Reporte de práctica: Electrólisis y reacciones químicas.

Objetivo: Observar la electrólisis para determinar si el agua es un compuesto o elemento; identificar los diferentes tipos de reacciones químicas.

Información bibliográfica:

Electrólisis

Es la separación de compuestos por medio de la electricidad. Se produce al sumergir un ánodo y un cátodo en un líquido electrolítico como la disolución acuosa de hidróxido de sodio, y conectados a una fuente de energía eléctrica como una pila o fuente de poder. 

Reacciones químicas

Es un proceso por el cual una o más sustancias, llamadas reactivos, se transforman en otras sustancias con propiedades diferentes llamadas productos.

Hipótesis: Se espera que hayan dos volúmenes de hidrógeno por uno de oxígeno.

Procedimiento

Materiales:

Electrólsis:

• Vaso de precipitados 400 mL
• 2 clavos
• 2 tubos de ensayo
• 2 cables con caimanes
• Cinta de aislar
• Agua 
• Gotas de ácido sulfúrico

Mg(s) + O2(g) + Calor = MgO + Luz + Calor

• Magnesio 
• Oxígeno (aire)
• Mechero Bunsen
• Pinzas para tubos de ensayo

CuSO4(ac) + Zn(s) = ZnSO4(ac) + Cu

• Sulfato de cobre
• Zinc

Pb(NO3)2(ac) + KI(ac) = KNO3(ac) + PbI2(s)

• Nitrato de Plomo
• Yoduro de Potasio

Pasos

Electrólisis:

1. Colocar  agua en el recipiente y agregarle ácido sulfúrico.
   
2. Llenar 2 tubos de ensayo con el líquido y ponerlos dentro del recipiente bocabajo.
   
3. Conectar 2 extremos de los cables a los polos positivo y negativo; los otros 2 extremos a los clavos, los cuales se introducirán en los tubos de ensayo.
   
4. El hidrógeno se dirige al cátodo (negativo [amarillo]) y el oxígeno al ánodo (positivo[rojo]), ya que el hidrógeno tiene carga positiva y el oxígeno negativa.
   

Reacciones químicas:

Mg(s) + O2(g) + Calor = MgO + Luz + Calor

1. Se toma un pedazo de magnesio con las pinzas para tubos de ensayo.
2. Se prende el mechero Bunsen, al cual se le acerca el magnesio; de esta forma hace reacción el magnesio con el oxígeno
   

CuSO4(ac) + Zn(s) = ZnSO4(ac) + Cu:

1. En un tubo de ensayo se le agrega sulfato de cobre
2. Se toma una lamina de zinc
   
3. A el sulfato de cobre se le agrega la lamina de zinc
   

Pb(NO3)2(ac) + KI(ac) = KNO3(ac) + PbI2(s):

1. En un tubo de ensayo se introduce nitrato de plomo y en otro yoduro de potasio.
   
2. Se combinan estos dos compuestos.
   

Datos

Resultados:

Electrólisis:

• Como resultado obtuvimos 2 gases: Hidrógeno y oxígeno; habían dos volúmenes de hidrógeno por uno de oxígeno.

Mg(s) + O2(g) + Calor = MgO + Luz + Calor:

• Se obtuvo óxido de magnesio, luz y calor
  

CuSO4(ac) + Zn(s) = ZnSO4(ac) + Cu:

• Se obtuvo Sulfato de zinc y cobre.
  

Pb(NO3)2(ac) + KI(ac) = KNO3(ac) + PbI2(s):

• Se obtuvo nitrato de potasio y yoduro de plomo.
  

Observaciones:

Electrólisis:

• Ambos gases eran incoloros
• Al acercar la flama al hidrógeno, este emitió un pitido y la flama estuvo a punto de apagarse
• Al acercar la flama al oxígeno, la flama aumentó
• El hidrógeno era el doble que el oxígeno.
• Fue una reacción de descomposición

Mg(s) + O2(g) + Calor = MgO + Luz + Calor:

• De las reacciones químicas, fue la que tardo más en hacer "efecto"
• Es endotérmica y exotérmica
• Desprendió gran cantidad de luz
• Fue una reacción de síntesis

CuSO4(ac) + Zn(s) = ZnSO4(ac) + Cu:

• La reacción fue muy rápida
• Solo afecto la superficie del zinc, si se raspaba, la parte negra caía y por debajo el zinc estaba normal
• Fue una reacción de sustitución simple

Pb(NO3)2(ac) + KI(ac) = KNO3(ac) + PbI2(s):

• Fue una reacción rápida
• Fue de sustitución doble

Conclusiones:

Electrólisis: 

• El agua es un compuesto formado por 2 volúmenes de hidrógeno por 1 de oxígeno

Actividad de laboratorio 5: Síntesis del agua

Objetivo: 

Observar una reacción química.

Información bibliográfica: 

Los compuestos son combinaciones de dos o más elementos, los cuales al unirse crean una reacción química llamada síntesis o combinación.

Hipótesis: 

Cuando una porción de oxígeno se une a dos de hidrógeno, se lleva a cabo la síntesis del agua

Procedimiento

Materiales:

• 2 matraces Erlenmeyer de 250 mL
• Soporte universal completo
• Mechero Bunsen
• Tapón monohoradado
• Cuba hidroneumática 
• Tubo de vidrio
• Pinzas para tubo de ensayo
• Jeringa
• Tapón simple
• Envase de Coca-Cola de vidrio
• Ácido clorhídrico al 50%
• Zinc en polvo 
• Agua oxigenada 
• Levadura fresca 

Producción de Hidrógeno 

Pasos

• Colocamos en un tubo de ensayo ácido clorhídrico al 50%

• Montamos un sistema de recolección de gases utilizando la botella llena de agua e invertida

• Agregamos un poco de zinc al ácido clorhídrico para empezar la reacción

• En la primera imagen se puede observar al zinc y al ácido clorhídrico haciendo reacción; en la segunda se ven las burbujas de hidrógeno en la botella, la cual se empieza a llenar de este gas; y en la última se nota que la botella ya tiene mas gas

Producción de Oxígeno

Pasos

• Con el mismo sistema de recolección de gases, agregamos en otro tuvo de ensayo 30 mL de agua oxigenada y una pequeña cantidad de levadura
• La reacción produjo oxígeno, con el cual terminamos de llenar la botella de gases
• La botella tenía 2/3 de hidrógeno y 1/3 de oxígeno
• Sacamos la botella del agua y le pusimos el tapón 

Combinación química de hidrógeno y oxígeno

Pasos:

• Un compañero y yo, tomamos la botella con los gases
• Acercamos la flama de un encendedor a la boca de la botella
• Le quitamos el tapón a la botella
• Se produjo una explosión y en el fondo de la botella había una gota de agua

Datos

Resultado:

• Una gota de agua en el envase.

Observaciones:

• La combinación del ácido clorhídrico con el zinc crearon una reacción que burbujeaba y aumento su temperatura.
• En la reacción entre el agua oxigenada y el catalizador hubo un gran aumento de temperatura, el cual no nos permitía agarrar al tuvo de ensayo de la base.
• Al encender los gases, se observó una explosión dentro de la botella y se pudo escuchar la explosión

Análisis:

Se necesitaría una gran cantidad de oxígeno e hidrógeno para hacer una botella de agua por nuestra cuanta, sin mencionar la fuerza necesaria para combinar estos 2 elementos

Conclusión:

La combinación de 2/3 de hidrógeno por 1/3 de oxígeno, da como resultado el vapor de agua