Cambios Quimicos

CAMBIOS QUÍMICOS

Objetivo: Estudiar diferentes clases de cambios químicos y las propiedades de algunos compuestos importantes como: óxidos, ácidos y bases.

INTRODUCCIÓN

Los cambios químicos se pueden clasificar desde varios puntos de vista. Algunos autores los clasifican en: combinación, desplazamiento, descomposición, doble desplazamiento o doble descomposición. Otros los clasifican en reacciones de: oxidación-reducción, reacciones de precipitación, reacciones de ácido-base, reacciones de ionización y reacciones de formación de complejos. Algunos ejemplos prácticos son:

OXIDO-REDUCCIÓN

2Mg + O2  2 MgO

En esta reacción el magnesio se oxida y el oxígeno se reduce. Se dice entonces que el magnesio es el agente reductor (A.R.) y el oxígeno el agente oxidante (A.O.).

Otros ejemplos son: 4Fe + 3O2  2 Fe2O3

P4 + 5O2  2P2O5

Mg + Cl2  MgCl2

Fe + S  FeS

En las anteriores reacciones el Fe, P, Mg, son oxidados por el oxígeno o por el cloro o por el azufre. Así pues los agentes reductores son el Fe, P, Mg y los agentes oxidantes son el O2, Cl2 y S.

Todos los ejemplos anteriores son a su vez ejemplos de combinación, pero no se puede inferir que todas las reacciones de oxidación sean de combinación simple. Otro ejemplo de oxidación-reducción es la reacción entre el Zn y el HCl, en este caso el zinc se oxida de metal a ión zinc y el hidrógeno se reduce de ión hidronio a hidrógeno libre.

Zn + HCl  ZnCl2 + H2

Esta reacción es también un ejemplo de desplazamiento, el Zn desplaza el hidrógeno del HCl.

PRECIPITACIÓN

El nitrato de plata y el cloruro de sodio son solubles en agua. Sin embargo cuando se mezclan disoluciones de nitrato de plata y de cloruro de sodio se forma cloruro de plata (AgCl) que es un sólido insoluble en agua, entonces se separa de la disolución: precipita.

AgNO3 + NaCl  AgCl + NaNO3

Este ejemplo de precipitación es a su vez un ejemplo de doble descomposición o de doble desplazamiento.

ÁCIDO-BASE

De acuerdo con Bronstead y Lowry los ácidos son donadores de protones y las bases receptoras de protones. Así el HCl es un ácido porque puede donar un protón, H+, a la base NaOH; esto lo combina con el ión OH- y forma agua; el ión cloruro se une al sodio, formando una sal. Este es un ejemplo de neutralización entre ácido y base.

HCl + NaOH  NaCl + H2O

Todos los casos de neutralización de ácido y base son ejemplos de doble descomposición formándose una sal más agua.

Aunque se ha definido ácido y base como compuestos que donan o aceptan protones respectivamente, según Bronstead y Lowry, dentro de esa misma definición están los ácidos y las bases clásicas, es decir los que al reaccionar se neutralizan dando una sal y agua. Dentro del criterio clásico hay ácidos como el HCl, H2S, HBr y otros que no tienen oxígeno en su molécula: hidrácidos y hay también ácidos como el H2SO3, H2SO4, H3PO4, HNO3, etc que si tienen oxígeno en su molécula: oxácidos. Estos últimos se originan, al menos teóricamente en la reacción de un óxido-no metálico con el agua; por ejemplo:

SO2 + H2O  H2SO3

N2O5 + H2O  2HNO3

P2O5 + H2O  2H3PO4

Dentro del criterio alcalino clásico las bases como: NaOH, Ca(OH)2, KOH, etc., provienen de la reacción de un óxido metálico y agua, ejemplo:

Na2O + H2O  2NaOH

CaO + H2O  Ca(OH)2

BaO + H2O  Ba(OH)2

Para distinguir en un laboratorio un ácido de una base se utiliza el papel tornasol, el tornasol es un colorante impregnado en el papel y una gota de ácido o de base le cambia el color.

REACCIONES DE LOS METALES

Hay metales lo suficientemente activos para desplazar el hidrógeno de los ácidos. Como por ejemplo: Zn, Mg, Fe, etc.

Zn + 2HCl  ZnCl2 + H2

También hay otros metales que no desplazan al hidrógeno de los ácidos como: Cu, Hg, Ag, Au, Pt, etc. Los dos últimos son los más inactivos. Por su extrema inactividad a la plata, al oro y al platino se les denomina metales nobles. Por otro lado también existen metales tan activos como el sodio, el calcio, el potasio y el litio que pueden desplazar el hidrógeno aún del agua.

2Na + 2H2O  2NaOH + H2

Ca + 2H2O  2Ca(OH)2 + H2

K + 2H2O  2KOH + H2

En la reacción del potasio con el agua se produce tanto calor que el hidrógeno que se desprende se quema produciendo una llama.

PROCEDIMIENTO

PARTE A: Estudio de bases.

1. Dividir el contenido de cada tubo (NaOH, KOH, NH3, Ba(OH)2) en tres.

2. Humedecer un dedo diferente con cada una de las bases y frotar en diferentes partes de la palma de la mano.

3. Probar cada una con papel tornasol.

4. Agregar a cada una dos gotas de: fenolftaleína, rojo de metilo y anaranjado de metilo.

RESULTADOS:

1. ¿Qué sensación se siente al frotar la palma de la mano con las bases?

Se dio una sensación jabonosa

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