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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

QUÍMICA I

FACULTADA DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL: INGENIERÍA GEOLÓGICA

Contenido I.

INTRODUCCIÓN............................................................................................................................... 2

II.

OBJETIVOS ....................................................................................................................................... 2 A.

Objetivo general.......................................................................................................................... 2

B.

Objetivos específicos .................................................................................................................. 2

III.

MARCO TEÓRICO ........................................................................................................................ 2

A.

Reacción química ........................................................................................................................ 2

B.

Ecuación química ........................................................................................................................ 2

C.

Tipos de reacciones químicas ..................................................................................................... 3

D.

Agente oxidante .......................................................................................................................... 3

E.

Agente reductor .......................................................................................................................... 4

IV.

MATERIALES Y REACTIVOS .......................................................................................................... 4

V.

PROCEDIMIENTO............................................................................................................................. 4 A.

Experimento N° 01 ...................................................................................................................... 4

B.

Experimento N° 02 ...................................................................................................................... 6

C.

Experimento N° 03 ...................................................................................................................... 6

D.

Experimento N° 04 ...................................................................................................................... 7

E.

Experimento N° 05 ...................................................................................................................... 8

VI.

DIAGRAMA DE FLUJO .................................................................................................................. 9

VII.

CONCLUSIONES ........................................................................................................................... 9

VIII.

BIBLIOGRAFÍA .............................................................................................................................. 9

IX.

CUESTIONARIO ............................................................................................................................ 9

Prof: RODRIGUEZ RODRIGEZ, Hitalo

Ing. Hugo Mosqueira Estraver

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I. INTRODUCCIÓN Las reacciones de oxidación – reducción constituyen una de las principales clases de reacciones químicas. Su variedad es sorprendente y forman gran parte del mundo que nos rodea también se presenta en aplicaciones tales como los blanqueadores y la extracción de metales a partir de sus minerales pueden ser considerados como reacciones de transporte de electrones en las que un elemento que gana electrones es el que se reduce. Así una reacción REDOX es una combinación de oxidación y reducción, en esta práctica utilizaremos diversas sustancias químicas que nos permitirán obtener productos en los cuales podemos observar algunos cambios tales como cambios de color que representan a su vez cambios de estado de oxidación en dichas sustancias.

II. OBJETIVOS A.

Objetivo general Identificar y diferencias los agentes oxidantes y reductores en una reacción Redox.

B.

Objetivos específicos    

III

Identificar y diferenciar los términos: oxidación, reducción, proceso Redox e Emplear adecuadamente el material que se necesita en la práctica. Determinar el poder relativo de los metales y los iones metálicos. Observar si existe una alteración en los estados de oxidación en las reacciones Redox

MARCO TEÓRICO

A Reacción química Una reacción química es un fenómeno que modifica la composición química de las sustancias de composición diferente. También podemos decir que es un paso de un sistema de condiciones iniciales a finales. Una reacción química se traduce en ruptura de enlaces y formación de nuevos enlaces. Este hecho requiere ciertas condiciones de presión y temperatura o el uso de catalizadores (agentes químicos o físicos diferentes a reactantes y productos).

B Ecuación química La ecuación ayuda a visualizar los reactivos que son los que tendrán una reacción química y el producto, que es la sustancia que se obtiene de este proceso. Además se puede ubicar los símbolos químicos de cada uno de los elemento o compuestos que este en dentro de la ecuación química y poder balancearlos con mayor facilidad. En una ecuación química se cumple la ley de conservación de masa, o sea el número y tipo de átomos es idéntico en condiciones iniciales y finales. Es una descripción simbólica de una reacción química. Muestra las sustancias que reaccionan (reactivos o reactantes) y las sustancias q se originan (productos). Esquema general de la ecuación química 𝑎𝐴(𝑎𝑐) Prof: RODRIGUEZ RODRIGEZ, Hitalo

+

𝑏𝐵(𝑠)

𝑐𝐶(𝑎𝑐) +

𝑑𝐷(𝑔𝑎𝑠)

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Reactantes

Productos

Reaccionantes

Resultantes

Dónde:     

C.

Tipos de reacciones químicas 1.

2.

D.

a: sustrato, b: reactivo, c: producto, d: impurezas a, b, c, d: coeficiente estequiometricos.

-

De acuerdo a su forma Reacción de adición: 2Na(s) + Cl2(g) → 2NaCl(s)

-

Reacción de descomposición: 2H2O(l) → 2H2(g) + O2(g)

-

Reacción de desplazamiento simple: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu

-

Metátesis: NaOH+ HCl → NaCl + H2O De acuerdo al sentido -

Reacción irreversible:

-

Reacción reversible:

-

Reacción de combustión: 

completa:



incompleta:

𝐶2 𝐻5 𝑂𝐻 + 3𝑂2 → 3𝐶𝑂2 + 3𝐻2 𝑂 𝐶8 𝐻8 +

17 𝑂 2 2

→ 8𝐶𝑂 + 9𝐻2 𝑂

-

Reacciones catalíticas: 𝑆𝑂3 + 𝐻2 𝑂 𝑉2 𝑂5

-

REDOX: 𝐹𝑒 0 +

𝐻1+ 𝐶𝑙1− →

𝐻2 𝑆𝑂4

𝐹𝑒 2+ + 𝐻2 0

Agente oxidante

Es la especie química que un proceso REDOX acepta electrones y, por tanto, se reduce en dicho proceso. Por ejemplo, cuando se hacen reaccionar cloro elemental con calcio: Ca0 + Cl2 (0)

CaCl2

El cloro es el agente oxidante puesto que, gana electrones y su carga o número de Prof: RODRIGUEZ RODRIGEZ, Hitalo

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oxidación pasa de 0 a 1–. Esto se puede escribir como: 2e-+Cl2 (0) 2Cl1En resumen: Agente oxidante: Gana electrones y Disminuye su número de oxidación

E.

Agente reductor

Es la especie química que un proceso REDOX pierde electrones y, por tanto, se oxida en dicho proceso (aumenta su número de oxidación). Por ejemplo, cuando se hacen reaccionar cloro elemental con calcio: Ca0 + Cl2 (0)

CaCl2

El calcio es el agente reductor puesto que pierde electrones y su carga o número de oxidación pasa de 0 a 2+. Esto se puede escribir como: Ca0 Ca2+ + 2eEn resumen: Agente reductor: Pierde electrones y Aumenta su número de oxidación.

III.

MATERIALES Y REACTIVOS

Materiales 5 tubos de ensayo con su respectiva gradilla 2 pipetas 1 gotero

IV. A.

Reactivos Solución de yoduro de potasio Cristales de sulfato ferroso Solución concentrada de permanganato de potasio Ácido sulfúrico concentrado Cobre metálico Solución de nitrato de plata Agua oxigenada Bencina Solución de sulfito de sodio Solución de dicromato de potasio

PROCEDIMIENTO Experimento N° 01

Para este primer experimento se necesito: Materiales  2 tubos de ensayo

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  

Reactivos Sulfato ferroso Permanganato de potasio Ácido sulfúrico diluido

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Foto:N° 1 reactivos utilizados o o

En un tubo de ensayo se preparó 1 ml de solución acuosa de sulfato ferroso. En otro tubo de ensayo también se agregó 1ml de solución de permanganato de potasio además de esto también se agregó 4 gotas de ácido sulfúrico diluido, obteniendo un color morado

Foto :N°2 sulfato ferroso con permanganato o

Luego se agregó gotas de la solución de sulfato ferroso pero no notamos cambio de coloración en la mezcla

Foto :N°3

Foto :N°4

ECUACION BALANCEADA 10 FeSO4 + 2 KMnO4 + 8 H2SO4 = 5 Fe2(SO4)3 + 2 MnSO4 + K2SO4 + 8 H2O

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B.

Experimento N° 02

Para este experimento se necesito   o o

Materiales 1 tubo de ensayo Alambre de cobre



Reactivos Nitrato de plata 2 ml

En el tubo de ensayo se coloca un pequeño alambre cobre Luego agregamos 1 ml de nitrato de plata una vez que el nitrato de plata a cubierto por completo la superficie del cobre notamos que el color de la sustancia ha tomado un color celeste blanco grisáceo y el líquido a quedado formado por nitrato cúprico y los residuos que hay en el fondo del tubo son de plata.

Foto :N°4 el cobre se va disolviendo con el nitrato de plata

ECUACION Cu + 2AgNO3 = Cu (NO3)2 + 2Ag

C.

Experimento N° 03

Para este experimento se necesito Reactivos   1 ml de yoduro de potasio  2 gotas de ácido sulfúrico concentrado  2ml de agua oxigenada  2 ml de bencina En un tubo de ensayo se colocó 1 ml de yoduro de potasio y luego se agregó 2 gotas de ácido sulfúrico concentrado luego se agregó 2 ml de agua oxigenada y finalmente 2ml de bencina. Toda esta concentración se agito hasta que se observó la diferenciación en tres diferentes tonalidades Materiales Un tubo de ensayo

o

o o

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Foto :N° 5 Parte superior: Un color morado Parte media: Un color medio amarillento En el fondo: Un color medio oscuro

KI+H2SO4+H2O2 =K2SO4+I2+H2O

D.

Experimento N° 04

Para este experimento se necesito 

o

Radiactivos  1 ml de permanganato de potasio  2 gotas de ácido sulfúrico concentrado  Agua oxigenada En un tubo de ensayo se agrega 1 ml de permanganato de potasio luego se añade tres gotas de ácido concentrado, seguidamente se agrega agua oxigenada hasta que desaparezca el color quedando un color transparente tal como se aprecia en la imagen Materiales Un tubo de ensayo

Foto :N° 6 color blanco por el agua oxigenada ECUACION: 2KMnO4 + 3H2SO4 + Na2SO3 = Cr2(SO4)3 + Na2SO4 + K2SO4 + H2O

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E.

Experimento N° 05

Para este experimento se necesito Materiales Radioactivos  Un tubo de ensayo  Dicromato de potasio   Ácido sulfúrico concentrado   Sulfato de sodio En un tubo de ensayo colocar 2 ml de solución de dicromato de potasio luego se adiciono 1 ml de ácido sulfúrico concentrado, seguidamente 2 ml de sulfato de sodio esperamos un momento hasta que va tomando un color verdoso que corresponde al cromo 3+

Foto :N°7 color verde cromo 3+ ECUACION: 05 K2Cr2O7 + H2SO4 + Na4SO4 = Cr2 (SO4)3 + Na2SO4 + K2SO4 + H2

A lo largo de la práctica hemos llegado a estos cinco compuestos

Foto :N°8 practica terminada

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V. DIAGRAMA DE FLUJO

Reacciones REDOX formular ecuaciones

experimento1

VI.

experimento 2

balancear ecuaciones

experimento 3

experimento 5

experimento 4

CONCLUSIONES

Se identificaron los agentes oxidantes y los reductores en una reacción Redox. Se determinó el poder relativo de los metales como agentes reductores y de los iones metálicos como agentes oxidantes. Se concluyó que en una reacción Redox siempre encontramos un agente oxidante y un reductor. Se observó cambios en los estados de oxidación como en el manganeso que cambio de 7+ a 2+ y el cromo de 3+ a 1+ produciendo cambios visibles de coloración.

VII.

BIBLIOGRAFÍA

Alfredo, S. L. (2007). Química. Lima, Peru Editorial San Marcos. Anonimo. (04 de Diciembre de 2011). Full quimica . Obtenido de http://www.fullquimica.com/2011/12/reacciones-redox.html Instituto de Ciencias y Humanidades. (2011). Química, análisis de principios y aplicaciones. Lima, Peru: Asociación Fondo de Investigadores y Editores.

VIII.

CUESTIONARIO 1. Escriba las ecuaciones químicas en cada uno de los experimentos Experimento N° 01

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FeSO4 + KMnO4 + H2SO4

Fe2 (SO4)3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O

Experimento N° 02

Cu + 2AgNO3

Cu (NO3)2 + 2Ag

Experimento N° 03

KI + H2SO4 + H2O2

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I2 + K2SO4 + H2O

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Experimento N° 04 2KMnO4 + 3H2SO4 + Na2SO3

Cr2(SO4)3 + Na2SO4 + K2SO4 + H2O

Experimento N° 05 K2Cr2O7 + H2SO4 + Na4SO4

Cr2 (SO4)3 + Na2SO4 + K2SO4 + H2O

2 Investigue cuales son los grande oxidantes en la Química Inorgánica y ¿Por qué? Permanganatos Las sales sólidas del ácido permangánico son poderosos agentes de oxidación. Al oxidar el etanol con permanganato de calcio, la reacción es tan rápida que puede llegar producirse la inflamación. Las soluciones acuosas de los permanganatos tienen también propiedades oxidantes enérgicas. Uno de los agentes mejores y más utilizados es el permanganato potásico, que forma cristales estables. Prof: RODRIGUEZ RODRIGEZ, Hitalo

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Dicromatos La oxidación con dicromatos se realiza, en general, en presencia de ácido sulfúrico y empleando la sales sódicas y potásicas. Aunque los dicromatos son oxidantes en ausencia de ácidos, la reacción se produce más rápidamente en presencia de éstos. Por eso casi siempre se utilizan soluciones ácidas. Cloratos El ácido clórico (HClO3) es un agente oxidante enérgico. Puede obtenerse en soluciones acuosas a concentraciones superiores al 40% y es estable a temperaturas hasta de 40º. El clorato potásico es también un agente oxidante poderoso. Se ha utilizado mucho como agente oxidante en forma de polvo seco, y en el laboratorio se emplea como fuente de oxígeno puro.

Peróxidos Los peróxidos más utilizados como agentes oxidantes son los de plomo, manganeso e hidrógeno. Nitrobenceno Actúa como un agente oxidante lo suficientemente enérgico como para oxidar el metilato sódico a formiato. Sin embargo su acción es tan moderada que se emplea sólo en casos muy particulares. Ozono La aplicación del ozono en los procesos de oxidación depende de que pueda disponerse de energía eléctrica barata para obtenerlo. La oxidación con ozono tiene varias aplicaciones como la decoloración, la esterilización de aguas, la oxidación del acetileno a glioxal, la oxidación del anetol a aldehído anísico, entre otras.

3 Investigue la importancia de los procesos REDOX en las estructuras geológicas y en construcciones. - Aplicaciones químicas de los suelos - Uso productivo en la industria de transformación de materiales y minerales - Acumulación y perdida de materia orgánica - Origen geoquímico de los metales pesados - Prevención de corrosión rápida de estructuras metálicas en la construcción

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Escriba 3 ejemplos donde se produce un autoredox

-

P2H4 PH3 + P4H2 P4 + KOH + H2O KH2PO2 + PH3 HNO2 HNO3 + NO

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