Practica 1 Método científico

Practica #1

Método científico

Problema: ¿Qué pasa si meto en una bolsa bicarbonato de sodio (NaHCO3), cloruro de calcio (CaCl2) y agua?

Objetivos

Analizar, comprender y experimentar conceptos como solubilidad, reacción química y física, cambio químico y físico, tipos de mezclas, métodos de separación, fenolftaleína, nitrato de plata, método científico y pruebas por vía seca.

Marco teórico

El método científico es una proceso de investigación principalmente usado para la producción de conocimiento en las ciencias, se ha usado desde el siglo XVII y consiste en la observación, medición, experimentación, formulación, análisis y modificación de las hipótesis planteadas a partir de conocimiento verídico, el método científico debe tener reproducibilidad, esto quiere decir que donde quiera que se realice se llegara al mismo resultado y es refutable ya que cualquier proposición puede ser falsada o refutable siempre y cuando se demuestre que la hipótesis es falsa.

La metodología tiene ciertos pasos a seguir los cuales son:

• Observación: Encontrar un fenómeno, problema u objeto para comprenderlo, solucionarlo o mejorarlo, mediante estudio y observación del fenómeno, su entorno y posibles causas y plantearse alguna pregunta.

• Inducción: A partir de conocimiento, observación o experiencias desglosar el objeto de investigación en todas sus componentes y estudiar a fondo cada una de ellas y a partir de este conocimiento…

• Hipótesis: plantear una o algunas posibles soluciones al problema basándose en la investigación previa de las componentes del problema y comprendiendo cada uno de los fenómenos que ocurren en este.

• Experimentación: probar la hipótesis mediante experimentos que demuestren la veracidad del argumento planteado. En el caso de que mediante la experimentación se niegue la hipótesis se tiene que repensar esta y modificar o plantear una nueva hipótesis.

• Conclusiones: con los resultados obtenidos en la experimentación juntarlos y planificar una conclusión, si esta conclusión es verdadera en todas sus proposiciones preparar un informe tal como una tesis, teoría, ley o cualquier otra similar según sea el caso, de lo contario de llegar a ser falsa o parcialmente verdadera se volvería al paso tres.

Cambio físico y químico

El cambio físico se define como una transformación en la que no cambia la naturaleza del objeto su composición molecular sigue siendo la misma, no se forman compuestos nuevos además de que sus propiedades físicas y químicas se mantienen. Un ejemplo de esto es la evaporación del agua en la cual lo que sucede es un cambio de estado por lo tanto es reversible.

El cambio químico es aquel en el cual hay un reordenamiento de átomos y se forman sustancias nuevas por lo tanto cambia la naturaleza del objeto ya que los nuevos compuestos tienen propiedades físicas y químicas distintas al original, el cambio químico viene acompañada de absorción o liberación de energía un ejemplo es la quema de materia orgánica que viene acompañada de cenizas, dióxido de carbono y otros compuestos todos distintos al original, la mayoría de las veces el cambio químico no es reversible.

Reacción química

Para que suceda un cambio químico debió de presentarse una reacción química que como ya se menciono anteriormente es un proceso termodinámico en el cual una o mas sustancias (reactivos) cambian su estructura molecular interna para formar nuevos compuestos (productos) con características distintas, una reacción química tiene varias componentes como velocidad de reacción, cantidad de productos, reacción exotérmica o endotérmica, rendimiento de la reacción y estequiometria.

Tipo de reacción Definición Representación Ejemplo

Síntesis Elementos o compuestos sencillos que se unen para formar un compuesto más complejo. A+B → AB 2Na(s) + Cl2(g) → 2NaCl(s)

Descomposición Un compuesto se fragmenta en elementos o compuestos más sencillos. AB → A+B 2H2O(l) → 2H2(g) + O2(g

Sustitución simple Un elemento remplaza a otro en un compuesto. A + BC → AC + B Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu

Sustitución doble Los iones en un compuesto cambian lugares con los iones de otro compuesto para formar dos sustancias diferentes. AB + CD → AD + BC NaOH + HCl → NaCl + H2O

Acido-base Se unen dos compuestos uno con propiedades básicas y otro acidas. En presencia de carbonatos se libera también dióxido de carbono. Acido+base→sal+agua NaOH+HCl→NaCl+H2O

Redox Hay un cambio en el número de oxidación de las especies, una de ellas aumenta su número mientras otra lo disminuye. Al+HCl→AlCl3(ac)+H2(g)

Además existen otros tipos de reacciones como la de precipitación reacciones que ocurren en un medio líquido y en las que uno de los productos es insoluble (precipitado) y reacciones de formación de complejos el producto es una sustancia compleja llamada también compuesto de coordinación o complejo y las reacciones de combustión.

Tipos de mezclas

Existen 2 la homogénea en la cual las sustancias en ella no se pueden apreciar a simple vista un ejemplo seria el aire un subgrupo de mezcla homogénea denominado disolución y por otro lado esta la mezcla heterogénea en la cual se pueden observar las distintas sustancias que componen a la mezcla un ejemplo de esto seria la sal mezclada con arena entre las mezclas heterogéneas existe un tipo llamado suspensiones.

Reactivos y sus propiedades

Sustancia Solubilidad agua a 25°C. Ph

NaHCO3 10.3g/100g 7.5-8.6

Na2CO3 30.7g/100g 8-9

NaCl 36.1g/100g 7

CaCl2 74.5g/100g 7-8

Ca(OH)2 0.19g/100g 11

CaCO3 0.15g/100g 9

Propiedades del agua necesarias para el experimento.

Compuesto liquido incoloro, inoloro y sin sabor con formula química H2O, tiene propiedades oxidantes, solubiliza sustancias polares.

Fenolftaleína

La fenolftaleína es una sustancia que se utiliza como indicador de pH en medios ácidos o neutros es transparente y en un medio básico débil adquiere una coloración rosada y en un medio básico fuerte daría una coloración violeta esto es un cambio químico.

El cambio de color es debido a que la pérdida de un protón (al aumentar el pH), esto produce un cambio en la estructura electrónica dando niveles alcanzables con luz visible.

De medio neutro a medio básico:

H2Fenolftaleína + 2 OH- ↔ Fenolftaleína2- + 2 H2O

Incoloro → De rosa a violeta según aumente la basicidad

De medio básico a medio neutro o ácido:

Fenolftaleína2- + 2 H+ ↔ H2Fenolftaleína

De violeta o rosa → Incoloro

Otros reactivos

Ácido clorhídrico (HCl)

Nitrato de plata (AgNO3)

Procedimiento experimental

Primer experimento

Segunda serie de experimentos

Tercera experimentación

Cuarta experimentación

Hipótesis de la primera experimentación (etapa de observación):

La hipótesis a la que se llegó fue que no pasaría nada al poner en la bolsa solamente NaHCO3 y CaCl2 porque estas dos substancias no reaccionan entre si porque son estables y por otro lado no hay una sustancia que detone la reacción y ninguna tiene propiedades que permitan una reacción entre estos compuestos, la reacción vendría hasta que se colocara el agua ya que el agua se ionizaría formando nuevos compuestos, por lo tanto seria un cambio químico, la reacción de doble sustitución y de precipitación seria la siguiente:

2NaHCO3 (ac) + CaCl2 (ac) → 2NaCl (ac) + CaCO3 (s) + CO2 (g) + H2O (l).

Hipótesis de la segunda experimentación:

Se llego a la hipótesis de que uno de nuestros productos uno serian lo mas probable un carbonato y el otro una sal disuelta en agua y un gas del cual no sabíamos la identidad.

Hipótesis de la tercera experimentación:

En esta parte se confronto la hipótesis planteada en el primer experimento y con los resultados obtenidos se llego a la hipótesis de que eran verdaderas la hipótesis era correcta.

Hipótesis de la cuarta experimentación:

La hipótesis que se planteo fue que el gas liberado era CO2 y para comprobarlo se realizo prueba de dióxido de carbono en agua de cal.

Tablas de resultados

Primera experimentación (junto con cambio de condiciones)

CaCl2 NaHCO3 H2O Tipo de mezcla Cambio físico o químico Liberación de gas Observaciones

1 g. 1 g. 0 mL homogénea Físico no No hay ningún tipo de reacción solo se mezclan las substancias

1 g. 1 g. 40 mL heterogénea Químico si Se observa una reacción química con liberación de gas y como productos se obtiene una solución y un precipitado

2 g. O g. 40 mL homogénea Físico no Se realizo una disolución de la sal en el agua cambio

0 g. 2 g. 40 mL heterogénea Físico no Se realizo una parcial disolución del carbonato en el agua el sobrante quedo como un precipitado

5 g. 2 g. 40 mL heterogénea Químico si Sucedió la misma reacción del segundo renglón lo que cambio fue la velocidad

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