Química experimental Grupo 2: Práctica 9

Tecnológico de Monterrey Campus Puebla

“Transformaciones de la materia/Reacciones químicas”

Víctor Hugo Blanco Lozano

Equipo #2, Sesión 9

Objetivo:

Analizar los cambios que ocurren en una reacción química tanto físicos como químicos y la evaluación de su rendimiento que se subdivide en: Rendimiento real y rendimiento teórico.

Introducción:

Una reacción química es un proceso por el cual una o más sustancias, llamadas reactivos, se transforman en otra u otras sustancias con propiedades diferentes, llamadas productos. Su representación escrita es una ecuación que en ocasiones en las que se tiene que balancear para que siga la ley de la conservación de la materia y para eso existe la estequiometría.

La estequiometría es el cálculo de las relaciones cuantitativas entre reactivos y productos en una reacción química. También podría definirse como la ciencia que mide las proporciones cuantitativas o relaciones de masa de los elementos químicos que están implicados.
Se coloca delante de los elementos un número llamado coeficiente estequiométrico indicando la proporción de cada elemento.

Para empezar hay que verificar que se tenga el mismo numero de átomos de ambos lados de la ecuación.

1.- Primero verificas con los metales, después los no metales, luego el hidrógeno y por ultimo el oxigeno.

2.-Se pueden cambiar los coeficientes de una ecuación pero jamás los subíndices.

3.-Se buscan los elementos que aparecen una sola vez de ambos lados con diferentes números de átomos y se balancean.

4.- Por último se balancean los que aparecen más de dos veces en ambos lados.

A continuación se muestran los compuestos obtenidos de las reacciones siguientes:

Metal + Hidrógeno: Hidruro metálico

Metal + Oxígeno: Óxido básico

Metal activo + agua: Reacción redox violenta que da como resultado bases.

Metal + ácido: Sal + Hidrógeno

Metal + No metal: Sal binaria

No metal + Hidrógeno: Ácido

No metal + Oxígeno: Óxidos ácidos

Óxido metálico + agua: Un hidróxido

Óxido no metálico + agua: Un oxiácido

Ácido + hidróxido: Sal + agua

Procedimiento:

* Experimento 1

Se cortaron 2 rodajas de papa aproximadamente del mismo tamaño y grosor y se colocó a cada una en un vidrio de reloj (por separado). A la primera rodaja se le pusieron gotas de peróxido de hidrógeno al 10% y el burbujeo que presentó ésta fue bajo y el color inicial de la papa cambio un poco, ya que se oscureció ligeramente. Al segundo trozo se le puso un poco de agua oxigenada (el mismo tanto que a la primera) solo que ahora el peróxido de hidrógeno era al 20%. El burbujeo que presentó esta segunda rodaja fue abundante y el color final casi no cambio con respecto al inicial.

Rodajas	Observaciones:
1	Color inicial de la rodaja: Beige Color final de la rodaja: Un poco más obscuro, con un poco de café claro Cantidad de burbujas: Baja
2	Color inicial de la rodaja: Beige Color final de la rodaja: Beige, casi no cambio Cantidad de burbujas: Alta

· *Experimento 1-b

En un vidrio de reloj se pesó 1 gramo de cloruro de potasio (KClO₃) y se vació el contenido en un tubo de ensayo. Después se procedió a calentar el tubo con la sustancia en un mechero Bunsen, sujetado de unas pinzas para tubos. Cuando el KClO₃alcanzó su punto de fusión, se le introdujo un cerillo al tubo de ensayo y como resultado de la combustión empezó a desprender oxígeno gaseoso.

Reactivos	Productos	Observaciones
1KClO₃	3/2 O₂	Al tener contacto con el fuego, el KClO₃produjo una reacción violenta en la que se produjo una luz muy fuerte y gases (O₂)

· *Experimento 2

Se colocaron 50 ml de agua de la llave con 10 gotas del indicador naranja de metilo. El pH inicial del agua, medido con unas tiras especiales, fue de 7. Después se calentó 0.5 g de azufre en un crisol, luego se introdujo éste en el matraz que contenía el agua con el indicador y se tapó con un tapón horadado, asegurándose que el gas no se escapara del matraz. A los 5 minutos el indicador cambió de color naranja a rojo. Se dejó actuar la reacción por 15 minutos y luego se retiró el tapón y la cucharilla. Se obtuvo que el pH de la reacción fue de 3, y el pH del agua después de la reacción fue de 5.

Erlenmeyer	Color del agua + anaranjado de metilo	Color final del agua
	pH inicial: 7	pH final: 5

1.- Minutos transcurridos para el vire de color: 5 minutos
2.-¿Qué papel juega el naranjado de metilo en la reacción?
Como indicador, ya que al formarse la reacción es visible el cambio de color en la sustancia, de otra forma, sin el naranja de metilo sería difícil apreciar cuando la reacción se haya presentado.
3.- ¿Cuál es el rango de vire del indicador?
El intervalo de viraje del naranja de metilo es de 3'1 - 4'4.

· *Experimento 2-B

Este experimento fue rápido y sencillo. Se pesó 1 gramo de hierro y luego se colocó en la cucharilla, la cual se puso sobre un mechero para que el hierro pudiera tener contacto con el calor y reaccionar. Al reaccionar con el calor se produjeron chispas debido a que se esta acelerando el proceso de oxidación.

Reactivos	Productos	Observaciones
Fe₂ + O₂	2FeO	Al tener contacto con el fuego, el hierro (Fe) se oxida y produce las chispas que se pudieron observar durante el experimento.

*EXPERIMENTO 3

A una moneda de cobre se la adicionaron unas gotas de AGNO_3, se esperó durante 5 minutos para ver como reaccionaba la moneda con la sustancia añadida para posteriormente anotar lo sucedido en la bitácora. Posteriormente se aplicó el mismo proceso con otra moneda sin embargo la sustancia añadida fue una solución de mercurio.

Moneda Cu	Observaciones de la moneda limpia.	Observaciones de la moneda después de la adición de _A)AGNO₃ _B)HGCL₂
	Presentaba un color cobrizo	A) Durante su aplicación, la moneda presentó un color grisáceo. Al lavar la moneda, ésta se quedó de color plateado en su mayoría
	Presentaba un color cobrizo	B) La moneda obtuvo una coloración oscura particularmente en el centro. Finalmente la moneda se quedó con esa coloración oscura.

Resultados:

AgNO3

HgCl2

Escribe las reacciones balanceadas que sucedieron sobre la superficie de la moneda:

a) 2 AgNO₃ + Cu = 2 Ag + Cu (NO₃)₂

b)HgCl₂ + Cu = Hg + CuCl₂

*EXPERIMENTO 3 B

Se preparó una solución al 1 M de sulfato de cobre usando la siguiente fórmula M = msoluto / (Peso molar)(Volumen de la solución). Una vez obtenidos la cantidad de gramos necesarios para su preparación (3.74 grs.) se procedió a hacer la solución en el matraz aforado de 15 ml. De la solución resultante, se tomaron 3 ml, los cuales fueron introducidos a un tubo de ensaye al cual posteriormente se le agregó zinc.

Reactivos	Productos	Observaciones
CuSO₄ + Zn	Cu + ZnSO₄	Al principio la mezcla presentaba un color oscuro pero conforme fue transcurriendo el tiempo, ésta empezó a volverse roja hasta que a los 30 min, la mitad de la mezcla ya era completamente roja.

*EXPERIMENTO 4

Dos tubos de ensayos fueron asignados como 1 y 2. A ambos se les vertió alrededor del 50 % de su volumen con agua destilada. Al que fue asignado como 1, se le agregó unas pizcas de cloruro de sodio para luego ser agitado hasta que se disolvieran. Se repitió esta operación con el tubo de ensayo 2, sólo que a éste se le agregó nitrato de plata. Posteriormente, la disolución del tubo 1 fue vertido sobre la disolución del tubo 2 para obtener una nueva. Al nuevo compuesto obtenido fue depositado en un embudo de separación para que la parte líquida pasará al matraz mientras que la parte sólida, se quedará en el papel filtro.

Tubo	Color de la solución inicial
Tubo 1	Transparente
Tubo 2	Transparente

Reacción Tubo 1 + Tubo 2

Color del precipitado Grisáceo

Color de la solución resultante Blanco

Mezcla obtenida al verter el tubo 1 sobre el tubo 2.

Sólido obtenido después de filtrar la mezcla.

Escribe la reacción balanceada:

=NaCl+AgNO₃ AgCl + NaNO₃

Tomando en cuenta la solubilidad de los productos, ¿Qué es el compuesto del papel filtro?

Al mezclarse los iones de plata y el cloruro, se obtiene el cloruro de plata, éste tiene como característica la propiedad de no ser soluble, por lo que nos queda en estado sólido.

¿Qué es el compuesto del matraz Erlenmeyer?

El compuesto presente en el matraz, es el NaNO₃, a diferencia del cloruro de plata, éste si es soluble, por lo que queda como un líquido.

*EXPERIMENTO 4 B

A una pequeña cantidad de carbonato de calcio le fueron agregados 4 ml de ácido clorhídrico al 0.1 N.

Tabla 4 C

Reactivos	Productos	Observaciones
CaCO₃ +2HCl	CaCl₂ +CO₂+H₂O	La reacción sucedió de manera muy rápida dando como resultado un color amarillo.

EXPERIMENTO 5

Se encendió el mechero de Bunsen. A una cucharilla se le añadieron gotas de etanol y se puso directamente sobre la flama. Después de observar que fue lo que pasó con el etanol se decía de limpiar la cucharilla perfectamente y repetir el experimento con las otras sustancias mencionadas en la tabla 5

Tabla 5

Sustancia	Observaciones durante la combustión	Clasifique como orgánico o inorgánico
Etanol	La sustancia se evaporó	Orgánico
NaCl	Por su alto punto de ebullición no sucedió nada	Inorgánico
Acido Benzoico	Llego a su punto de fusión convirtiéndose en un líquido blanco	Orgánico
Ácido cítrico	Llegó a su punto de fusión y desprendió burbujas	Orgánico
Óxido de Zinc	Ocasionó una flama naranja	Inorgánico

Cuestionario:

1.- a)O2 + H = H2O

b)BaCl2 + 2AgNO3 = 2AgCl + Ba(NO3)2

2.- a)N2 + O2 = 2NO

b) 2NO (g) + O2 (g) = 2NO2 (g)

c) 2NO2 + H2O = HNO3 + HNO2

3.- Prediga los productos de las siguientes reacciones:

a. Mg(OH)2 + 2HCl (aq) -> MgCl2 + 2H2O
b. 3BaO (s) + 2Al (s) -> Al2O3 + 3Ba
c. CaO (s) + SiO2 (s) -> CaSiO3 (s)
d. 2CO + O2 ---------> 2CO2
e. SrCl2 + Na2SO4 ---------> 2NaCl + SrSO4
f. Sn(NO3)2 + 2KI ---------> 2KNO3 + SnI2

4.- Si se quema 1.5 g de Mg metálico en presencia de oxígeno, ¿cuántos gramos de MgO se
obtiene?

Mg = 24.3 g (peso molecular) MgO = 40.3 g
Mg = 1.5 g (peso en el problema) MgO = 2.49 g

5.- Determina el tipo de reacción

· H2O → H2 + O

Reacción de descomposición. Ya que el compuesto se fragmenta en elementos mas sencillos

· H2SO4 + Al → Al2(SO4)3 + H

Reacción de sustitución simple. Ya que un elemento esta remplazando a otro en un compuesto.

· NaCl + AgNO3 → AgCl + NaNO

Reacción de doble sustitución. Los iones que están en un compuesto cambian lugares con los iones de otro para formar dos sustancias diferentes

· SO2 +O2 → SO3

Reacción de síntesis. Donde dos elementos o compuestos sencillos se unen para formar uno mas complejo

· NaCl + AgNO3 -> AgCl + NaNO

Reacción de doble sustitución

· 4P + 5 O2 -> 2P2O

Reaccion de combustión. Ya que hay interaccion con el oxigeno

6.- define los siguientes términos

Ø Ecuación química. Es una representación simbólica de lo que sucede en una reacción química, en la cual se representan a las sustancias que reaccionan (reactivos) y las sustancias que se obtienen (productos).

Ø Balanceo de ecuaciones. Cuando una reacción química esta escrita en forma de ecuación se debe ajustar el numero de átomos que hay en los reactivos y en los productos colocando coeficientes a la izquierda de cada compuesto, lo cual busca igualar la misma cantidad de átomos de un lado que de otro.

Ø Reactivo limitante. Es el reactivo que en una reacción química limita la producción del producto.

7.- EJERCICIO FINAL DE TIPOS DE REACCIONES: En la siguiente tabla se

encuentran ubicados los resultados de algunos experimentos: Clasifique por

tipo de reacción. (Combustión, desplazamiento simple, síntesis, etc.)

REACTIVOS	PRODUCTOS	TIPO DE REACCION
NH3+HCl	NH4Cl	Síntesis
KClO3	KCl+O2	Descomposición
Zn+HCl	ZnCl+H2	Sustitución
KCl+AgNO3	KNO3+AgCl	Doble sustitución

Conclusión:

En esta practica aprendimos a realizar los diferentes tipos de reacciones químicas, desde las mas sencillas como la de sustitución, hasta las mas complejas como la de sustitución doble. En el desarrollo de los experimentos se puso a prueba nuestros conocimientos, ya que teníamos que saber que ocurría durante las diferentes reacciones que hacíamos y el por que de la formación de los productos. La reacción mas difícil de entender fue la de doble sustitución, ya que es la mas compleja de las demás reacciones, sin embargo se pudo comprender y no se tuvo mayor problema.

Referencias:

eis. eis. 17 de febrero de 2013 <http://www.eis.uva.es/~qgintro/esteq/esteq.html>.

Payala. payala . 17 de febrero de 2013 <http://payala.mayo.uson.mx/QOnline/BALANCEO_DE_ECUACIONES_QUIMICAS.html>.
Raymond. Chang. septima. Mc Graw HIll, 2002.