Conservacion

ntroducción

Esta ley dice: ” La materia no se crea ni se destruye, sólo se transforma” en otras palabras, un cambio ya sea físico o químico no provoca la creación de destrucción de materia sino únicamente un reordenamiento de las partículas constituyentes. Un argumento que tiene gran importancia dentro de esta ley es el tomar en cuenta los pesos. Estos deben estar en igual medida al inicio (reactivos) y al final (productos).

Procedimiento:

El desarrollo de esta practica se dividió en 5 diferentes experimentos. Todos para demostrar que la ley de la conservación de la materia se encuentra en lo correcto.

1.-Para el primer experimento se necesitaron 2 tubos de ensayo y un popote. Se peso .1 g de oxido de calcio para colocarlo dentro del primer tubo y despues se le agregaron 5ml de agua destilada, el alumno Gerardo Carrillo la agito vigorosamente hasta formar un liquido lechoso y sedimento.

El siguiente paso fue decantarlo hacia el otro tubo y así separar el liquido lechoso del sedimento. Una vez separados el liquido del sedimento, se introdujo un popote hasta el seno del liquido lechoso y soplar hasta observar una reacción (separación de un solido y un liquido).

2.- El segundo experimento, para este se se utilizaron 2 tubos de ensayo, una pinza para tubo de ensayo y un mechero. El primer paso a realizar fue pesar .5 g de carbonato de calcio y colocarlos dentro de un tubo, paso que fue realizado por la alumna Mishel Aragón, en seguida con ayuda de las pinzas se coloco el tubo sobre la flama y se observo lo que ocurría. Después de observar algún cambio con la finalidad de saber si se desprendía algún tipo de gas y en caso de que sucediera saber de que gas se trataba pusimos un serillo encendido en la boca del tubo.

Una vez concluido lo anterior se repitió el proceso utilizando 1 g de cloruro de amonio. En esta ocasión al observar cambio se introdujo un papel tornasol de color azul y uno rojo con la finalidad de descubrir que tipo productos se estaban obteniendo después de esta reacción.

3.- En el tercer experimento se utilizaron 2 vasos de precipitado, una moneda de cobre, pipeta y una perilla. Como primer paso la alumna Amparo Bada limpio la moneda de cobre utilizando acido clorhídrico para después ponerla dentro de un vaso de precipitado que el alumno Víctor Manuel había llenado previamente con 20 ml de nitrato de mercurio. Después los pasos se repitieron utilizando en esa nueva ocasión 15 ml nitrado de plata.

4.- El experimento numero 4. En este se utilizaron 3 tubos de ensayo una pipeta y una perilla. Como primer paso el alumno Gerardo Carrillo agrego 2 ml de una solución de cloruro de bario a uno de los tubos, después se midió 1 ml de ácido sulfúrico y se vertieron sobre el cloruro de bario.

Este paso se repitió utilizando en esta ocasión utilizando como primer solución 3 ml de nitrato de plata y después 2ml de cloruro de sodio.

5.- Para el ultimo experimento se necesito un matraz erlenmeyer, 1/2 de tableta de alka-selrtzer , un termómetro y un globo. Lo primero que se realizo, fue medir 10 ml de agua destilada y añadirle 6.2 ml de ácido clorhídrico. Mientras tanto el alumno Víctor Rivera molió la media tableta y coloco los pedazos dentro del globo, la boquilla del globo fue ubicada al rededor de la del matraz. este procedimiento se llevo acabo sobre un bascula granataria para poder tener un control de los pesos durante las reacciones quimicas. Al finalizar se midió la temperatura del sistema.

Marco teórico

Un reacción química o cambio químico es todo proceso químico en el cual dos o mas sustancias llamadas reactivos, por efecto de un factor energético, se trasforman en otras sustancias llamadas productos.Existen en química diferentes tipos de reacciones:

Reacciones de síntesis

Es aquella donde dos o mas sustancias se unan para formar un solo producto su representación es: A + B ------> AB

Reacciones de descomposición o analisis

En este tipo de reacciones una sustancia se descompone para formar dos o mas sustancias que pueden ser elementos o compuestos, estas reacciones se llevan a cabo, generalmente, en presencia de calor o la adición de energía de algún tipo y su representación general es: AB -------> A + B

Reacciones de desplazamiento

Es cuando una sustancia simple reacciona con otra compuesta, remplazando uno de sus componentes y su representación general es: A + CB ------> AC + B

Reacciones de doble desplazamiento

Ocurren cuando hay un intercambio de elementos entre dos compuestos diferentes y de esta manera originan nuevas sustancias. Su representacion general es: AB + CD ----> AC + BD

Cuestionarios y discusión de resultados:

1.- Experimento numero 1 (Reacción de síntesis)

Explique lo que ocurre al poner en contacto el óxido de calcio y el agua.

Ocurre una reacción en la que se unen los dos compuestos y se forma teóricamente hidróxido de calcio

2.¿Qué gas se pone en contacto con el agua de cal al soplar en ésta?

Uno de los principales gases que se son exhalados es el dióxido de carbono. Debido a esto y los resultados obtenidos es seguro que se trato de este gas el que reacciono con el cal.

3.Investigue las reacciones que ocurren y complete las ecuaciones:

CaO + H2O à Ca(OH)2

Ca(OH)2 + CO2 à CaCO3 + H2O

4.¿Qué tipo de reacciones ocurrieron?

Con las reacciones pasadas nos damos cuenta que los productos que se formaron son distintos a los reactivos debido a esto inferimos que se trato de dos reacciones de síntesis.

Observamos que a partir de un compuesto como el CaO es posible sintetizar un nuevo compuesto cumpliendo con la ley de la conservación de la materia ya que simplemente las moléculas fueron reordenas y dispuestas según sus propiedades quimicas.

Lo primero que pudimos ver al agregar el agua a un poco de CaO una "disolución" pero al detectar un cambio de temperatura en el tubo de ensayo nos dimos que cuenta de que sucedía una reacción de la cual obtuvimos un liquido blanco y espeso que podemos describir como lechoso ademas de un sedimento. Después de discutirlo sabemos que se formo hidróxido de calcio (parte liquida) y que el sedimento fue el oxido de calcio que no reacciono. Una ves separadas ambas partes soplamos dentro de el hidróxido de sodio, formando nuevamente dos partes una liquida y un nuevo sedimento blanco; por conocimientos generales inferimos que el gas que estábamos agregando a nuestro liquido era en su mayoría CO2 el cual reacciono con hidróxido de sodio y produjo una nueva reacción de síntesis de la cual obtuvimos carbonato de calcio(sedimento blanco) mas agua (parte liquida).

2.- Experimento numero 2 (ración de análisis)

¿Qué tipo de reacciones ocurrieron en ambos incisos? Por definición una reacción de análisis es una reacción de descomposición, una sola sustancia se descompone o se rompe, produciendo dos o más sustancias distintas. Normalmente se necesita aumentar la temperatura de dicho compuesto. Sabiendo esto es facil decir que las reacciones son de análisis. y las reacciones son las siguientes: CaCO3 CO2 + CaO y NH4Cl à HCl + NH3

Anote 5 ecuaciones más que representen este tipo de reacciones. 2 KClO3 ---> 2 KCl + 3 O 2, Mg CO 3 --> MgO + CO2, 2NaH ---> 2Na(s) + H2(g), BaCl2(c) -----> Ba(c) + Cl2(g) y 2HgO(s) ---> 2Hg(s) + O2(g)

¿Cuál es el factor necesario, en las condiciones de operación, para que estas reacciones ocurran?, explique. En este tipo de reacciones se lleva a cavo la separación de un solo compuesto, debido a esto es necesario incluir otro factor externo que propicie la separación, en este caso se trata de un aumento en la temperatura que provoca un desacomodo de partículas y produce un reordenamiento de ellas en donde se obtienen compuestos mas sencillos.

Durante este experimento observamos como al aumentar la temperatura de los compuestos a tratar surgían algunos cambios muy notorios; hablando del carbonato de calcio se observo un leve empañamiento del tubo de ensayo lo interesante fue en el momento en que pusimos un cerillo en la boca del tuvo ya que el cerillo se apago. Si observamos la reacción de análisis que se llevo acabo sabemos que se libero CO2 lo que provoco que el cerillo se a pagara. En la segunda parte se observo en mayor cantidad un empañamiento en nuestro tuvo, ademas de un cambio de aroma; nuestro compuesto original cloruro de amonio tenia un aroma parecido al de la leche en polvo y al avanzar la reacción detectamos un perdida considerable del aroma. Al introducir el papel tornasol notamos que cambio de color en ambas pruebas lo indicaba la presencia de un compuesto básico y uno ácido d esta forma se demostró que la reacción produjo ácido clorhídrico y amoniaco compuestos ácido y básico respectivamente.

3.- Experimento numero 3 (reacción de simple sustitución)

a) ¿Qué tipo de reacciones ocurrieron en ambos incisos? Se tratan de reacción de sustitución simple, donde observamos como un elemento libre por afinidad química logra desplazar a un a otro elemento que se encuentra dentro de un compuesto y toma su lugar las dos raciones que ocurren son: Hg2 (NO3)2 + Cu2 ---> Cu2(NO3)2 + 2Hg y AgNO3 + C u---> CuNO3 + Ag

b) Con base en sus propiedades químicas, ¿qué tipo de compuestos intervienen en las reacciones ante­riores? Se trata de compuestos Ionicos ya que son moleculas formadas por elementos metalicos y no metalicos.

c) Elabore una lista de 5 reacciones que sigan este mismo modelo. Zn + CuSO4 ----> ZnSO4 + Cu, Fe+CuSO4----> FeSO4+Cu, Zn+2HCl---->ZnCl2+H2, Mg+HCl--->MgCl2+H2 y 2Al+Fe2O3------>Al2O3+2Fe

En esta parte de la practica seguimos comprobando la ley de la conservación de la materia.Siguiendo como regla general esta formula A + BC → AC + B. Se observo que en ambos casos se tienen en los dos lados de la reacción el mismo numero de reactivos que de productos a pesar de su reordenamiento. Cuando agregamos la moneda en el nitrato de mercurio, observamos como según lo describe la reacción teórica, se comienzan a sustituir los átomos de cobre por los de la plata que están en la solución hasta obtener un aglomerado de partículas de plata y una solución en su mayoría de nitrato de cobre Gracias a la afinidad química que presenta el catión Cu+ con el anión nitrato. En la segunda parte de igual manera corroboramos nuestras predicciones teóricas al observar como la moneda sede sus átomos de cobre y los intercambia por átomos de mercurio dejando así una parte de la moneda cubierta totalmente por mercurio de igual manera tomando en cuenta la afinidad química del catión CU+ .

4.- Experimento numero 4 (reacción de doble sustitución)

¿Qué tipo de reacciones se efectuaron en ambos incisos? Tomando en cuenta nuestras observaciones y realizando las respectivas reacciones teóricamente llamamos a este tipo de reacciones como de doble sustitución ya que hubo un intercambio de elementos entre los compuestos. Formando compuestos mucho mas estables. En este experimento observamos las siguientes 2 reacciones: BaCl2 + H2SO4 -----> BaSO4 + 2HCl y AgNO3 + NaCl -----> AgCl + NaNO3

Con base en sus propiedades químicas, ¿qué tipo de substancias intervienen en las reacciones anteriores? Debido a su afinidad quimica los compuestos mas comunes que llevan a cavo este tipo de reacciones es de carácter ionico.

Elabore una lista de 5 reacciones que sigan este modelo. HCl+NaOH--->NaCl+H2O, HCl+AgNO3--->AgCl+HNO3, H2CO3 + NaCl ---->Na2 CO3 + 2HCl, HClO3 + Na2S4 ---> Na2(ClO3) + Na4S2 y FeS + Ca(NiO3) ---> CaS + Fe(NiO3)3

Cuando se observaron los resultados obtenidos fue fácil deducir el tipo de reacciones del que se trato, ya que comparando los resultados con las formulas de predicción obtuvimos resultados bastante confortables y se cumplió tanto la ley de la conservación de la materia así como la formula general para este tipo de reacciones que es AB + CD ---> AD + CB de esta forma encontramos que a partir de dos compuestos como el cloruro de bario y el ácido sulfúrico podemos sintetizar dos sustancias que son físicamente muy distintas pero químicamente son muy similares ya que obtuvimos un a sulfato de bario y ácido sulfúrico.

.5.- Experimento numero 5

¿Qué sustancias se utilizan en la fabricación del Alka-Seltzer? ácido acetilsalicílico, C9H8O4), bicarbonato de sodio (NaHCO3), y ácido cítrico (C6H8O7)

Halle por diferencia de peso del sistema la cantidad de gas producido. Al inicio el sistema pesaba en total 7.34 g despues de la reaccion el sistema aun peso lo mismo, cuando liberamos el gas el sistema peso 7.31 es decir perdió .03 gramos lo que indica que ese es el peso aproximado del gas.

Halle el valor teórico y experimental de la densidad del gas a las condiciones de temperatura y presión del experimento: densidad experimental= masa/ volumen ---->d= .03/273.494 = 1.0909 g/cm3. Densidad teórica = Presión(Masa molar) / R(temperatura) -----> .061(44) / .0821(300.21) = 1.08 g/ cm3

Corrija el peso del gas teniendo en cuenta el error por flotación. W1= W2+ W2(d aire/d gas - d aire/ d pesa) ----> W1= .03 + .03((1.2x10-3/1.09)-(1.2x10-3/8)) = .030028527 g

Escriba la ecuación correspondiente a la reacción química que se lleva a cabo en la experiencia: ácido clorhídrico y bicarbonato de sodio---->HCl + NaHCO3↔NaCl + CO2+ H2O ácido clorhídrico y ácido citrico ----> Na3C6H5O7 + 3HCl -------> H3C6H5O7 + 3NaC ácido cítrico y bicarbonato de sodio H3C6H5O7+ 3 NaHCO3↔3 CO2+ 3 H2O + Na3C6H5O7

Consulte la reacción del ácido cítrico con el bicarbonato de sodio. ácido cítrico y bicarbonato de sodio H3C6H5O7+ 3 NaHCO3↔3 CO2+ 3 H2O + Na3C6H5O

Halle el volumen de gas producido en el globo. Circunferencia = 2 pi r -----> r = c / 2 pi = 17.21/6.2831 = 4.026 volumen= 4/3(pi)r3---->273.494 cm3

Con el volumen anterior halle el peso de gas suponiendo que este tiene un comportamiento ideal y compárelo con el hallado en (2). .0299 g

Halle experimentalmente el peso molecular del gas y compárelo con el que utilizó en los cálculos anteriores. 32.70 g/mol

Calcule la eficiencia de la reacción con base en el embalaje que muestra la etiqueta. Realice los cálculos con base en el bicarbonato de sodio.

Según sus cálculos, ¿se comprueba en esta experiencia la ley de conservación de la masa? Justifique. Si efectivamente la ley de la conservación de la materia cumple efecto en esta practica y es posible demostrarla. Ya que fuimos capaces de calcular los datos pedidos a partir de valores experimentales y los teóricos resultaron si no perfectos si muy acertados en comparación. si estos se cumple entonces la materia se conservo efectivamente ya que las formulas y leyes que utilizamos están basadas en es ley.

Se trato de un experimento en el cual se observo de una manera simultanea las distintas reacciones que fuimos aprendiendo y revisando a lo largo de esta practica. Al realizar la prueba se observa como el globo aumento su tamaño al comenzar la efervescencia lo que nos indica la formación de un gas como producto para comprender mejor lo sucedido dentro del matraz puede ser útil investigar algunos compuestos y su forma de reaccionar. De donde obtuvimos el siguiente enunciado "La reacción con ácido clorhídrico produce burbujas de dioxido de carbono ya que el ácido clorhídrico reacciona con el bicarbonato de sodio formando acido carbónico , inestable, que se descompone en agua y dióxido de carbono"; este enunciado proporciona un dato bastante útil para hacer los cálculos ya que sabiendo en primera instancia de que gas se trata es mas fácil calcular las densidades experimentales y teóricas. A partir de este conocimiento podemos practicar la corrección de un error por flotación, que indica como a pesar de la efectividad de un metodo experimental siempre se encuentran algunos errores ya sean de medición, de metodo etc. ,

Cuando liberamos el gas pudimos observar que no solo ocupan un espacio si no también deben ser tomados en cuenta para las masas demostrando así una vez mas que la ley de la conservación de la materia es correcta pues el sistema jamas perdió materia únicamente la re ordeno según las reacciones que se presentaron. Por supuesto, llegamos a conclusión de todo esto gracias a la realización de los cálculos anteriores que nos demostraron la efectividad de la ley de la conservación de la materia y con los que pudimos apreciar la pequeña diferencia que existe entre valores reales y teóricos.

Conclusiones:

Gerardo Carrillo Méndez:

A lo largo de esta practica observe que la ley de conservación de materia es completamente cierta. A pesar de algunos errores de medición que pudieran decir lo contrario puedo concluir que en efecto la materia se conserva después de distintos procesos aun no mantenga las mismas características.

Víctor Manuel Rivera Fernández:

Puedo concluir a partir de los resultados obtenidos en los diferentes experimentos de esta practica, que la ley de la conservación de la materia es completamente cierta.

Mishel Aragón Fernández:

Tomando en cuenta los errores que pudimos haber cometido, los resultados que obtuvimos fueron bastante satisfactorios y demuestran claramente que la ley de la conservación de la materia si se cumple.

María Amparo Bada Arminio:

Después de haber realizado los pasados experimentos y observado las reacciones quimicas que sucedieron con los diferentes compuestos, puedo concluir a partir de los resultados que la practico cumplió su objetivo y pudimos demostrar eficazmente que la ley de la conservación de la energía es real.

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