Universidad Rafael LandvarFacultad de IngenieraIngeniera CivilQumica IIng. Rubelsy Oswaldo Tobas Nova

Prctica No. 2 (A)Cambios fsicos y qumicos

Andrs Gerardo Asturias de LenCarn 1286307

Guatemala, 8 de febrero de 2013

13

NDICE

INTRODUCCIN3

1. FUNDAMENTO TERICO..4

1.1 MATERIA.4

1.1.1 CLASIFICACIONES DE LA MATERIA4

1.1.2 PROPIEDADES DE LA MATERIA Y SUS CLASIFICACIONES: PROPIEDADES FSICAS Y QUMICAS, PROPIEDADES INTENSIVAS Y EXTENSIVAS5

1.1.3 CAMBIOS DE LA MATERIA Y SU CLASIFICACIN: CAMBIOS FSICOS Y QUMICOS...5

1.2 REACCIONES QUMICAS: QU ES UNA ECUACIN QUMICA.5

1.3 ALKA-SELTZER6

1.4 TABLAS DE PROPIEDADES Y TOXICIDADES.7

2. OBJETIVOS..10

3. METODOLOGA...11

BIBLIOGRAFA..13

INTRODUCCIN

La materia es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio, que posee inercia y masa (Petrucci et al., 2011). Las sustancias pueden presentarse en distintas formas de acuerdo a su energa y sus componentes, esto es, pueden poseer distintas propiedades. En este reporte de laboratorio se abordan dichos temas intentando exponer una comprensin de la diversidad de la materia as como de sus posibles clasificaciones.

Se tratar respecto a lo anterior acerca de las propiedades extensivas e intensivas, es decir las propiedades que dependen de la cantidad de materia o las que no dependen de la cantidad de materia en una sustancia.

Tambin se tomar en consideracin la diferencia entre cambios fsicos y qumicos. Este tema es de fundamental ya que del entendimiento de la diferencia entre ambos depende el primer paso hacia la comprensin de los cambios que sufre los objetos, sustancias, etc. Es as que despus se puede pasar a estudiar un cambio desde la fsica o desde la qumica.

Luego se desarrollar el tema de las reacciones propiamente qumicas, para luego explicar, de forma concisa, lo que es una ecuacin qumica. Ambos contenidos son necesarios para poder comprender muchos cambios en la composicin de las sustancias, as como para lograr cambios y obtener sustancias deseadas.

Por ltimo se describir la composicin y efecto del producto llamado Alka-Seltzer el cual contiene bsicamente bicarbonato de sodio.

En la presente prctica de laboratorio se tendr la experiencia de observar directamente algunos de los conceptos tericos aqu abarcados, como los cambios en las composiciones o cambios de estado en ciertas muestras de materia. La importancia de la prctica es fundamentalmente el adquirir la competencia para diferenciar los tipos de cambios as como para explicar acerca lo ocurrido en cada uno de ellos.

1. FUNDAMENTO TERICO

A continuacin se tratarn distintos temas necesarios para el desarrollo de la prctica de laboratorio sobre cambios fsicos y qumicos. En primer lugar se abordarn algunos contenidos relacionados con la materia: sus clasificaciones, propiedades, y sus cambios. En segundo lugar se tratar sobre las reacciones propiamente qumicas y las ecuaciones que las expresan. Y por ltimo se describir someramente al producto Alka-Seltzer sus usos y reaccin.

1.1 MATERIA

La materia es todo lo que ocupa espacio, tiene masa y posee inercia (Petrucci et al., 1991, p. 4).

1.1.1 CLASIFICACIONES DE LA MATERIA

La materia puede presentarse en diversas formas. Dichas formas pueden clasificarse como mezclas o sustancias puras. La identificacin de las sustancias se realiza en base a sus propiedades fsicas y qumicas (Garca, Aubad y Zapata, 1985) sobre las cuales se tratar ms adelante en este reporte.

Las sustancias puras poseen una porcin de materia pura de composicin qumica definida, la cual es imposible de separar por mtodos fsicos. Las sustancias pueden ser elementos o compuestos. Un elemento est conformado por tomos de la misma especie, como un mismo tipo de tomos definido en la tabla peridico (por ejemplo Fe) (Garca, Aubad y Zapata, 1985).

Un compuesto, por su parte, es un elemento que contiene molculas que a su vez se conforman por enlaces qumicos de dos o ms tomos. Las molculas tienen siempre proporciones definidas en su composicin atmica (Garca, Aubad y Zapata 1985).

Existen molculas homonucleares que estn conformadas por tomos de la misma especia, y en las cuales un tomo es una molcula (como por ejemplo ), y tambin hay molculas heteronucleares formadas por diferentes tomos (como por ejemplo, el bicarbonato de sodio ) (Garca, Aubad y Zapata, 1985).

Mezclas homogneas son aquellas que son uniformes en composicin y propiedades en la totalidad de la muestra (Petrucci et al., 1985). Las mezclas homogneas no presentan lmites de divisin entre las partes, ni siquiera bajo el microscopio electrnico (Garca, Aubad y Zapata, 1985).

Mezclas heterogneas son las que poseen zonas diferenciadas, y varan en propiedades en las diversas partes de la muestra (Petrucci et al., 1985).

La materia tambin puede clasificarse segn su estado fsico, ya sea como slido, lquido o gas. En el estado slido los tomos o molculas estn ordenados y muy cercanos entre s. Los slidos poseen una forma definida. Los tomos de los lquidos estn separados por distancias mayores y se mueven con ms libertad, por lo que adoptan la forma del recipiente que los contiene (Petrucci et al., 1985). A diferencia de los estados anteriores, el estado gaseoso posee distancias mucho mayores entre sus tomos o molculas, los cuales se expanden.

1.1.2 PROPIEDADES DE LA MATERIA Y SUS CLASIFICACIONES: PROPIEDADES FSICAS Y QUMICAS, PROPIEDADES INTENSIVAS Y EXTENSIVAS

Las propiedades con atributos de la materia, las cuales caracterizan a una muestra y la distinguen de otra. Dos tipos o categoras de propiedades pueden abarcarlas a todas ellas: las propiedades fsicas y qumicas (Petrucci et al., 2011).

Una propiedad fsica es una cualidad que posee la materia siempre y cuando su composicin permanezca inalterada, es decir cuando no varen los tomos o enlaces que conformas sus molculas (Petrucci et al., 2011).

Por otra parte, una propiedad qumica es todo atributo que permite que una muestra de materia experimente un cambio en su composicin bajo ciertas condiciones (Petrucci et al., 2011).

Adems, ciertas propiedades pueden o no depender del tamao de la muestra observada es decir de su volumen. A las propiedades o magnitudes que dependen del tamao de la muestra se les llama magnitudes extensivas (como, por ejemplo, la densidad) y a las propiedades que no dependen del tamao de la muestra se les llama magnitudes intensivas (como, por ejemplo, la temperatura) (Petrucci et al., 2011).

1.1.3 CAMBIOS DE LA MATERIA Y SU CLASIFICACIN: CAMBIOS FSICOS Y QUMICOS

La materia puede experimentar ciertas transformaciones. Cuando se transforma en su apariencia, en su aspecto fsico, experimenta un cambio fsico, esto siempre y cuando no altere su composicin. Por ejemplo, cuando el agua es congelada solamente pasa de un estado lquido a un estado slido, y su composicin no es alterada. Por su parte, en los cambios qumicos s se altera la composicin de una muestra. Por ejemplo, cuando se quema un objeto se altera su composicin ya que se transforma su materia en otros gases (Petrucci et al., 2011).

1.2 REACCIONES QUMICAS: QU ES UNA ECUACIN QUMICA

Una reaccin qumica es lo mismo que un cambio qumico (Petrucci et al., 2011). Es un proceso en el que sustancias llamadas reactivos se modifican en su comoposicin y llegan a un nuevo conjunto de sustancias que se llaman productos.

Los cambios qumicos no siempre se presentan. Es necesario, para que haya un cambio qumico, evidenciar que ha habido una transformacin en propiedades como: cambio de color, liberacin de un gas, liberacin de calor o absorcin del mismo. No obstante para comprobar que se ha realizado un cambio qumico es necesario efectuar posteriormente un anlisis qumico en el que se evidencie que las sustancias previas al proceso de reaccin han sido alteradas (Petrucci et al., 2011).

Lo que se llama una ecuacin qumica sirve para expresar una reaccin qumica (Petrucci et al., 2011). Del lado izquierdo se presentan los reactivos y del lado derecho los productos. Dado que la materia solo se transforma, sin crearse ni destruirse, ambos lados de la ecuacin tienen que estar balanceados, dando lugar a que el total de tomos de cada elemento sea el mismo en ambos lados de la ecuacin. A este procedimiento se le llama ajustar la ecuacin.

1.3 ALKA-SELTZER

Alka-Seltzer es un producto comercial utilizado para aliviar malestares estomacales asociados al exceso de acidez. Est compuesto de cido acetilsaliclico (conocido como Aspirina) (324 mg), cido ctrico (1 g), bicarbonato de sodio (1.98 g) (Ford, 1991).

Para ser ingerido, es necesario agregarlo en agua, en donde reacciona provocndose efervescencia, lo cual se debe a la reaccin del cido ctrico y el bicarbonato de sodio que liberan gas llamado dixido de carbono () (Ford, 1991).

La razn por la que acciona contra el exceso de acidez en el estmago es porque contiene bicarbonato de sodio el cual es una base, efectundose una reaccin cido-base, la cual neutraliza cierta cantidad de cido (Ford, 1991).

10

1.4 TABLAS DE PROPIEDADES Y TOXICIDADES

Tabla No. 1 Informacin de propiedades[footnoteRef:1] [1: Fuente: Merck (2013).]

Nombre del compuestoFrmula qumicaPeso molecular (uma)AparienciaDensidadPunto de fusinPunto de ebullicinSolubilidad

Agua destiladaH2O18 umaLquido, incoloro1 g/mL a 4,0C0.0 C100.0 CEn agua, totalmente soluble

Cloruro de sodioNaCl58 umaSlido, incoloro2.17g/mL a 20 C801 C1461 CEn agua, 358 g/L a 20C

Sulfato de cobre pentahidratadoCuSO45H2O249,51 umaSlido, azul, inodoro2.284 g/mL a 20 CNo aplica.No aplica. En agua, 317 g/L a 20C

SacarosaC12H22O11342umaSlido, color crema, inodoro1,59 g/mL a 20 C186 CNo hay informacin disponible.En agua, 203,9 g/100 mL a 20C

ParafinaCnH2n+2No hay informacin disponible. Slido, color crema, inodoro0.90 g/mL a 20 C42-72 C> 300 CInsoluble en agua a 20 C

CalCaO 56.1 umaSlido, polvo blanco, inodoro3.35 g/mL a 20 C2570 C2850 CReacciona formando hidrxido de calcio.

Bicarbonato de sodioNaHCO384.01 umaSlido, polvo blanco, inodoro2.20 g/mL a 20 C50 CNo aplica. En agua 8.6 g/100 g de agua a 20 C

PropanoC3H844.1 umaGas, inodoro, incoloro.0.504 g/mL a 21 C-187.7 C-42.1 C80 mg/L a 20 C

FsforoP30.79 umaPolvo slido, rojo, amorfo1.82 g/mL a 2044 C277 CInsoluble.

Tabla No. 2 Toxicidades y seguridad[footnoteRef:2] [2: Fuente: Merck (2013).]

Nombre del compuestoDosis letalToxicidadesDerrameAntdotoReactividad

Agua destiladaNo hay informacin disponible. No hay informacin disponible sobre su toxicidad. La sustancia no se clasifica como txica de rganos blanco bajo exposiciones nicas o repetidas. Ninguna especificacin para derrames o mtodos de limpieza. No hay informacin disponible. Qumicamente estable a temperatura ambiental. Posibles reacciones violentas con los reaccionantes con agua habituales.

Cloruro de sodioToxicidad oral: 3000 mg/kg en ratas.

Toxicidad cutnea aguda: >10000 mg/kg en conejos. Irritacin ocular en conejos. La sustancia no se clasifica como toxica de rganos blanco bajo exposiciones nicas o repetidas. Unir y aspirar. No tirar residuos en el desage. No hay informacin disponible. Qumicamente estable a temperatura ambiental. Reacciones exotrmicas con metales alcalinos.

Sulfato de cobre pentahidratadoToxicidad oral: 1.88 mg/kg en hombre.Irritacin ocular grave. Irritacin cutnea. Irritacin en el sistema respiratorio. La sustancia no se clasifica como txica de rganos blanco bajo exposiciones nicas o repetidas.Cubrir alcantarillas. Unir y aspirar derrames. Recoger en seco. No hay informacin disponible. Qumicamente estable a temperatura ambiental. Reacciones exotrmicas con agentes oxidantes fuertes.

Sacarosa29700 mg/kg en rata.No deben esperarse reacciones txicas. La sustancia no se clasifica como txica de rganos blanco bajo exposiciones nicas o repetidas. No hay informacin disponible. Sustancia presente en la naturaleza. No hay informacin disponible. En caso de divisin fina, en estado arremolinado, debe contarse en general con peligro de explosin. Posibles reacciones violentas con agentes oxidantes fuertes.

Nombre del compuestoDosis letalToxicidadesDerrameAntdotoReactividad

Parafina>5000 mg/kg en rata.

Toxicidad cutnea aguda:> 3600 mg/kg en conejo.No deben esperarse efectos txicos si la manipulacin es adecuada. La sustancia no se clasifica como txica bajo exposiciones nicas o repetidas. No hay informacin disponible. No hay informacin disponible. En caso de divisin fina, en estado arremolinado, debe contarse en general con peligro de explosin. Posibles reacciones violentas con agentes oxidantes fuertes.

CalToxicidad oral:>7340 mg/kg en rata.Irritacin en el sistema respiratorio. Irritacin cutnea. Irritacin ocular. Quemaduras en boca, esfago y estmago. Recolectar en seco, utilizando proteccin facial, guantes.No hay informacin disponible. Estable a temperatura ambiental. Reaccin violenta con cidos fuertes. Riesgo de ignicin con alcohol etlico. Reaccin violenta con fsforo pentxido. Reaccin exotrmica con flor.

Bicarbonato de sodioToxicidad oral:4200 mg/kg en rata. Irritacin ocular. Peligro en caso de inhalacin. Recolectar en seco. Unir y aspirar. Rociar agua despus de recoger.No hay informacin disponible. Estable a temperatura ambiental. Reacciona violentamente con cidos formando dixido de carbono.

PropanoInhalacin 15 minutos CL50 > 800000 ppm en rata.Riesgo de asfixia. No es irritante. No aplica. No hay informacin disponible. Estable a temperatura ambiental. Riesgo de combustin con agentes oxidantes.

FsforoToxicidad oral: >10000 mg/kg en rata. Irritacin drmica, ocular y de las vas respiratorias. Limpie evitando dispersin en el aire. Evitar que se mezcle con las aguas del subsuelo y ros.No hay informacin disponible. Estable a temperatura ambiental. Incompatibilidad con oxidantes, aluminio, magnesio en polvo.

2. OBJETIVOS2.1 OBJETIVO GENERALIdentificar las transformaciones que sufre la materia, clasificarlas y reconocer su diferencia.2.2 OBJETIVOS ESPECFICOS

Determinar si al calentar una muestra de Sulfato Cprico Pentahidratado ocurre un cambio e identificar el tipo de cambio. Determinar si al calentar una muestra de Parafina ocurre un cambio e identificar el tipo de cambio. Determinar si al calentar una muestra de Cloruro de Sodio ocurre un cambio e identificar el tipo de cambio. Determinar si al agregar Agua en una muestra de Cal ocurre un cambio e identificar el tipo de cambio. Determinar si al agregar Agua en una muestra de Alka-Seltzer ocurre un cambio e identificar el tipo de cambio. Determinar si al soplar con una pajilla dentro de una muestra de Agua de Cal ocurre un cambio e identificar el tipo de cambio. Identificar la reaccin qumica que ocurre en los procedimientos en los que se determin que hay un cambio qumico.

3. METODOLOGAAAnotar el cambio de apariencia de la sustancia. Observar detenidamente.Calentarlo a la llama durante 15-30 segundos. Tomar el tubo de ensayo No. 1 con las pinzas para tubos de ensayo. Encender el mechero. Anotar la apariencia de cada sustancia (estado, color, olor, etc.).Observar detenidamente cada sustancia. Introducir en cada tubo de ensayo aproximadamente medio gramo de: (1) sulfato cprico, (2) parafina, (3) azcar, (4) sal de mesa. Tomar y numerar 4 tubos de ensayo. INICIO

A

En el primer tubo de ensayo sumergir una pajilla y soplar y anotar observacionesA cada beaker agregar 10 mL de agua. Anotar las observaciones. Anotar la apariencia de ambas sustancias. En el segundo beaker agregar media pastilla de Alka-Seltzer previamente tirturada en el mortero. En el primer beaker agregar aproximadamente 1 gramo de cal.Tomar 2 beakers. Repetir nuevamente los 7 pasos anteriores para cada una de las sustancias y anotar los cambios que sufren. Colocar el tubo en la gradilla y esperar a que se enfre.

FIN

BIBLIOGRAFA

1. Petrucci, R., Herring, F., Madura, J. y Bissonnette, C. (2011). Qumica general.(10a. ed.). Madrid: Pearson Educacin.

2. Garca, A., Aubad, A. y Zapata, R. (1985). Hacia la Qumica 1. (3a. ed.).Colombia: Editorial Temis.

3. Ford, L. (1991). Magia qumica. Mxico: Diana.

4. Merck. (2013). Merck Chemicals. [En red] Disponible en:http://www.merckmillipore.com.gt/