CAMBIOS FISICOS Y REACCIONES QUIMICAS

[pic 1]

Universidad Simón Bolívar

Departamento de Química

Laboratorio de Química General I

QM-1181

Autor: Miguel Chacón

Carnet: 17-10121

Fecha: 06/03/2019

QUIMICA DESCRIPTIVA. CAMBIOS FISICOS Y REACCIONES QUIMICAS

RESUMEN:

El objetivo de la practica fue promover y observar cambios en ciertas sustancias (y en diversos casos sintetizar nuevas), tanto simples como el Magnesio y el zinc y también compuestas, tanto inorgánicas como las sales y oxidos (Bicarbonato de Sodio, Cloruro de Amonio, Oxido de Zinc), los ácidos (Ácido Clorhídrico, Acido Nitrico, Acido Acetico), las bases (Hidroxido de Sodio, Hidroxido de Amonio), oxiácidos (Hipoclorito de sodio), Hidratos (Sulfato Cúprico Pentahidratado) y algún que otro compuesto iónico, que son muy importantes pero a la mayoría se les puede asignar como sales. Resalta la cianidina por ser el único ejemplar de los compuestos orgánicos. Conociendo las propiedades fundamentales de los reactantes, se determinan los productos a obtener bajo las condiciones de reacción propuestas. Se determinó que de los experimentos realizados 12 de 19 están bajo una condición de reacción química, predominados por reacciones de oxidación y desplazamiento, mientras que 7 de 19, están bajo una condición de cambio físico y son causados principalmente por la alteración del estado del compuesto. En conclusión, se aprovechó de la química descriptiva para la explicación de los diferentes experimentos realizados.

INTRODUCCIÓN:

 Las ecuaciones químicas representan los cambios, sea físico o químico, que pueden sufrir los compuestos involucrados para formar un producto. (1) 

Un cambio físico es cualquier proceso reversible, o proceso en el cual una sustancia cambia alguna de sus propiedades pudiendo recuperar su estado inicial. (2)

Como ejemplos de cambios físicos se puede citar la ebullición del agua para producir vapor (ec. 5.1) o la formación de un jarabe disolviendo azúcar en agua (ec. 5.2) (1) 

H2O (l)                   H2O (g) (ec.1) [pic 2]

C12H22O11 (s)         C12H22O11 (ec.2)[pic 3]

        Un cambio químico es aquel proceso en el cual las sustancias se transforman en otras y no pueden recuperarse las propiedades iniciales. Como ejemplos de cambios químicos se pueden citar la reacción del acido clorhídrico con el carbonato de calcio (ec. 5.3) o la oxidación del Cobre (ec.5.4) (2)

CaCO3 (s) + 2HCl (ac)             CO2 (g) + H2O(l) + CaCl2 (ac) (ec. 3) [pic 4]

2Cu(s) + O2 (g)                     2CuO(s) (Ec.4)[pic 5]

En teoría todos los conceptos ya han sido introducidos en prácticas anteriores. Lo único que nos parece conveniente es introducir el concepto de coloide. Un coloide, sistema coloidal o suspensión es un sistema conformado por dos o más fases, normalmente una dispersante y otra dispersa. Solo basta mezclarlas para que ya no sea un coloide y se convierta en una disolución. (9) 

​La fase dispersa es la que se halla en menor proporción. Normalmente la fase dispersante es líquida y está en mayor proporción. (9)

La fase dispersante por excelencia es el agua. Los sistemas coloidales pueden existir en diferentes formas llamadas sol, gel, emulsión, aerosol y espuma. (3)

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL (1)

Para la demostración experimental de la ocurrencia de los cambios físicos y reacciones químicas se realizó un conjunto de experimentos para promover y observar los cambios que puede sufrir la materia bajo condiciones determinadas y según sus propiedades fundamentales.

Experimento 1: Calentamiento de metales

Se colocó a calentar con un mechero de Bunsen y una espátula una pequeña muestra de: a) cinta de magnesio; b) lana de acero; c) zinc en polvo. Se observó el comportamiento del metal y el estado de la llama.

Experimento 2: Reacción con ácidos

En un tubo de ensayo a la vez, se hizo reaccionar pequeñas cantidades de: a) zinc en polvo con HCl 6M; b) cobre libre de óxido con HNO3 6M; c) cobre libre de óxido con HCl 6M; d) bicarbonato de sodio con HCl 6M.

Experimento 3: Características del papel tornasol

Sobre una hoja blanca se colocó un vidrio de reloj con 4 pedacitos de papel tornasol azul y rojo. Con la punta de una varilla de vidrio se colocó a un papel azul y uno rojo una gota de: a) agua de chorro; b) agua destilada; c) solución de NaOH; d) solución de HCl. Se compara los cambios ocurridos en el papel tornasol de cada color.

Experimento 4: Reacción de gas con papel tornasol

En dos tubos de ensayo se agrega una pequeña cantidad de: a) bicarbonato de sodio; b) agua oxigenada 3% v/v. Realizando el procedimiento con una muestra de cada vez, se tapa el tubo de ensayo con un tapón de goma unido a un tubo de vidrio, posteriormente se humedece con agua destilada una pieza de papel tornasol azul y roja y se expone al gas producido por calentar la muestra.

Luego se montó el sistema para el calentamiento de la muestra y recolección de gas que se ilustra en el anexo #1  y se recolectó  el gas producido; cuando estuvo lleno se tapó. Finalmente, se quemó la punta de una astilla de madera y se acercó a la boca del tubo de ensayo.

c) Se agregó a un tubo de ensayo 1 mL de peróxido de hidrógeno y 1 mL de Hipoclorito de Sodio. Luego se quemó la punta de una astilla y se acercó a la boca del tubo de ensayo.

Experimento 5: Reacción del sulfato cúprico pentahidratado:

a) Se añadió una pequeña cantidad de sulfato cúprico pentahidratado en un tubo de ensayo, luego se calentó suavemente con el mechero observando sus cambios. Posteriormente se agregó 1-2 mL de agua destilada.

b). Se añadió una pequeña cantidad de sulfato cúprico pentahidratado con agua a un tubo de ensayo, se agitó y luego se agregó una gota de Hidróxido de Amonio.

Experimento 6: Conducta de la cianidina

En 5 tubos de ensayo, se agregó aproximadamente 1-2mL de: a) HCl 0,1M; b) ácido acético al 5%; c) agua de chorro; d) bicarbonato de sodio al 10%; e) NaOH 0,1M. A cada una de las muestras se añadió1-2 gotas de cianidina.  

Experimento 7: Sublimación de yodo

En un soporte universal se sujetó un tubo de ensayo sellado con yodo en estado sólido. Posteriormente se calentó con el mechero de Bunsen y se observó el cambio de estado del yodo.

Experimento 8: Fusión del azufre

En un tubo de ensayo se añadió aproximadamente 0,3 gramos de yodo en estado sólido. Luego se calentó con el mechero y se observa el cambio de estado de la muestra caliente y a temperatura ambiente.

Experimento 9: Calentamiento del cloruro de amonio

En un tubo de ensayo se agregó aproximadamente 0,3 gramos de cloruro de amonio en estado sólido. Luego se calentó con el mechero y se observó el cambio de estado de la muestra caliente y a temperatura ambiente

Experimento 10: Espectros de emisión, prueba de llama

Se expuso a la llama de un mechero con una espátula una pequeña muestra de: a) Magnesio, b)  

Cobre, c) Sulfato de Hierro, d) Titanio, e) Nitrato de Calcio, f) Estroncio, g) Níquel, h) Yoduro de Potasio, i) cromato de sodio, j) sulfato de sodio, k) Bicarbonato de sodio y se observó su comportamiento. (De anexo #2 algunas de las sustancias utilizadas)

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Posteriormente a la realización de los experimentos propuestos, se procede describir las observaciones y resultados obtenidos.

Experimento 1: Calentamiento de metales

a) Cinta de magnesio: El incremento de la temperatura de este metal provoca que se liberen chispas de color blanco debido a la reacción entre el magnesio y el oxígeno para crear oxido de magnesio por la siguiente reacción:

2Mg(s) + O2(g)         2MgO(s) (Ec.5)[pic 6]

Puesto que se crea un nuevo compuesto, ocurre una reacción química, ¿de qué tipo?, de oxidación, este tipo de reacciones consisten en la corrosión de un metal al estar expuestos al oxigeno del aire. (3) (Ver anexo #3)

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