Formación de ácidos y bases (Practica)

Objetivo:

• Obtención de óxidos metálicos de calcio, aluminio, calcio, aluminio, magnesio, hierro y zinc.
• Obtención de la base a partir de la reacción del óxido metálico con agua.
• Obtención del óxido de azufre.
• Obtención de los oxiácido de azufre y carbón a partir de la reacción entre el óxido no metálico y el agua.

Materiales:

• Magnesio, hierro, zinc, aluminio(metales), y óxido de calcio.
  
• Azufre(no metal) y CO2
  
   
• Agua
• Agua gasificada
• Indicador de pH
• Matraz Erlenmeyer
• Vaso de precipitados
• Tubos de ensayo
• Mechero de bunsen

Procedimiento:

Síntesis de la página Portal

Oxígeno, componente activo del aire.

Introducción:

Con este material se reconocerá la importancia del oxígeno en el proceso de reacción con metales y no metales, así como en el cambio de éstos en presencia de agua. Dicho proceso es conocido como la oxidación.

Reacciones de oxígeno

El oxígeno es el elemento más abundante en la Tierra, constituye aprox. el 50% en masa de la corteza terrestre; es componente activo del aire, se encuentre presente en el agua y cómo óxidos en otros elementos. Reacciona tanto con metales cómo con no metales, y entre los no metales es el segundo en reactividad química.

Existen 2 alótropos del oxígeno, la molécula diatómica O2, y el ozono, que es una molécula triatónica (O3).

 Todo fenómeno químico puede ser representado a través de una ecuación química , que nos muestra los cambios que se llevan a cabo, así podemos describir las variaciones que se realizan cuando se oxidan los elementos metálicos y no metálicos en presencia de oxígeno y con el auxilio de la energía calorífica.

Reacciones óxido con agua

En el caso de los óxidos metálicos cuando interactúan con agua forman hidróxidos.

Los óxidos no metálicos en presencia de agua forman ácidos del tipo oxiácido.

Reglas de nomenclatura

La nomenclatura química es un conjunto de reglas que se aplican para nombrar y representar con símbolos y fórmulas a los elementos y compuestos químicos. 

Se aceptan tres sistemas  de nomenclatura donde se agrupan y nombran a los compuestos.

• Sistema de nomenclatura estequimétrico ó sistemático de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada, (IUPAC).
• Sistema de nomenclatura funcional, clásico ó tradicional.
• Sistema de nomenclatura Stock.

Balanceo

consiste en igualar el número de átomos de cada elemento tanto en los reactivos como en los productos, y sirve para verificar la Ley de la Conservación de la Materia.

Para escribir y balancear una ecuación química de manera correcta, es necesario tener presente las siguientes recomendaciones:

• Revisar que la ecuación química esté completa y correctamente escrita.
• Observar si se encuentra balanceada.
• Balancear primero los metales, los no metales y al final el oxígeno y el hidrógeno presentes en la ecuación química.
• Escribir los números requeridos como coeficiente al inicio de cada compuesto.
• Contar el número de átomos multiplicando el coeficiente con los respectivos subíndices de las fórmulas y sumar los átomos que estén de un mismo lado de la ecuación.
• Verificar el balanceo final y reajustar si es necesario.

Material del Portal CCH

Práctica: Espectros

Objetivo: Ver los espectros de los diferentes elementos.

Información bibliográfica:

Espectros:
Hay 4 tipos de espectros: Continuo, discontinuo, de emisión y de absorción.

Continuo: También llamado térmico o de cuerpo negro, es emitido por cualquier objeto que irradie calor. Cuando su luz es dispersada aparece una banda continua con algo de radiación a todas las longitudes de onda.
Discontinuo: Se le conoce como a la luz que se obtiene al poner incandescente una muestra de un elemento químico en estado gaseoso. Para cada elemento ,su espectro discontinuo es característico.
De absorción: Son obtenidos por absorción parcial de las radiaciones emitidas por un foco luminoso cuando la luz producida por él atraviesa una sustancia en estado gaseoso, ya que cualquier gas absorbe, a cualquier temperatura, las mismas radiaciones que es capaz de emitir si estuviera incandescente.
De emisión: Son originados por radiaciones emitidas de cuerpos incandescentes.

Hipótesis: Cada elemento tiene un espectro discontinuo característico.

Procedimiento.

Material:

• Cloruro de sodio
• Cloruro de potasio
• Cloruro de magnesio
• Cloruro de calcio
• Cloruro de cobre
• Cloruro de estroncio 

Pasos:

Tabla: Modelos atómicos

Modelos atómicos
	Dalton	Thompson	Rutherford	Bohr
Teorías/Postulados	Toda la materia está formada por átomos.   Los átomos son indivisibles.   Los átomos de un mismo elemento tienen peso y propiedades iguales.   El átomo es la partícula  más pequeña de la materia.   En las reacciones químicas, los átomos se unen mediante proporciones numéricas simples.	El átomo se puede visualizar como una esfera positivamente cargada con los electrones incrustados.   Existen partículas negativas a las que llamó electrones.   La materia es eléctricamente neutra.   Se pueden extraer los electrones de los átomos.	La mayor parte del átomo es vacío.   El átomo tiene el mismo número de protones que de electrones.   Los electrones giran alrededor del núcleo.   Cada electrón tiene su propia “orbita”.	Se basó en el modelo de Rutherford.   Los electrones giran en torno a orbitas.   Los electrones en los átomos ocupan niveles discretos.   Los electrones pueden alcanzar niveles de energía más altos al absorber cantidades fijas de energía.
Evidencias experimentales	Utilizó símbolos para representar su combinación; usaba círculos negros para los átomos de carbono; los círculos blancos indicaban los átomos de oxígeno, un círculo negro junto a otro blanco simbolizaban al monóxido de carbono. Además, al mismo tiempo que formulaba su teoría, público una tabla de masas atómicas en las que asignó la masa de 1 al hidrógeno, el átomo más ligero de todos.	Hace experimentos con los rayos catódicos y descubre la existencia de partículas con carga negativa.	Bombardea una placa fina de oro con partículas alfa-cargadas y observa que solo unas pocas rebotan.	Basándose en el modelo de Rutherford, propone un modelo planetario del hidrógeno
Modelos

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