y Agua se observa una mezcla heterogénea, ocurren dos fases en el tubo de ensayo, el hexano se posiciona más arriba, debido a su poca solubilidad en el agua. b. Dicromato de Potasio: se mantiene la mezcla heterogénea, con este elemento químico si ocurre una interacción con el agua, resultando un líquido color naranja, que se ubica por debajo del compuesto hexano.

ORDEN DE SOLUBILIDAD

INDICE DE SOLUBILIDAD

Dicromato de K2Cr2O7 Hexano C6H14

45 mg/L a 25°

Potasio

6,1 mg/L

DISCUSIÓN: La solubilidad es la máxima cantidad de una sustancia que puede ser disuelta en 100 cm3 de solvente en determinadas condiciones de temperaturas y presión. Está estrechamente relacionada con la polaridad de la molécula. AGUA: El agua es considerada un disolvente universal, ya que es el líquido que más sustancias disuelve, lo que tiene que ver con que es una molécula polar. Con HEXANO: Es poco soluble en agua, pero se mezcla bien con los disolventes orgánicos apolares como el alcohol, el éter o el benceno. Con DICROMATO DE POTASIO: El dicromato de potasio es muy soluble en agua y un compuesto polar.

La solubilidad depende del tipo de soluto y del disolvente, en este caso el hexano y el agua ambos en calidad de disolvente, reaccionaron distintos al compuesto dicromato de potasio, la regla a utilizar es “lo semejante disuelve los semejantes”, por eso el agua muestra receptividad ante el compuesto polar, y no interacciona con el elemento químico apolar, en el tubo de ensayo se puede analizar esta propiedad.

CONCLUSIÓN: La solubilidad es una de las propiedades químicas más relevantes ya que se puede predecir si algún compuesto va a disolverse, además de comprender las fases que presentará la solución final, así mismo cumple un rol importante para saber que reactivo ocupar dependiendo del tipo de reacción que se quiera obtener, esta propiedad es proporcional a la polaridad, debido a que los reactivos químicos responden según sus respectivos índices de solubilidad y comportamientos polares o apolares.