• Author / Uploaded
• Luis Carlos Genes

• Categories
• Ácido clorhídrico
• Hidrógeno
• Reacciones químicas
• Aluminio
• Agua

Citation preview

1. OBJETIVOS

1.1. Establecer la diferencia entre procesos químicos y físicos de acuerdo a los cambios que ocurran en la materia. 1.2. Identificar claramente las reacciones que se presentan entre los compuestos y elementos. 1.3. Conocer las características que evidencian un cambio físico y un cambio químico determinado. 1.4. Saber previamente cuales son los elementos con los cuales se realizaran las reacciones. 1.5. Aprender correctamente el uso y aplicación de la fenolftaleína. 1.6. Diferenciar entre una reacción que es exotérmica y otra que es endotérmica.

2. TEORIA RELACIONADA La Química trata de la materia en lo que se refiere a su naturaleza, composición y transformación. No puede darse una definición de la materia mediante conceptos corrientes y, análogamente a las categorías de espacio y tiempo de las que tenemos idea por sus cualidades, es más sencillo describir la materia por las propiedades que son comunes a todos los cuerpos materiales. Las distintas formas de materia se diferencian mediante ciertas cualidades que afectan directa o indirectamente a nuestros sentidos las cuales se denominan propiedades físicas y no afectan a la naturaleza intima de la materia. Si estas propiedades son características de un cuerpo determinado se llaman propiedades específicas, tal como el color, olor, sabor, solubilidad, densidad, conductividad del calor y de la electricidad, brillo, transparencia, dureza, maleabilidad, ductilidad, estructura cristalina, punto de fusión, punto de ebullición, etc. Así, por ejemplo, el cobre, el oro y la plata se distinguen por su color; el agua, el alcohol y la gasolina por su olor; la sal y el azúcar, por su sabor; los carbonatos de sodio y de calcio, por su solubilidad; el plomo y el aluminio, por su densidad; el vidrio y el diamante, por su dureza, etc. Si las propiedades dependen de la cantidad de muestra investigada se denominan propiedades extensivas, tal como el peso, el volumen, el tamaño, etc. Hay propiedades que pueden cambiar en una misma muestra, tal como la presión, la temperatura, el estado de reposo o de movimiento, la carga eléctrica, etc., y se designan como condiciones. La presión y la temperatura son cualidades muy importantes, pues siempre están adscritas a los cuerpos, determinando las propiedades de los mismos. Las propiedades químicas de los cuerpos se ponen de manifiesto cuando se transforman en otros distintos. La acción de los ácidos sobre la mayoría de los

metales corresponde a una propiedad general de los ácidos. La combustión del carbón y la oxidación del hierro expresan una propiedad química de estos cuerpos al transformarse en otros distintos, Los métodos de determinación de las propiedades químicas de los cuerpos constituyen la base del análisis químico. TRANSFORMACIONES Un cambio físico modifica algunas propiedades de la substancia pero no, hay motivos para suponer que se ha formado una nueva. Por el contrario, en los cambios químicos, conocidos como reacciones, tiene lugar una modificación profunda de todas las propiedades del cuerpo, lo que obliga a suponer que se ha formado una nueva substancia. No existe una delimitación absoluta entre estas dos clases de transformaciones, pues hay diversos procesos que adquieren una significación intermedia. Si se electriza un pedazo de cobre, se imanta un trozo de hierro, se calienta una cierta masa de azufre o se comprime un volumen determinado de cloro, las propiedades físicas de estas substancias varían tan sólo en lo que respecta a la modificación producida y en una extensión que depende de ella, pero las propiedades químicas de estas substancias permanecen inalteradas; ha tenido lugar en cada caso un fenómeno físico. Si se llega a fundir el pedazo de azufre o si el cloro se licua, las propiedades físicas cambian totalmente pero el comportamiento químico del azufre fundido o el del cloro líquido es el mismo que el del azufre sólido o el del cloro gaseoso, por lo que el proceso de fusión o el de licuación es también un cambio físico que afecta únicamente al estado de agregación de la substancia correspondiente. En cambio, si se calienta óxido mercúrico, polvo rojo, en un tubo de ensayo, se desprende oxígeno y en la parte superior del tubo se condensa mercurio en forma de minúsculas gotas; ha tenido lugar un cambio químico. Los procesos físicos y químicos se diferencian fundamentalmente en los siguientes aspectos:

Los cambios químicos van acompañados por una modificación profunda de las propiedades del cuerpo o cuerpos reaccionantes; los cambios físicos dan lugar a una alteración muy pequeña y muchas veces parcial de las propiedades del cuerpo. Los cambios químicos tienen casi siempre carácter permanente mientras que, en general, los cambios físicos persisten únicamente mientras actúa la causa que los origina. Los cambios químicos van acompañados por una variación importante de energía mientras que los cambios físicos van unidos a una variación de energía relativamente pequeña. Así, por ejemplo, la formación de 1 g de agua a temperatura ambiente, a partir de hidrógeno y oxígeno, desprende cerca de 3800 calorías, mientras que la solidificación a hielo de 1 g de agua o la condensación a agua líquida a 100 ºC de 1 g de vapor de agua desprende tan sólo, respectivamente, cerca de 80 ó de 540 calorías. En algunos casos, tal como en la disolución del cloruro de hidrógeno gaseoso o incluso del cloruro sódico en agua o la simple dilución del ácido sulfúrico concentrado, parece difícil decidir claramente si un proceso es químico o físico, ya que ofrece aspectos de uno y otro tipo de transformaciones.

1. MATERIALES Y REACTIVOS

CuSO4 0.1 F HCl 0.1 F HCl 4.0 F Ba (NO3)2 0.1 F K2CrO4 0.1F NaOH 0.1 F Cobre Magnesio Zinc Fenolftaleína Cloruro de sodio (sal común). 6 Tubos de ensayo 1 Agitador de vidrio Mechero de bunsen Gradilla Pinza para crisol Pinza para tubo de ensayo 1 Pipeta de 10 ml

4. PROCEDIMIENTO

4.3. Prepare 3 tubos de ensayo con 2 ml de solución de CuSO 4 0.1 F, luego adicione una pequeña cantidad de Zn al primero, Mg al segundo y Cu al tercero; deje por media hora y anote sus observaciones cada 10 minutos.

RESULTADO:

ELEMENTOS

Zn(solido)

Tiempo inicial: 6:24am

El zinc al reaccionar El magnesio, al con el sulfato de reaccionar con el cobre este a 4 sulfato de cobre, el minutos de magnesio, se reacción, se torna precipita y negro, es decir posteriormente, se presenta un cambio mantiene en la físico, es decir era superficie, plateado y en pleno formando se un proceso de precipitado, esta reacción cambia a reacción se clasifica una coloración como un cambio negra. químico.

0-10 minutos

10-20 minutos

Durante los 10 minutos el Zinc, sigue con la misma reacción, es decir permanece igual.

Mg(solido)

El magnesio ya precipitado, presenta una reacción de desprendimiento de gases y precipitados, es un símil de la reacción de la aspirina con agua.

Cu(solido)

Durante su tiempo el cobre no reacciona.

Durante su tiempo no reacciona.

20-30 minutos

El zinc desprende gases en una minúscula cantidad, se torna poroso, con una apariencia frágil, y entre sus cambios físicos cambia de color a marrón.

El magnesio aun presenta cambios, sigue diluyéndose, presenta aun desprendimiento de gases.

Durante su tiempo no reacciona, permanece igual.

4.2. Coloque una pequeña cantidad de cloruro de sodio (sal común) en un tubo de ensayo, adicione 5 ml de agua, agite y anote sus observaciones. RESULTADO: Al momento de adicionar, el agua (5ml) al tubo de ensayo sobre la sal, contenida en el tubo de ensayo, esta comienza a diluirse sin haberla agitado, quedando dicha sal, mas clara, recordando que la sal en su aspecto común, es blanca, al agitarse el tubo de ensayo esta comienza a diluirse por completo, demostrando que es un cambio físico, ya que esta sal, se puede obtener otra vez, es decir es una reacción reversible, por medio de evaporación se podría obtener.

NaCl(s) + H2O

NA+ + Cl- (DESCOMPOSICION).

4.3. Vierta 1 ml de HCl 0.1 F en un tubo de ensayo, agregue una gota de fenolftaleína; adicione 2 ml de NaOH 0.1 F. Anote las observaciones. RESULTADO:

Al verter la fenolftaleína, en el tubo de ensayo conteniendo al acido clorhídrico (1ml), no hay cambios, lo cual se podría decir que esta sustancia es neutra, al adicionarle hidróxido de sodio (0.5), a esta mezcla, con la fenolftaleína presente, se torna fucsia, indicando que esta mezcla presenta una basicidad, permanece con esta coloración durante mas o menos 15 segundos, es claro que estos reactivos son un acido y una base y que dichos compuesto formaran uno nuevo compuesto y que dicho compuesto será una sal, lo cual refuta es una propiedad química. NaOH + HCL

NaCL + H20 (DOBLE DESPLAZAMIENTO).

4.4. Prepare un tubo de ensayo con 1 ml de Ba (NO3)2 0.1 F; en un tubo diferente vierta 1 ml de K2CrO4 0.1 F, observe cada solución; luego mezcle los dos contenidos y anote sus observaciones. RESULTADO Las propiedades físicas de los reactivos son: Nitrato de bario Ba (NO3)2 (0.1 F) solución transparente. Cromato de potasio K2 (CrO4) (0.2 F). Amarillenta. Al verter los dos reactivos en el tubo de ensayo, presento una coloración amarillenta lechosa, donde se puede apreciar que la coloración amarilla, se ha condensado y permanece en la superficie, quedando en la parte inferior de la mezcla la sustancia mas clara, se ha formado un precipitado de dicha sustancia, exponiendo que esta reacción cumple una propiedad química ya que estos reactivos formaron una nueva sustancia, observándose cambios de color. Ba (NO3)2 + K2CrO4 ------> 2 KNO3 + BaCrO4(DOBLE DESPLAZAMIENTO).

4.5. Sostenga con una pinza un trozo de Zn y colóquelo sobre la llama, haga lo mismo con un trozo de Mg (no mire directamente la llama) anote sus observaciones. RESULTADO Al agarrar, el Magnesio (Mg) con las pinzas para crisol, y acercarlo a la llama del mechero, exponiendo que las ventanas del mechero se presentan abiertas para una mejor eficiencia de la llama, al acercarla a la llama, el magnesio presenta unas cualidades parecidas a la del fosforo en el momento del encendido, es decir hay un desprendimiento de chispas, al momento de la llama tocar el magnesio, lo cual es un pequeño indicativo, de que habrá una combustión, efectivamente ocurrió y esta llama presento una coloración blanca de luz cegadora, dicha reacción se dirá es una propiedad química, demostrando ya que hubo transformación de materia.

Mg + O2 -----------> MgO (SÍNTESIS)

Al agarrar el

zinc (Zn), con las pinzas de crisol, no hay cambios, esta

permanece igual, una pequeña llama amarillenta cubre todo el elemento, mas no hay reacción, el elemento sigue igual, dicha observación se llevo acabo de un minuto.

4.6. Vierta 2 ml de HCl 4.0 F en un tubo de ensayo, adiciónele una granalla de Zn, observe.

RESULTADO

Vertiendo el acido clorhídrico, al tubo de ensayo, con el interior de dicho tubo la granalla de zinc, la reacción presente tiene un símil como el punto de ebullición del agua, hay liberaciones de gases, hasta que el zinc se diluya, el

zinc se precipita y comienza a burbujear durante un minuto, el tubo de ensayo se presenta caliente y aun libera vapor, lo cual se dirá cumple una propiedad química, ya que hay formación de nuevas sustancias.

ANALISIS Introducimos el cobre (Cu) en el tubo de ensayo, observamos que no hay ningún cambio

Al introducirlo en el tubo de ensayo observamos que se queda en la parte superficial del CuSO4, luego se desintegra lentamente, cayendo al fondo del tubo, al caer al fondo, comienza a liberar burbujas hacia arriba y algunas de ellas quedan adheridas a las paredes del tubo de ensayo.

Para el zinc observamos que cae directamente al fondo del tubo, luego de algunos segundos, se torna de un color oscuro y con una serie de burbujas, al agitarlo se observa que la capa oscura se despliega y luego se nota la desintegración lenta del zinc.

Al exponer el cobre al fuego, observamos como en un principio la llama se torna azulosa, al estar al contacto con este, al poco tiempo varia su coloración, a razón de que el fuego elimina la capa de oxido que protege al cobre.

Se expone el Mg al fuego, se observa que este se calienta y se enciende hasta consumirse totalmente.

Para el zinc, observamos que este es muy resistente al calor, pasado un tiempo entra en un estado de fusión de manera muy lenta.

Agregamos cierta cantidad de NaCl en 20ml de H2O y observamos que algunas partículas quedan en el fondo del tubo de ensayo, mientras que otras quedan suspendidas y disueltas en el agua.

Al agregar dos gotas de fenolftaleína al NaOH (hidróxido de sodio) esta toma una coloración purpura y al agregarle a esta mezcla 5 ml de HCl, esta toma nuevamente esta coloración natural.

Al adicionar tres gotas de fenolftaleína al HCl (acido clorhídrico) la sustancia la sustancia obtenida es incolora y al agregar el NaOH, tarda en aparecer la coloración purpura, ya que en la sustancia con que trabajamos se encuentra con una mayor concentración de HCl.

En el tubo de ensayo se observan dos fases, una fase inferior que es un precipitado, una capa que actúa como separadora llamada interface y una parte superior llamada sobrenadante.

5

CUESTIONARIO

5.1. Escriba las ecuaciones de las reacciones para cada uno de los procedimientos realizados. R: Para cada uno de los procedimientos se tiene:   

Cu → CuSO4 Mg → CuSO4 Zn → CuSO4

(no hubo ningún cambio) (se presento un cambio físico-químico) ( se presento un cambio físico)

  

Cu → mechero Mg → mechero Zn → mechero



NaCl → H2O



Fenolftaleína + NaOH → color púrpura + HCl incolora (se presento un cambio químico) HCl + fenolftaleína → incolora + NaOH color purpura (se presento un cambio químico)



( se presento un cambio físico) (se presento un cambio físico-químico) (se presento un cambio químico) (se presento un cambio químico)



K2CrO4 → Ba(NO2)2 (se presento un cambio químico)



HCl + Zn (se presento un cambio químico)

Las ecuaciones para cada una de los procedimientos realizados son los siguientes. * NaCl +

H2O → NaOH + HCl

Cloruro de sodio + agua → hidróxido de sodio + acido clorhídrico

* HCl + Zn → ∆ ZnCl + H Acido clorhídrico + cloruro de Zinc → cloruro de zinc + hidrogeno liberado

5.3. Consulte qué son los indicadores; dé algunos ejemplos. R: En química, un indicador es una sustancia que siendo ácidos o bases débiles al añadirse a una muestra sobre la que se desea realizar el análisis, se produce un cambio químico que es apreciable, generalmente, un cambio de color; esto ocurre porque estas sustancias sin ionizar tienen un color distinto que al ionizarse. Este cambio en el indicador se produce debido a que durante el análisis se lleva a cabo un cambio en las condiciones de la muestra e indica el punto final de la valoración. El funcionamiento y la razón de este cambio varían mucho según el tipo de valoración y el indicador. Los indicadores más usados son: * Indicador de pH, detecta el cambio del pH. Por ejemplo, la fenolftaleína.

5.4. Qué son reacciones endotérmicas y exotérmicas, en qué parte de la práctica se presentaron tales fenómenos.

R: Se denomina reacción endotérmica a cualquier reacción química que absorbe energía.

Si hablamos de entalpía (H), una reacción endotérmica es aquélla que tiene un incremento de entalpía o ΔH positivo. Es decir, la energía que poseen los productos es mayor a la de los reactivos.

Las reacciones endotérmicas y especialmente las relacionadas con el amoníaco impulsaron una próspera industria de generación de hielo a principios del siglo XIX. Actualmente el frío industrial se genera con electricidad en máquinas frigoríficas.

Ejemplo de reacción endotérmica

Un ejemplo de reacción endotérmica es la producción del ozono (O3). Esta reacción ocurre en las capas altas de la atmósfera, donde la radiación ultravioleta proporciona energía del Sol. Esta misma reacción también ocurre en las proximidades de las descargas eléctricas en una situación de tormenta eléctrica. 3O2 + ENERGÍA® da lugar a 2O3 ; ΔH > 0

Reacción exotérmica

Se denomina reacción exotérmica a cualquier reacción química que desprende energía, es decir con una variación negativa de entalpía.

Se da principalmente en las reacciones de oxidación. Cuando ésta es intensa puede dar lugar al fuego. Cuando reaccionan entre sí dos átomos de hidrógeno para formar una molécula, el proceso es exotérmico. H· + H·→ H:H ΔH=-104 Kcal/mol

Son cambios exotérmicos el paso de gas a líquido (condensación) y de líquido a sólido (solidificación).

Un ejemplo de reacción exotérmica es la combustión.

5.4. Clasifique los siguientes cambios como físico o químicos: • Fermentación de uvas: QUIMICO • Se oxida una cadena de plata: QUIMICO • Se descompone el agua por electrólisis: QUIMICO • El etanol se somete a ebullición: FISICO • Se funde un pedazo de hierro: FISICO • Quemar un trozo de papel: QUIMICO • Se disuelve sacarosa en agua: FÍSICO • Se funde un pedazo de hielo: FISICO • Romper una roca en trozos: FISICO

5.5. En la siguiente reacción explique por qué se presenta un cambio químico. Glucosa

+

oxígeno

dióxido de carbono

+ Agua

+ 686 kilocalorías

R: Es química ya que es un proceso de óxido reducción; observemos que el oxígeno pasa de estado de oxidación 0 a -2 (se reduce) y el carbono en la glucosa se oxida a dióxido de carbono.

6.

CONCLUSION En este informe determinamos los cambios físicos y químicos que le suceden a distintos tipos de compuestos y sustancias, al analizar cada uno de los cambios pudimos observar que muchos de los compuestos utilizados cambian de manera radical, su estructura físico-química, mientras que otras como en el caso del cobre al introducirlo en el CuSO4 no sufrió ninguna clase de transformación ni cambio. Para terminar se pudo demostrar que como dice una ley muy conocida ‘la materia no se crea ni se destruye sino se transforma’.

7. BIBLIOGRAFIA 

http://quimicalibre.com/cambios-fisicos-y-quimicos/

 QUIMICA 10 Química General e Inorgánica Editorial Santillana media