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• Oscar Alberto Lopez Marquez

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Telebachillerato de Veracruz Primer semestre

Experimentos Química I

Experimentos de Química I

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Experimentos de Química I INDICE Introducción………………………………………………………………………………………….. Medidas de Seguridad……………………………………………………………………………… Experimento 1. Introducción al material de laboratorio…………………........................................................................................................ Experimento 2. Aplicación del Método Científico en Química……………………………………………………………………………………………….. Experimento 3. Cambios físicos y cambios químicos……………………………………………………………………………………............... Experimento 4. Naturaleza eléctrica de la materia…………………………………………………………………………………………………. Experimento 5. Modelo atómico Nuclear………………………………………………………………………………………………… Experimento 6. Tabla Periódica………………………………………………………………………………………………. Experimento 7. Enlace Químico……………………………………………………….......................................................... Experimento 8. Óxidos Básicos……………………………………………………….......................................................... Experimento 9. Ácidos, oxiácidos, contaminación ambiental “Lluvia Ácida”………………………………………………………………………………………………….. Experimento 10. Negro de colores………………………………………………………………………………………………….

2 2 3 6 8 10 12 14 16 19 21 23 25

Experimento 11. Identificación de compuestos orgánicos "Escritura Invisible"………………………………………………………………………………………………. Experimento 12. Representación de reacciones químicas…………………………………. Experimento 13. Frío o caliente…………………………………………………………………………………………….…..

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Experimento 14. "¡A toda máquina!"……………………………………………………………………………………………… Experimento 15. “¡A exceso de Velocidad!”……………………………………………………………………………………………. ANEXOS

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Catálogo de materiales más comunes en un laboratorio y sus posibles equivalencias caseras…………………………………………………………………………………………………

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Sustancias o reactivos para uso del laboratorio……………………...................................

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Introducción: Los experimentos iniciales son de carácter general, capacitarán al alumno en el conocimiento de los materiales, desarrollando habilidades y destrezas a través de las técnicas más comunes del laboratorio. Todos los experimentos, por ser de formación básica, presentan carácter general, relacionándola con la práctica profesional en el sentido de que aquí principia el desarrollo de la iniciativa personal y la capacidad imaginativa que le permita modificar, a través de su trabajo, y mejorar el medio ambiente en beneficio suyo y de la colectividad.

Medidas de seguridad: 1. Cada grupo se responsabilizará de su zona de trabajo y de su material. 2. La utilización de bata es muy conveniente, pues evita que posibles proyecciones de sustancias químicas lleguen a la piel. 3. En el laboratorio no se podrá tomar bebidas ni comidas. 4. En los lugares donde se realicen las prácticas, no pueden depositarse prendas de vestir, apuntes, etc., que puedan entorpecer el trabajo. 5. Seguir las indicaciones del maestro para evitar algún accidente durante la práctica. 6. Conservar la calma y leer bien los procedimientos al realizar la práctica. 7. En caso de accidentes, leves o graves, deberá darse aviso de inmediato al profesor. 8. Al inicio y término de la práctica lavar los materiales de trabajo y dejar todo debidamente ordenado.

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Experimento 1 Introducción al material de laboratorio Número del Bloque: I Nombre del Bloque: reconoces a la Química como una herramienta para la vida. Tiempo asignado: 10 horas. Objeto de aprendizaje: la Química como herramienta para la vida. Propósito: El alumno deberá adquirir las habilidades, destrezas, actitudes y aptitudes necesarias que le ayudarán a desarrollarse en las subsiguientes asignaturas a través de las observaciones de los hechos en el laboratorio. Introducción: La identificación de los materiales de laboratorio constituye una actividad de vital importancia en el desempeño de cada uno de los experimentos que se llevan a cabo. Por ello, es necesario que el estudiante conozca debidamente el material que más frecuentemente se usará en el laboratorio de química, para que sea capaz de seleccionarlo y usarlo adecuadamente. Los materiales de laboratorio surgieron como una necesidad, tomaron el nombre de la ciudad o la persona que lo diseñó para trabajar más cómodo o poder efectuar una determinada tarea. Cuándo se diversificó la investigación médica, microbiológica, química, tomaron el nombre de las personas que los crearon, como ejemplo está el Erlenmeyer, creado por August Carl Erlenmeyer en 1861. Materiales: MATERIAL DE PORCELANA 1.- Mortero con mano: se utiliza para triturar sólidos. 2.- Cápsula: se utiliza para calentar líquidos o sólidos.

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Material de vidrio: 3.- Cristalizador: se utiliza para enfriar soluciones con sólidos cristalizables. 4.- Vaso de precipitado: se utiliza para medir y calentar líquidos. 5.- Matraz Erlenmeyer: su empleo es idéntico que el del vaso de precipitado. 6.- Embudo de separación: ayuda a separar líquidos no miscibles (fáciles de mezclarse). 7.- Tubo de ensaye: se utiliza para reacciones en pequeña escala. 8.- Embudo sencillo: su uso permite trasvasar líquidos sin derrames y en filtración. 9.- Matraz para destilación: se utiliza para colocar las mezclas que van a ser destiladas. 10.-Refrigerante: en conjunto con el material anterior se utiliza para condensar los vapores destilados. 11.- Probeta graduada: sirve en la medición de cantidades de líquidos. 12.- Pipeta graduada: se utiliza para medir y extraer líquidos en pequeñas cantidades. 13.- Frasco gotero: sirve para dosificar cantidades pequeñas, es de color ámbar para proteger el reactivo. 14.- Vidrio de reloj: se utiliza para poner muestras sólidas. 15.- Tubo de seguridad: se emplea para verter ácidos dentro de un matraz.

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Material de fierro: -4-

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16.- Soporte universal: se utiliza para sostener el anillo y las pinzas para bureta. 17.- Tripié: se utiliza con la rejilla de asbesto para el calentamiento. 18.- Pinzas para crisol: se utilizan para retirar el material caliente del tripié. 19.- Pinzas para tubo de ensaye: sirven para sujetar los tubos de ensaye. 20.- Pinzas para vaso: se emplean para retirar vasos de precipitado que han sido calentados en el tripié. 21- Cuba hidroneumática: se utiliza para el desprendimiento de gases por desalojo de agua. 22.- Escobillones de cerda: se utilizan para lavar tubos de ensayo. 23.-Espátula de acero: se emplea para retirar sustancias sólidas de los recipientes. 24.- Baño maría: se utiliza para calentar sustancias que no se deben exponer de manera directa al fuego. 25.- Cucharilla de combustión: sirve para quemar pequeñas muestras de sólidos. 26.- Gradilla: mantiene los tubos de ensaye en posición vertical.

16.-

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Análisis de resultados: 1.- ¿Qué materiales conocías y cuales podrías sustituir con objetos que tienes a tu alrededor?

2.- ¿Cuál es la importancia de utilizar correctamente el material del laboratorio?

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Experimento 2 Aplicación del método científico en química Número del Bloque: I Nombre del Bloque: reconoces a la química como una herramienta para la vida. Tiempo asignado: 10 horas. Objeto de aprendizaje: método científico. Propósito: Recrear el procedimiento del método científico a partir de una situación problema. Mediante experimentos sencillos del laboratorio, el alumno diferenciará las fases que intervienen en el método científico. Introducción: Llamamos método a una serie ordenada de procedimientos que hacen uso la investigación científica para observar la extensión de nuestros conocimientos. Podemos concebir el método científico como una estructura, un armazón formado por reglas y principios coherentemente concatenados. El método científico es quizás uno de los más útiles o adecuados, capaz de proporcionar respuestas a nuestras interrogantes. Los pasos del método científico son: 1.- Observación. Consiste en fijar la atención en las cosas que existen y en los fenómenos que ocurren en la naturaleza a través de los sentidos. 2.- Hipótesis. Es una suposición que sirve para tener una explicación sobre los hechos, pudiendo ser verdadera o errónea. 3.- Experimentación. Es reproducir o provocar los fenómenos para hacer observaciones y verificar si se cumple con la hipótesis planteada. 4.- Teoría. Es una serie de conocimientos que proporcionan datos para razonar y obtener otros descubrimientos con respecto al fenómeno analizado. 5.- Ley o Principio. Se establece cuando muchos científicos encuentran que una hipótesis está completamente comprobada.

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Materiales y sustancias:

Materiales Sustancias 2 vasos de Agua vidrio Cronómetro Alcohol Hielo Procedimiento: 1. Lee atentamente toda la guía y comprende la intención de la experiencia, así como el procedimiento que debes ejecutar. Discútelo con tus compañeros de grupo. Si tienes alguna duda compártela con tu maestro. 2. Toma los vasos y rotúlalos con el número 1 y 2 respectivamente. En el número 1 agrega agua a temperatura ambiente y en el dos agua con hielo. Obsérvalos durante 10 minutos y anota tus observaciones, indicando los cambios ocurridos en la superficie externa del vaso. 3. Limpia y seca los vasos 1 y 2, agrégales alcohol hasta la mitad. Al número 2 adiciónale hielo, obsérvalos durante diez minutos y anota tus observaciones, así como los cambios ocurridos en la superficie externa del vaso. 4. Con base en la observación realizada, ejecuta los pasos del método científico, para construir una hipótesis que explique la situación problema. 5. Realiza un informe escrito donde detalles cada uno de los pasos del método científico ejecutados en la actividad realizada. Este informe debes presentarlo en las fechas que tu maestro considere conveniente. Análisis de resultados: El informe escrito debe cumplir con los siguientes rasgos: Anota en la celda de puntaje correspondiente un 1 si el criterio es evidente en el informe o un 0 en caso contrario. Criterio a evaluar 1. Maneja correctamente todos los pasos del método científico. 2. Describe los momentos en los que se presentan los pasos del método científico en orden lógico secuencial 3. Redacta el informe con claridad y precisión en el que se encuentren resaltados todos los pasos del método científico 4. Maneja sustancias con cuidado y responsabilidad al realizar la experimentación 5. Realiza una conclusión en la que se explique claramente la situación problema

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Puntaje

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Experimento 3 Cambios físicos y cambios químicos Número del Bloque: II Nombre del Bloque: comprendes la interrelación de la materia y la energía. Tiempo asignado: 5 horas. Objeto de aprendizaje: cambios de la materia. Propósito: Identificar los cambios físicos que sufre la materia en el laboratorio. Introducción: Cambio físico: es aquel que no cambia la naturaleza íntima de la materia, es decir, la composición química de las sustancias involucradas no se altera. Cambio químico: es aquel que ocasiona que la sustancia pierda sus propiedades originales, dando origen a otras sustancias con características distintas. Materiales y sustancias: Material Termómetro Soporte universal o tripié elaborado en casa 3 vasos de vidrio Mechero de Bunsen o Lámpara de alcohol Vidrio de reloj o pedazo de vidrio

Sustancias Hielo Agua destilada

Procedimiento: a) Experimento de fusión: se coloca un trozo de hielo dentro de un vaso de precipitado y con el termómetro se toma la temperatura. b) Experimento de ebullición: se inicia un calentamiento hasta que el agua hierva, se toma la temperatura y se anota. ¿Es la misma temperatura que en estado sólido? c) Experimento de evaporación: se continúa calentando y el agua seguirá hirviendo; se coloca el termómetro en la superficie del agua para tomar la temperatura del vapor y se anota ¿Es la misma que cuando empezó a hervir? -8-

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¿sí o no? y ¿por qué? d) Experimento de condensación: se tapa el vaso de precipitado que contiene el agua hirviendo con un vidrio de reloj, al cabo de unos minutos se apaga el mechero, se toma el vidrio de reloj y se observa por el lado que tapaba el vaso. ¿Qué sucede? Análisis de resultados: a) ¿Por qué la fusión es un cambio físico? b) ¿En qué consiste el fenómeno de la ebullición? c) ¿Qué se observa al evaporarse el agua en el vaso de precipitados? d) ¿La evaporación es un cambio físico ó químico; por qué razón? a) Experimento de fusión

b) Experimento de ebullición

c) Experimento de evaporación

d) Experimento de condensación

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Experimento 4 Naturaleza eléctrica de la materia Número del Bloque: II Nombre del Bloque: comprendes la interrelación de la materia y la energía. Tiempo asignado: 5 horas. Objeto de aprendizaje: propiedades de la materia. Propósito: observar la naturaleza eléctrica de la materia. Introducción: La carga eléctrica es una propiedad intrínseca de algunas partículas subatómicas que se manifiestan mediante atracciones y repulsiones, las cuales determinan las interacciones electromagnéticas entre ellas. La materia cargada eléctricamente es influida por los campos electromagnéticos siendo, a su vez, generadora de ellos. La interacción entre carga y campo eléctrico es la fuente de una de las cuatro fuerzas fundamentales, la fuerza electromagnética. La carga eléctrica es de naturaleza discreta, fenómeno demostrado experimentalmente por Robert Millikan. Por definición, los electrones tienen carga -1, también notada -e. Los protones tienen la carga opuesta, +1 o +e. Los quarks (constituyentes fundamentales de la materia), tienen carga fraccionaria −1/3 o +2/3, aunque no se han observado aislados en la naturaleza. En el Sistema Internacional de Unidades (SIU), la unidad de carga eléctrica se denomina culombio (símbolo C). Se define como la cantidad de carga que pasa por una sección en 1 segundo cuando la corriente eléctrica es de 1 amperio (A), y que corresponde con la carga de 6,25 × 1018 electrones aproximadamente. Materiales: Bastón de vidrio Pedazos de lana Cordel

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Procedimiento: Friccionar un bastón de vidrio con un pedazo de lana, colgándolo con ayuda de un cordel. Aproximar el pedazo de lana al bastón y anotar lo que ocurre (Figura 1). Friccionar otro bastón de vidrio en otro pedazo de lana, aproximarlo al bastón colgado (Figura 2) y anotar lo que ocurre.

Figura 1

Figura 2

Análisis de resultados: 1. Explicar lo que pasó. 2. ¿Cómo se puede concluir que la materia posee naturaleza eléctrica? En el punto 1 notamos que el bastón de vidrio y la lana se atraen, y en el punto 3, el bastón de vidrio colgado irá a repeler el otro. Esto demuestra la presencia de fenómenos eléctricos. Cuando friccionamos los dos materiales, el bastón de vidrio pasa a ser portador de carga eléctrica negativa (en ambos casos por convención), Figura 3.

Figura: 3

La lana (cargada negativamente) es atraída por el bastón de vidrio (cargado positivamente). Sin embargo, los dos bastones de vidrio electrificados, con cargas de la misma polaridad, se repelen. Podemos concluir que las cargas eléctricas de signos diferentes se atraen y del mismo signo se repelen.

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Experimento 5 Modelo atómico nuclear Número del Bloque: III Nombre del Bloque: explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones. Tiempo asignado: 10 horas. Objeto de aprendizaje: teorías y modelos atómicos Propósito: comprender a profundidad cómo se encuentra estructurado un átomo. Adquirir la capacidad para explicar las características de la estructura de la materia y las propiedades que esta genera. Introducción: Hoy en día nadie piensa que los átomos no existen. Creemos tener pruebas más que suficientes de su existencia. Sin embargo, nunca hay que perder de vista que detrás de toda investigación hay un investigador, un ser humano que interpreta, dirige, selecciona, decide y deduce, dentro del contexto de lo que él mismo cree y bajo la consideración de lo que es la teoría aceptada. De 1897 a 1932, a lo largo de 35 años, aparecieron tres partículas subatómicas: electrón, protón y neutrón. Para descubrir el electrón fue necesario aprender a manejar la energía eléctrica, la que se entendió finalmente como un flujo de electrones. En un tubo de rayos catódicos ocurrió el hallazgo de los rayos X, una forma de radiación de alta energía, el cual condujo al descubrimiento de la radioactividad y este al modelo nuclear del átomo. Luego, mediante reacciones nucleares aparecieron el protón y el neutrón. Los modelos nos permiten formar imágenes concretas de conceptos abstractos o de objetos minúsculos o muy lejanos para ser observados. Los científicos desarrollan modelos para explicar cosas que no pueden ver directamente. Los modelos están basados en construcciones mentales y teorías, que si son apropiados, pueden verificar y predecir una gran cantidad de datos experimentales. Materiales y sustancias: Materiales Esferas de unicel tamaños Palillos de madera

de

Sustancias diferentes Pegamento blanco o UHU Pintura - 12 -

acrílica

de

distintos

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colores Popotes Pinceles Franela Procedimiento: 1. Elegir un elemento de la tabla periódica. 2. Calcular el número de electrones, protones y neutrones que posee. 3. Pintar esferas de unicel de algún tamaño con el color deseado para representar electrones, de otro color para protones y de un tercer color para neutrones. 4. Une las esferas con palillos y popotes para generar el modelo en tercera dimensión de la estructura del átomo elegido. Análisis de resultados: Realiza una explicación-descripción por escrito de la estructura atómica construida. Debes incluir las propiedades que dicha estructura confiere al átomo en cuestión, como el número de capas que posee, si existen isótopos y mencionar el tamaño comparado con el de otros átomos vecinos en la tabla periódica. Ejemplo de modelos atómicos

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Experimento 6 Tabla periódica Número del Bloque: IV Nombre del Bloque: interpretas la tabla periódica. Tiempo asignado: 8 horas. Objeto de aprendizaje: tabla periódica moderna. Propósito: el alumno realizará una tabla periódica para la familiarización con su manejo. Introducción: EL NÚMERO ATÓMICO COMO BASE DE LA CLASIFICACIÓN PERIÓDICA Si se ordenan los elementos químicos de manera creciente respecto de sus números atómicos, se observa una variación gradual y ordenada de sus propiedades físicas y químicas, y además, lo que es muy importante, se comprueba que cada ocho (o dieciocho) elementos se empieza a repetir la serie de propiedades. Los que están colocados en una misma columna verticalmente, son aquellos elementos que poseen el mismo número de electrones en la capa más externa. Grupo: se llama grupo de clasificación periódica a un ordenamiento vertical de los elementos. Los grupos se indican con números romanos y hay ocho subgrupos. Ejemplo, el subgrupo IV A está formado por los elementos C, Si, Ge, Sn y Pb. El número de subgrupo indica los datos siguientes: a) El número de electrones del nivel más externo. b) Las valencias del elemento considerado. c) El carácter químico del elemento en cuestión. Periodo: recibe este nombre el ordenamiento horizontal de los elementos. Los periodos, que son siete, se indican con números arábigos. El número del periodo es igual al de los niveles de energía que existen en la envoltura del átomo considerado.

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Materiales: Hoja de papel tamaño carta, color blanco. Lápiz o lapicero Regla Procedimiento: Utilizando las hojas en blanco, hacer un cuadriculado de 2.0 cm por 2.0 cm de acuerdo a las instrucciones proporcionadas por el profesor.

Análisis de resultados: Describe la importancia de familiarizarte con cada elemento de la tabla periódica. 1.- ¿Cuántos elementos por la IUPAC tiene la tabla periódica? 2.- ¿Cuáles son los grupos en lo que se divide la tabla periódica?

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Experimento 7 Enlace químico Número del Bloque: V Nombre del Bloque: intermoleculares.

interpretas

enlaces

químicos

e

interacciones

Tiempo asignado: 10 horas. Objeto de aprendizaje: propiedades de los compuestos con enlace iónico y covalente. Propósito: demostrar las hipótesis planteadas sobre las propiedades que le confieren los enlaces químicos a las sustancias. Introducción: Las propiedades físicas y químicas de las sustancias están relacionadas con la fuerza del enlace, mediante el cual se unen sus átomos, de ahí la importancia que conozcas las características de tales enlaces. Enlaces interatómicos son los que permiten que los átomos se unan entre sí y puedan formar compuestos. Estos enlaces pueden ser iónicos o covalentes, y presentan características diferentes que dependen de la electronegatividad que poseen los elementos que forman el compuesto. Materiales y sustancias: Materiales 4 matraces Erlenmeyer o frascos de vidrio 2 probetas o vaso de licuadora de mayonesa 4 agitadores de vidrio o de plástico 1 pizeta o frasco aplicador de tinte de cabello 1 mechero de Bunsen o lámpara de alcohol 1 espátula 1 cucharita de combustión o cuchara de metal común Sustancias 3 gr de azúcar común 3 gr de sal común (NaCl) 11 ml de aceite 11 ml de alcohol etílico 400 ml de agua destilada Procedimiento: - 16 -

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A) Prueba de solubilidad 1.- Demostrar la solubilidad de las sustancias y, con base en esto, deducir el tipo de enlaces que mantienen unidos a sus átomos (enlaces interatómicos) y de las soluciones que se forman (enlaces intermoleculares). 2.- Numerar 4 matraces Erlenmeyer de 250 ml y colocar con la probeta 100 ml de agua destilada. 3.- Agregar a cada vaso, cada una de las sustancias que se van a utilizar en esta práctica. 4.- Agitar vigorosamente, observar y anotar los cambios ocurridos en cada matraz. B) Prueba a la llama 1.- En una cucharilla de combustión coloque 0.2 gr de azúcar y mantenga la cucharilla en contacto con la llama mediana en un mechero de Bunsen. Anote sus observaciones. 2.- Limpie bien la cucharilla y repita la operación con las demás sustancias (aceite, sal común y alcohol). Anote sus observaciones. Análisis de resultados: 1.-Clasificar los siguientes enlaces como iónicos o covalentes. En el caso de los covalentes, indica si son polares o no polares. Use tabla de la electronegatividad de Pauling. 1.- KF 2.- MgO 3.- NO 4.- CaO 5.- NaBr

6.- Br2 7.- HCI 8.- P-CI 9.- H-N 10.- Be-F

2.- Al mezclar aceite con agua no se disuelve. ¿Por qué?

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Nota: Tabla de Electronegatividad de Pauling, pagina 144 de la guía de Química 1.

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Experimento 8 Óxidos básicos Número del Bloque: VI Nombre del Bloque: manejas la nomenclatura Química Inorgánica. Tiempo asignado: 15 horas. Objeto de aprendizaje: compuestos químicos inorgánicos. Propósito: Reconocer las diferencias que existen entre los óxidos y cómo retardar dicho fenómeno. Introducción: Los óxidos básicos son compuestos que se forman al combinarse el oxígeno con los compuestos orgánicos. El magnesio (que es un metal) al reaccionar con el oxígeno formando el Óxido de magnesio, que es un óxido básico: 2 Mg + O2= 2 MgO2 Magnesio + Oxígeno = Óxido de magnesio La mayoría de los óxidos metálicos, como el MgO, que tienen carácter básico son solubles en agua y forman con ella el hidróxido metálico correspondiente: MgO + H2O = Mg(OH)2 Óxido de Agua Hidróxido de magnesio Materiales y sustancias: Materiales Un cuchillo 4 platos pequeños 1 pedazo de plástico transparente

Sustancias Una manzana Un limón Hielo

Procedimiento: 1.-Cortamos 4 trozos de la manzana, los trozos deben tener aproximadamente el mismo tamaño.

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2.-En el plato número uno colocamos uno de los trozos de manzana. 3.-Envolvemos con el plástico otro trozo de manzana y lo colocamos en el plato número dos. 4.-En el plato número tres ponemos otro trozo de manzana y añadimos un poco de jugo de limón. 5.-Por último, en el plato número cuatro ponemos el último trozo de manzana y lo cubrimos con hielo. Transcurridos unos treinta minutos vemos el estado en que se encuentran los trozos de manzana.

Análisis de resultados: ¿Qué color presenta cada uno de los trozos de la manzana? ¿La sustancia que se le añade a la manzana es una base o un ácido? ¿Por qué?

Entonces, ¿cómo se llama este compuesto?

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Experimento 9 Ácidos, oxíácidos, contaminación ambiental “Lluvia ácida” Número del Bloque: VI Nombre del Bloque: manejas la nomenclatura Química Inorgánica. Tiempo asignado: 15 horas. Objeto de aprendizaje: compuestos químicos inorgánicos. Propósito: La lluvia ácida es un problema fuerte en ciudades importantes de nuestro país, como son: México, Guadalajara, Monterrey, etc. Con esta actividad se busca que el estudiante comprenda la forma en que este fenómeno se lleva a cabo en la atmósfera y cómo participan las industrias de las grandes ciudades en la generación de este problema. Introducción: Los ácidos de las precipitaciones tienen su origen en la combustión de los materiales fósiles necesarios para la obtención de energía (carbón, petróleo, gasolina o combustóleo). Dichas combustiones arrojan al ambiente grandes cantidades de gases, como dióxido de carbono, CO2, y óxidos de azufre (SOx), y de nitrógeno (NOx), que al combinarse con el vapor de agua que se encuentra en la atmósfera, se forman los ácidos que le confieren a la lluvia esa característica de precipitación ácida. Las reacciones producidas son las siguientes: A) S + O2 = SO2. B) SO2 + H2O = H2 SO4 Azufre +Oxígeno = Dióxido de azufre Dióxido de azufre + Agua = Ácido sulfúrico de azufre Materiales y sustancias: Materiales Sustancias Matraz Erlenmeyer o frasco de Azufre (jabón de azufre o azufre en polvo mayonesa de vidrio como fertilizante) Cucharilla de combustión cuchara normal de metal Vaso de vidrio

o Agua de la llave Anaranjado de metilo o Indicador natural (Col morada, Jamaica, etc.).

Mechero de Bunsen o lámpara de Plastilina - 21 -

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alcohol Cerillos.

Procedimiento: En un matraz coloque 100 ml de agua de la llave y unas gotas de anaranjado de metilo o indicador natural. En una cucharilla coloque azufre y caliente a la flama hasta combustión (coloración violeta), retire inmediatamente e introduzca la cucharilla en el matraz evitando tocar el agua con el indicador; cubra la boca del matraz con la mano para evitar la salida del gas e irrite nuestras mucosas. Una vez que el matraz se observa lleno de gas, rápidamente retire la cucharilla e introdúzcala en un vaso con agua y simultáneamente coloque un tapón al matraz. Al reaccionar los anhídridos con el agua se forman ácidos lo que provoca que aparezca la coloración rojiza por el indicador presente. Obsérvese el movimiento de partículas a partir de la coloración que cada vez va ocupando más espacio. Si invertimos el matraz observamos que el gas siempre ocupa la parte superior. Análisis de resultados: 1.- ¿Qué conclusiones obtuviste al realizar la practica?

2.- ¿Qué efectos provoca la lluvia ácida en las plantas?

3.- ¿Qué soluciones podrían evitar este tipo de contaminación ambiental (lluvia ácida)?

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Experimento 10 Negro de colores Número del Bloque: VII Nombre del Bloque: representas y operas reacciones químicas. Tiempo asignado: 15 horas. Objeto de aprendizaje: tipo de reacciones (sustitución o desplazamiento). Propósito:descubrir que la tinta negra de un marcador está formada por la mezcla de tintas de color amarillo, verde, azul..., etc. Introducción: Los resultados cromáticos son distintos según la composición de la tinta negra, de suerte que se pueden esperar resultados distintos a partir de diferentes marcas de marcador. Una variante del proceso es hacerlo, pero utilizando alcohol como diluyente en lugar de agua los resultados no son exactamente los mismos. Materiales y sustancias: Materiales Sustancias Agitador o Varilla Pegamento blanco Marcador negro Agua Regla Vaso de vidrio mediano Papel de filtro (de cafetera) Procedimiento: Se corta una tira rectangular de papel de filtro de una longitud casi igual a la altura del vaso de vidrio y de una anchura inferior al diámetro de este. Se traza con el marcador una línea recta en la tira, cerca de uno de sus extremos. Se pega el otro extremo de la tira al agitador de forma que este haga de “percha” del papel. A continuación, se introduce la tira en el vaso de vidrio al que previamente se habrá añadido agua, en cantidad suficiente para que pueda tocar y humedecer la tira, pero no tanta como para alcanzar la línea negra dibujada. Poco a poco el agua ascenderá en la tira por capilaridad y al llegar a la línea negra arrastrará los componentes de esta tinta. Se verá cómo van apareciendo en el papel unas bandas horizontales de diversos colores.

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El agua hace el papel de diluyente de modo que la velocidad de arrastre no es la misma para todas las sustancias. Ello explica que no todos los componentes de la tinta sean arrastrados con la misma rapidez (lo que haría que simplemente el color negro inicial se extendiese uniformemente en el papel).

Análisis de resultados: 1.- ¿Que puedes definir después de lo realizado en la práctica? 2.- Sustituye el diluyente original por alcohol y anota tus conclusiones.

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Experimento 11 Identificación de compuestos orgánicos “escritura invisible” Número del Bloque: VII Nombre del Bloque: representas y operas reacciones químicas. Tiempo asignado: 15 horas. Objeto de aprendizaje: reacciones químicas (combustión). Propósito:identificar cómo ocurre una reacción química mediante la mezcla de sustancias que encontramos en nuestro alrededor. Introducción: La combustión de sustancias orgánicas no solo produce Dióxido de carbono (CO2) y agua, sino también residuos de carbón. El jugo de limón es una mezcla de diferentes sustancias orgánicas (principalmente ácido cítrico), por lo que al calentarlo se lleva a cabo una combustión, la cual deja algunos residuos de carbón, éstos son los responsables del oscurecimiento de las letras. Materiales y sustancias: Materiales Sustancias Palillo o cotonete Zumo de limón o leche Frasco pequeño de vidrio o plástico Lámpara de alcohol o vela Hojas de papel blanco Procedimiento: Con zumo de limón o leche se escribe un mensaje sobre una hoja de papel blanco. Es conveniente mojar a menudo la pluma en el líquido elegido. Deje secar el líquido, el mensaje escrito deja de ser visible. Coloque debajo de la hoja la flama del encendedor cuidadosamente y observe.

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Análisis de resultados: Explica: ¿por qué sucede este tipo de reacción química al acercar el papel a la flama? 1.- ¿Cualquier sustancia podrá ser utilizada para este experimento? 2.- ¿Por qué?

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Experimento 12 Representación de reacciones químicas Número del Bloque: VII Nombre del Bloque: representas y operas reacciones químicas. Tiempo asignado: 15 horas. Objeto de aprendizaje: tipo de reacción química. Propósito: analizar reactivos y productos de reacciones de combustión. Introducción: La combustión (conocimiento y dominio del uso del fuego) aparece en la historia de la humanidad desde el inicio del desarrollo tecnológico. Sin embargo, el estudio de la ecuación química de la combustión es muy reciente. La combustión (quema) es una reacción química en cadena de una sustancia con el oxígeno del aire, en la que hay liberación de luz y calor (energía). En la combustión la sustancia quemada (combustible) sufre oxidación y el oxígeno (comburente) sufre reducción. Los combustibles más comunes son: gasolina, alcohol etílico o etanol, alcohol metílico o metanol, gas licuado o gas de cocina, butano, leña, papel y parafina. . Las combustiones normales y completas producen compuestos donde participa el elemento oxígeno. Cuando el combustible contenga el elemento hidrógeno (H), uno de los productos formados es el agua. En los compuestos orgánicos (poseen siempre carbono (C) e hidrógeno (H) la mayoría también presenta oxígeno (O) y nitrógeno (N) y hay formación de gas carbónico en el agua. Sucede, por lo tanto, dependiendo de los elementos que constituyen el combustible, la formación de otros gases (por ejemplo, dióxido de azufre o anhídrido sulfuroso). Materiales y sustancias: Materiales Pipeta graduada o popotes

Sustancias Alcohol etílico o alcohol común

Tapas metálicas de cerveza (sin el plástico aislante) - 27 -

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Mechero de Bunsen o lámpara de alcohol Vasos de varios tamaños Fósforos Cronómetro Vela Procedimiento: Combustión del alcohol etílico Colocar 1 ml de alcohol etílico en dos tapitas y, cuidadosamente, aproximar la llama de un fósforo para que la reacción de combustión del alcohol se inicie. Cubrir una de las tapitas con un vaso. Observar y anotar los hechos acontecidos.

Combustión de una vela Cortar una vela por la mitad y encenderla. Esperar hasta que el tamaño de la llama se estabilice, tapar la vela con un vaso y determinar el tiempo (en segundos), durante el cual la vela continuará quemándose. Repetir el paso anterior, utilizando vasos de diferentes tamaños. Observar y anotar el tiempo de cada reacción.

Análisis de resultados: 1) ¿Qué es combustión? 2) ¿Cuál es la diferencia entre combustible y comburente? 3) Indique el combustible y el comburente de cada reacción de combustión realizada en este experimento. 4) Cite tres combustibles utilizados día a día. 5) En la combustión de una vela, ¿qué influencia tiene el tamaño del vaso para la combustión de la vela? 6) ¿Por qué? Combustión de alcohol etílico Es importante destacar que para que se inicie la combustión es preciso de un poco de energía proveniente de la llama del palito de fósforo. Después de comenzada la combustión, ocurre liberación de calor. La sustancia que mantiene la combustión (comburente) es el gas oxígeno. Colocar el vaso sobre la tapita, - 28 -

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limita la cantidad de oxígeno disponible y cuando todo el gas (oxígeno) sea consumido, la llama se apagará. Por lo tanto, la llama de la tapita cubierta con el vaso se apagará primero, aunque tenga alcohol (combustible) suficiente para continuar la reacción. Combustión de una vela En esta reacción de combustión, la parafina (reactivo – principal combustible), llega hasta la región superior de la vela a través del pábilo (por efecto de la capilaridad y de la diferencia de densidad entre la parte inferior (más fría) y la parte superior (más caliente). En la combustión el oxígeno es consumido, soltando otros gases incombustibles. Como la quema depende de la cantidad de oxígeno, mientras menor sea el vaso utilizado para cubrir la vela, menor será la cantidad de oxígeno disponible, por lo tanto la vela se apagará más rápido (menos tiempo), en el vaso menor.

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Experimento 13 Frío o caliente Número del Bloque: VII Nombre del Bloque: representas y operas reacciones químicas. Tiempo asignado: 15 horas. Objeto de aprendizaje: reacciones químicas (síntesis o adición). Propósito: conocer las transformaciones de la materia, cuando sufren algún proceso donde interviene una energía. Introducción: Los microorganismos a los que se les llama fermentos son responsables de este proceso y a las sustancias que actúan sobre el sustrato para realizar estas reacciones se les llama enzimas. La transformación de azúcares en alcohol por medio de la fermentación se conoce desde tiempos muy remotos y se le llama fermentación alcohólica, por este procedimiento se obtiene el pulque, la cerveza, el vino y muchas otras bebidas. De la fermentación de diversos granos, como la cebada, el sorgo, el maíz, la uva, la caña de azúcar, se obtienen bebidas como whisky, cerveza, brandy y ron. El vinagre adquiere su sabor ácido debido a que en la fermentación se produce el ácido acético. A este tipo de fermentación se le llama acética. La levadura que se utiliza desde la antigüedad para hacer pan es un microorganismo que fermenta la harina. En este tipo de fermentación el CO2 queda atrapado en la masa y hace que el pan se esponje, de otra manera quedaría aplastado. Materiales y sustancias: Materiales Sustancias 1 recipiente para baño María 4 pedazos de piña 2 frascos con tapa Agua 2 etiquetas

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Procedimiento: -Marque los frascos como A y B. -Triture los pedazos de piña con un octavo de vaso de agua y coloque la mitad en el frasco A y tápelo, la otra mitad colóquela en el frasco B destapado y póngalo a baño maría durante quince minutos, tápelo inmediatamente. -Deje los frascos en observación por cuatro días. -Observe los frascos A y B, anote los cambios que suceden en las características de la piña, sabor, olor, aspecto al iniciar el experimento y cada veinticuatro horas, durante cuatro días; haga una suposición (hipótesis) de lo que cree que va a pasar. Análisis de resultados: 1.- ¿En qué otros alimentos ha observado algo semejante? 2.- ¿A qué se debe que la piña del frasco A y la del B tengan diferentes propiedades?

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Experimento 14 “¡A toda máquina!” Número del Bloque: VIII Nombre del Bloque: comprendes los procesos asociados con el calor y la velocidad de las reacciones químicas. Tiempo asignado: 7 horas. Objeto de aprendizaje: velocidad de reacción. Propósito: identificar el tipo de reactivo que interviene en el cambio de una sustancia y el tiempo que tarda en suceder la reacción. Introducción: La catálisis es un proceso mediante el cual se modifica la velocidad de reacción debido a la presencia de un catalizador. Los catalizadores son sustancias que aceleran o disminuyen la velocidad de una reacción sin alterarse en el contacto con las ya existentes. En esta actividad las cenizas actúan como catalizadores en la combustión del azúcar. Materiales y sustancias: Materiales Sustancias Cuchara metálica común ½ cucharada de azúcar granulada Lámpara de alcohol Cenizas (de cigarro) Procedimiento: Encienda la lámpara de alcohol. Con la cuchara metálica tome 1/2 cucharada de azúcar granulada. Trate de que arda el azúcar acercando la cuchara a la flama de la vela. Vuelva a hacer otro intento poniéndole al azúcar un poco de ceniza. Vuelva a acercar la cuchara a la flama; después de unos instantes empezará a arder.

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Análisis de resultados: 1.- ¿Qué sucedió con el azúcar? 2.- ¿Ardió el azúcar? 3.- ¿Por qué sucedió esto, cuando se le puso al azúcar un poco de ceniza?

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Experimento 15 “¡A exceso de velocidad!” Número del Bloque: VIII Nombre del Bloque: comprendes los procesos asociados con el calor y la velocidad de las reacciones químicas. Tiempo asignado: 7 horas. Objeto de aprendizaje: velocidad de reacción–temperatura. Propósito: establecer qué es la velocidad de reacción. Analizar los factores que afectan la velocidad de las reacciones de las sustancias. Comprobar los factores que afectan la velocidad de una reacción por medio de la práctica experimental en el laboratorio. Introducción: La velocidad de una reacción aumenta cuando se eleva la temperatura. El AlkaSeltzer contiene ácido cítrico y bicarbonato de sodio; cuando la mezcla se disuelve en agua, reaccionará con el bicarbonato de sodio, formándose la sal de sodio que es más soluble, el ácido cítrico también reacciona con el bicarbonato produciendo dióxido de carbono, que es el que genera la efervescencia. Materiales y sustancias: Materiales Sustancias 2 vasos de vidrio 100 ml de agua caliente 100 ml de agua fría 2 tabletas de Alka-Seltzer Procedimiento: Llene un tercio de vaso con agua recién hervida y el tercio del otro vaso con agua muy fría. Añada a cada vaso una tableta de Alka-Seltzer. Observe en cuál de los vasos el burbujeo es más intenso, o sea, en cuál desaparece antes la tableta.

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Análisis de resultados: 1.- ¿Podría dar una explicación de lo observado? 2.- ¿Cómo ha influido sobre la velocidad de reacción la temperatura? 3.- ¿Y la naturaleza del reactivo?

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Anexo Catálogo de materiales más comunes en un laboratorio y sus posibles equivalencias caseras. La probeta es un instrumento volumétrico que consiste en un cilindro graduado de vidrio, el cual permite contener líquidos y sirve para medir volúmenes de forma aproximada. MATERIAL DE LABORATORIO

MATERIAL CASERO

Vaso de licuadora

Las buretas son tubos cortos, graduados, de diámetro interno uniforme, dependiendo del volumen, de décimas de mililitro o menos. Su uso principal se presenta en volumetrías, debido a la necesidad de medir con precisión volúmenes de líquido variables.

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Experimentos de Química I Jeringas

La pipeta es un instrumento volumétrico de laboratorio que permite medir la alícuota (volumen) de líquido con bastante precisión. Suelen ser de vidrio. Está formada por un tubo transparente que termina en una de sus puntas de forma cónica y tiene una graduación (una serie de marcas grabadas) con la que se indican distintos volúmenes.

Popotes

Los tubos de ensayo están disponibles en una multitud de tamaños, comúnmente de 1 a 2 cm de ancho y de 5 a 20 cm de largo. Se utiliza mayormente como recipiente de líquidos y sólidos, con los cuales se realiza mezclas o se les somete a variaciones de temperatura u otras pruebas.

Tubos para muestras de laboratorio

El Matraz de Erlenmeyer se utiliza para el armado de aparatos de destilación o para hacer reaccionar sustancias que necesitan un largo calentamiento. También sirve para contener líquidos que deben ser conservados durante mucho tiempo.

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Experimentos de Química I Frasco de dulces o chocolates

El vidrio de reloj o cristal de reloj es una lámina de vidrio en forma circular cóncava-convexa. Se llama así, por su parecido con el vidrio de los antiguos relojes de bolsillo. Se utiliza en química para evaporar líquidos, pesar productos sólidos o como cubierta de vasos de precipitados, y contener sustancias parcialmente corrosivas. Es de tamaño medio y muy delicado.

Vidrio o cristal común

El embudo tiene una forma de dos conos, generalmente en su parte superior el cono mayor es el encargado de recibir la entrada de los líquidos y el inferior es el encargado de canalizar a un recipiente el flujo proveniente de la parte superior, algunas veces la parte inferior es un cilindro. Los embudos suelen hacerse de plástico, vidrio y otros materiales.

Botella de plástico

La finalidad que cumple el trípode o tripié de laboratorio es solo una. Ya que es utilizado principalmente como una herramienta de sostén para la rejilla de asbesto, o lo que se sitúa sobre este. Con este material es posible la preparación de montajes para calentar, utilizando como complementos el mechero (dependiendo del tipo). También sirve para sujetar con mayor comodidad cualquier material que se use en el laboratorio que vaya a llenarse con productos peligrosos o líquidos de cualquier tipo.

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Alambre flexible

Un mechero de Bunsen es un instrumento utilizado en laboratorios científicos para calentar o esterilizar muestras o reactivos químicos. El mechero Bunsen es una de las fuentes de calor más sencillas del laboratorio y es utilizado para obtener temperaturas no muy elevadas. Consta de una entrada de gas sin regulador, una entrada de aire y un tubo de combustión.

Lámpara de alcohol

Un mortero es un utensilio antiguamente usado en boticas para machacar distintas sustancias y todavía presente en la cocina tradicional para majar alimentos. Los hay de madera, metal, cerámica y piedra (como el molcajete americano).

Molcajete

La balanza es un instrumento que sirve para medir la masa. Es una palanca de primer género de brazos iguales que, mediante el establecimiento de una situación de equilibrio entre los pesos de dos cuerpos, permite medir masas.

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Balanza para repostería

Las Pinzas de Tubo de Ensayo se utilizan para manejar y poner a fuego los tubos de ensayo como módulo de seguridad.

Pinzas para hielo

Pinzas de Disección: su uso se extiende particularmente a la biología, cuando se debe tratar con muestras pequeñas como en la disección, estas pinzas son perfectas por su facilidad de manipulación, por su tamaño y por su simpleza; es una de las más comunes.

MATERIAL DE LABORATORIO Y CASERO PINZAS DEPILADORAS

El cronómetro es un reloj cuya precisión ha sido comprobada y certificada por algún instituto o centro de control de precisión. La palabra cronómetro es un neologismo de etimología griega: Χρόνος, Cronos es el Titán del tiempo, μετρον metron es hoy un sufijo que significa aparato para medir.

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Reloj de pulso

Cucharilla de combustion: es un utensilio que tiene una varilla de 50 cm de largo, se utiliza para realizar pequeñas combustiones de sustancias.

Cuchara de metal

Un vaso de precipitados o vaso de precipitado es un recipiente cilíndrico de vidrio fino que se utiliza muy comúnmente en el laboratorio, sobre todo, para preparar o calentar sustancias y traspasar líquidos.

vaso de vidrio

También llamada frasco lavador y/o matraz de lavado, la pizeta es un frasco cilíndrico de plástico o vidrio con pico largo, el cual se utiliza en el laboratorio de química o biología para contener algún solvente, por lo general agua destilada o desmineralizada, aunque también solventes orgánicos como etanol, metanol, hexano, etc. Este utensilio facilita la limpieza de tubos de ensayo, vaso de precipitados y electrodos. También son utilizadas para limpiar cristal esmerilado como juntas o uniones de vidrio.

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Aplicador de tinte

Agitadores de vidrio es un instrumento usado en los laboratorios de química, consiste en una varilla regularmente de vidrio, la cual sirve para mezclar o revolver por medio de la agitación de algunas sustancias.

Agitadores de bebidas

Las pinzas de madera tienen un uso bastante básico y es el poder llevar nuestras muestras como puede ser un tubo de ensayo al calor, permitiendo poder soportar la temperatura sin que nos cause quemaduras, si utilizáramos pinzas de plástico estas podrían verse afectadas al no tener una resistencia muy fuerte al calor, en el caso de las de metal permitiría la disipación de calor, pero podría llegar al otro extremo que es de donde lo estamos sosteniendo, produciendo también quemaduras. Este tipo de pinzas no son usadas para todo tipo de pruebas, al ser la madera fácilmente afectada por ciertos productos químicos, incluso con el calor debemos ser cuidadosos por su fácil combustión.

Pinzas para ropa

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Espátula: es un utensilio que permite tomar sustancias químicas con ayuda de este, evitando que los reactivos se contaminen y nos contaminen.

Espátula para pintor

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Sustancias o reactivos para uso del laboratorio Azúcar:

Agua:

Alcohol:

Agua destilada:

Ceniza de cigarro:

Hielo:

Pegamento blanco:

Aceite vegetal:

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Créditos Osvaldo Pérez Pérez Director General de Telebachillerato Rosa Edith Ferrer Palacios Subdirectora Técnica Julián De la Rosa Martínez Subdirector de Evaluación y Supervisión Escolar Arlethe del Rosario Ibáñez Salcedo Jefa del Departamento Técnico Pedagógico Diana Karely Ortíz Olivas Jefa de la Oficina de Planeación Educativa

Juana Isabel Bautista Ovando Jefa de la Oficina de Desarrollo Educativo Jorge Alvarado Blanco Elaboración del Manual

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