INFORME DE LABORATORIO REACCIONES QUIMICAS

INFORME DE LABORATORIO # 5: REACCIONES QUÍMICAS: TIPOS DE REACCIONES

RESUMEN

Una reacción química es todo proceso químico en el cual una o más sustancias, por efecto de un factor energético, se transforman en otras sustancias llamadas productos. Existen diferentes tipos de reacciones que dependen de los fenómenos ocurridos entre los elementos, como la síntesis, la descomposición, el desplazamiento simple, el doble desplazamiento. Este laboratorio se realizó para reconocer los tipos de reacciones y los fenómenos que ocurren a lo largo del proceso de formación de una sustancia nueva, y así formar criterios para saber cuando ocurre una reacción. Teniendo en cuenta esto se realizaron diferentes reacciones con los reactivos que se tenían en el laboratorio, previo conocimiento de las posibles reacciones que se podrían realizar; entre los procedimientos realizados se puso a reaccionar cada sustancia al exponerla a combustión o en reacción con el agua. Los resultados de las observaciones permitieron definir las características de los tipos de reacciones analizados, además se diferenciaron los productos de algunas funciones químicas, cuyo producto estaba determinado por las características físicas y químicas de cada compuesto. Se pudo observar que en el momento de realizar una reacción química se deben tener en cuenta diferentes factores como la temperatura de la combinación y el material que se maneje.

PALABRAS CLAVE: reacción, balanceo, ecuación, sustancias, compuestos.

INTRODUCCIÓN

Una reacción química o cambio químico es todo proceso químico en el cual una o más sustancias (reactivos), por efecto de un factor energético, se transforman en otras sustancias llamadas productos. Esas sustancias pueden ser elementos o compuestos. Un ejemplo de reacción química es la formación de óxido de hierro producida al reaccionar el oxígeno del aire con el hierro. A la representación simbólica de las reacciones se les llama ecuaciones químicas.

Los productos obtenidos a partir de ciertos tipos de reactivos dependen de las condiciones bajo las que se da la reacción química. No obstante, tras un estudio cuidadoso se comprueba que, aunque los productos pueden variar según cambien las condiciones, determinadas cantidades permanecen constantes en cualquier reacción química. Estas cantidades constantes, las magnitudes conservadas, incluyen el número de cada tipo de átomo presente, la carga eléctrica y la masa total.

Los tipos de reacciones inorgánicas son: Ácido-base (Neutralización), Combustión, Solubilización, Oxidoreducción y Precipitación.

Desde un punto de vista general se pueden postular dos grandes modelos para las Reacciones Químicas: Reacciones ácido-base (sin cambios en los estados de oxidación) y reacciones Redox (con cambios en los estados de oxidación). Sin embargo, se pueden estudiar teniendo en cuenta que ellas pueden ser:

Composición o síntesis: Es aquella donde dos o más sustancias se unen para formar un solo producto. 2CaO(s) + H2O(l) → Ca(OH)2(ac)

Descomposición o análisis: Ocurre cuando un átomo sustituye a otro en una molécula:

2HgO (s) → 2Hg(l) + O2(g)

Neutralización: En ella un ácido reacciona con una base para formar una sal y desprender agua. H2SO4 (ac) + 2NaOH(ac) → Na2SO4(ac) + 2H2O(l)

Desplazamiento: Un átomo sustituye a otro en una molécula

CuSO4 + Fe → FeSO4 + Cu

Intercambio o doble desplazamiento: Se realiza por intercambio de átomos entre las sustancias que se relacionan. K2S + MgSO4 → K2SO4 + MgS

Sin transferencia de electrones: Se presenta solamente una redistribución de los elementos para formar otros sustancias. No hay intercambio de electrones.

Reacciones de doble desplazamiento: Con transferencia de electrones (REDOX). Hay cambio en el número de oxidación de algunos átomos en los reactivos con respecto a los productos.

Reacciones de síntesis, descomposición, desplazamiento

Reacción endotérmica Es aquella que necesita el suministro de calor para llevarse a cabo.

2NaH 2Na(s) + H2(g)

Reacción exotérmica Es aquella que desprende calor cuando se produce.

2C ( grafito) +H2(g) → C2H2 (g) ΔH=54.85 kcal

Balancear una ecuación es realmente un procedimiento de ensayo y error, que se fundamenta en la búsqueda de diferentes coeficientes numéricos que hagan que el numero de cada tipo de átomos presentes en la reacción química sea el mismo tanto en reactantes como en productos

Hay varios métodos para equilibrar ecuaciones :

Método del tanteo o inspección; Este método es utilizado para ecuaciones sencillas y consiste en colocar coeficientes a la izquierda de cada sustancia, hasta tener igual número de átomos tanto en reactantes como en productos.

Método de oxido reducción; Para utilizar éste método es necesario tener en cuenta que sustancia gana electrones y cual los pierde. Como los procesos de oxido-reducción son de intercambio de electrones, las ecuaciones químicas estarán igualadas cuando el número de electrones cedidos por el agente oxidante sea igual al recibido por el agente reductor. El número de electrones intercambiados se calcula fácilmente, teniendo en cuenta la variación de los números de oxidación de los elementos.

El objetivo principal de esta práctica de laboratorio es el reconocimiento e identificación de los tipos de reacciones químicas mediante la realización de varios de estos procesos con sustancias orgánicas e inorgánicas cuya combinación conduce a la producción de una sustancia nueva, para establecer parámetros que permitan a largo plazo reconocer las características de una reacción química.

METODOLOGÍA

En esta practica se realizaron diferentes reacciones con los materiales y reactivos que se tenían a disposición; se empezó extrayendo una muestra de magnesio; la cual se sometió a combustión, después de un tiempo se convirtió en una ceniza blanca a la cual se agregó agua y se introdujo una tirita de papel tornasol rosado, que cambió de color a un tono azul claro. Después de esto se puso el cobre en la cuchara de combustión y reaccionó con el oxígeno tomando un color negro; se puso la ceniza en la cápsula de porcelana y se adicionó agua. El zinc entró en reacción con el ácido sulfúrico y con el ácido clorhídrico, poniendo la muestra del zinc en granallas en un tubo de ensayo, adicionando el ácido correspondiente usando una pipeta con pipeteador. Como el tubo de ensayo se calentó, se debe tener precaución en su manipulación, especialmente con el ácido clorhídrico. Por otro lado se tomó una muestra de almidón, se colocó en la cuchara de combustión y se puso sobre la llama del mechero. Al dióxido de manganeso se le agregó agua teniéndolo en un tubo de ensayo, revolviendo con el agitador de vidrio para combinar completamente los compuestos. A esta mezcla se le añadió carburo de calcio en polvo en pequeñas proporciones, por la reactividad del compuesto. La ultima reacción que se hizo fue recoger una muestra de azúcar y se agregó ácido clorhídrico y se observó el cambio en la coloración del líquido.

RESULTADOS

A partir de la extracción de una muestra de cada sustancia, se procedió a realizar una serie de reacciones en las que se experimentaron en general procesos de combustión y de reactividad con el agua, teniendo en cuenta las características propias de cada sustancia, que permitían identificar el producto de cada combinación.

Se realizó una reacción con el magnesio y el oxígeno, usando el mechero Bunsen como fuente de combustión. El magnesio se hallaba en forma de cinta, así que se extrajo un trozo de 1 cm aproximadamente y se sometió a la llama del mechero sosteniendo la muestra con unas pinzas para crisol. La combustión fue lenta, pasaron algunos minutos hasta que la cinta tuvo un cambio significativo. Primero tuvo un color naranja, hasta que cambió a color blanco y emitió un destello luminoso, quedando finalmente una ceniza blanca quebradiza.

El producto de esta reacción se combinó con agua para evaluar su reactividad, poniendo las cenizas en la cápsula de porcelana y luego adicionando un poco de agua. Como el producto de la reacción anterior no pudo obtenerse completamente, al adicionar agua no sucedió nada, y se precipitó el sólido al fondo, pero al macerar las cenizas se logró disolver una parte. Se usó un pedazo de papel tornasol para verificar que la reacción se efectuó, entonces el papel rosado tomó una coloración azul aunque poco intensa.

Luego se tomó una muestra de alambre de cobre, y se sometió a una combinación con el oxígeno, poniendo la muestra en la cuchara de combustión, esta se puso sobre la llama del mechero, y después de un tiempo cambió a color negro, y se volvió quebradizo, quedando en forma de cenizas, en forma de partículas delgadas. Este producto fue combinado con agua, colocándolo en la cápsula de porcelana y adicionando el líquido, pero no se produjo ningún cambio, aunque se maceraron las cenizas. Se comprobó con el papel tornasol el producto obtenido, pero no se observó ningún cambio de color.

Después se evaluó la reactividad del zinc con los ácidos, se colocó un poco de zinc en granallas en un tubo de ensayo y después se adicionó un poco de ácido sulfúrico por medio de una pipeta. Se produjo una reacción muy lenta, en la que las granallas de zinc estaban rodeadas de burbujas, e iban reduciendo su tamaño poco a poco. En otro

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