Informe de Quimica Genral Danniela Hernandez

SISTEMAS QUIMICOS: EL ESTADO INICIAL Y FINAL DE UNA REACCION QUIMICA

D. Galindo Hernndez1, A. Pulido2, D. Villanueva3, L.V. Garcia4,

RESUMEN

Se realiz una serie de pruebas experimentales que indicaron si existe diferencia alguna entre los estados inicial y final de una reaccin qumica. Se tabularon todos los resultados para cada uno de los sistemas qumicos. Se observ los procesos que ocurren en una reaccin qumica y los factores que influyen en la misma.

Palabras clave: Reaccion qumica, acido, sal, base.

ABSTRACT

He was a series of experimental tests that indicated whether there is any difference between initial and end of a chemical reaction. Totals for each chemical systems were tabulated. It was observed the processes that occur in a chemical reaction and the factors influencing it.

KEYWORDS: Chemical reaction, acid, salt, base

Sistemas qumicos: el estado inicial y final de una reaccin qumica

1

INTRODUCCIN

Unsistema qumicoes una porcin de cuerpo material con lmites especficos y que es objeto de estudios y/o anlisis con algunos fines especficos. Cada una de las sustancias del conjunto de materiales que forman el sistema se dice que son componentes del sistema. Se pueden identificar dentro de un sistema qumico aspectos tales como el color, masa, olor, temperatura, estado. Tambin se observan caracteres como el estado inicial y el estado final de los componentes del mismo, adems de la reaccion que pueda ocurrir a partir de la mezcla obtenida de dos o ms reactivos.

La comparacin de los estados inicial y final de una mezcla, indica si existi o no una reaccion o un cambio en el sistema qumico objeto de estudio. Una reaccin qumica se trata de un proceso por el que en una serie de compuestos (reactivos) rompen enlaces y se crean otros nuevos dando lugar a los productos de la reaccin, en sta, los materiales iniciales o reactivos, resultan ser reemplazados por una nueva serie de materiales o productos.

METODOLOGA

Primera Parte: Cambios de temperatura, reacciones endotrmicas y exotrmicas.

1. Se agreg 5 mL de H2O de grifo a un tubo de ensayo.2. Se tom el tubo de ensayo por el extremo inferior y se adiciono cuidadosamente 1 mL de cido sulfrico (H2SO4) concentrado.3. Se agit suavemente y se registr la temperatura. 4. Se registr observaciones en una tabla de datos.

Tubo de ensayo No 2.1. Se agreg 5mL de H2O de grifo a un tubo de ensayo.2. Se tom el tubo de ensayo por el extremo inferior y se le adicion 5 lentejuelas de Hidrxido de sodio (NaoH).3. Se coloc un tapn al tubo y se agit suavemente. 4. Se registr la temperatura de la solucin y se registr el resultado en una tabla de datos.

Tubo de ensayo No 3.1. Se agreg 5 mL de agua de grifo en un tubo de ensayo.2. Se tom el tubo de ensayo por el extremo inferior y se adicion 1 g de Cloruro de Amonio, NH4Cl.3. Se tap el tubo y se agit suavemente.4. Se registr la temperatura de la solucin y se anot los resultados en la tabla de datos.

Tubo de ensayo No 4.1. Se agreg 5 mL de agua de grifo a un tubo de ensayo.2. Se tom el tubo por el extremo inferior y se adicion 1g de Acetato de Sodio CH3COONa.3. Se tap el tubo y se agit suavemente.4. Se registr la temperatura de la solucin y se anot en la tabla de datos.

Segunda Parte: Reacciones diversas.

A. PRESENCIA DE UNA SUSTANCIA BASICA:

Tubo de ensayo No 1.1. Se agreg 5 mL de agua de grifo en un tubo de ensayo y se le agreg al tubo 1 mL de la solucin de Hidrxido de Sodio preparada en la primera parte.2. Se aadi 5 gotas de una solucin de Fenolftalena (solucin indicadora acido-base)3. Se agit suavemente y se observ lo ocurrido.

B. PRESENCIA DE UNA SUSTANCIA ACIDA:

Tubo de ensayo No 2.1. Se agreg 5 mL de agua de grifo en un tubo de ensayo y se le agreg 1 mL de la solucin de cido sulfrico preparado en la primera parte.2. Se aadi 5 gotas de una solucin de fenolftalena (solucin indicadora) y se agit suavemente.3. Se escribieron las observaciones en la tabla de datos.

C. REACCION ENTRE UN ACIDO Y UNA SAL:

Tubo de ensayo No 3.1. Se coloc 3 mL de Sulfito de Sodio en un tubo de ensayo.2. Se agreg cuidadosamente 20 gotas de cido Sulfrico preparado.3. Se adicion 5 gotas de fenolftalena.4. Se agit cuidadosamente y se registr lo observado en la tabla de datos.

D. PRESENCIA DE UNA SAL CIDA:

Tubo de ensayo No 4.1. Se agreg 5 mL de Sulfato Ferroso FeSO4 en un tubo de ensayo.2. Se adicion 0.5 mL de cido Sulfrico preparado en la primera parte.3. Se agreg 5 gotas de Permanganato de Potasio KMnO4 0,1M gota a gota agitando el tubo despus de cada una.4. Se observ y se registr en la tabla de datos.

E. REACCION ENTRE SALES (REACCION DE INTERCAMBIO IONICO)

Tubo de ensayo No 5.1. Se agreg 3 mL de Cloruro de Sodio, NaCl 0.1M en un tubo de ensayo.2. Se adicion 3 mL de Bromuro de Potasio KBr, 0.1M y se agit suavemente.3. Se anot lo observado en la tabla de datos.

Tercera Parte: reacciones en frio y en caliente.

REACCIONES EN PRESENCIA DE TEMPERATURA:1. Se alistaron 4 tubos de ensayo limpios.2. Se adicion a cada tubo 5 mL de Oxalato de Sodio 0.1M3. Se aadi a cada tubo 0.5 mL (10 gotas) de H3SO4 preparado en la primera parte.4. Se coloc el tubo 1 y el 2 en un bao de agua caliente durante 10 minutos.5. Se agreg al tubo 1 5 gotas de Sulfato de Manganeso 0.1 M 6. Posteriormente se agreg 3 gotas de KMnO4 0.1M a ambos tubos.7. Se agit cada tubo hasta mezclar el contenido y se observ el tiempo de reaccion de cada uno hasta alcanzar el mismo producto.8. Se agreg al tubo 3, 5 gotas de sulfato de manganeso 0.1 M9. Al tubo 3 y 4 se le agreg 3 gotas de KMnO4 0.1M10. Se agit cada tubo hasta mezclar el contenido y se compar el tiempo de reaccion de cada uno de estos.

Cuarta Parte: Velocidad de una reaccin qumica.

Se numeraron 6 tubos de ensayo y a cada uno se le agreg los siguientes reactivos:Tubo de ensayo 1: 3 mL de HCl 3MTubo de ensayo 2: 3 mL de HCl 1MTubo de ensayo 3: 3 Ml de HCl 0.1MTubo de ensayo 4: 3 Ml de CH3COOH 3MTubo de ensayo 5: 3 Ml de CH3COOH 1MTubo de ensayo 6: 3 mL de CH3COOH 0.1 M

Se agreg 0.01 g de Carbonato de Calcio CaCO3 a cada tubo de ensayo. Se registr con un cronometro las velocidades relativas de la reaccin que se observ en cada tubo de ensayo.

RESULTADOS

Primera parte: cambios de temperatura, reacciones endotrmicas y exotrmicas.

Tubo de ensayo 1. Tabla 1. Tabla de resultados primera parte. Tubo de ensayo 1.SISTEMA QUIMICOESTADO INICIALESTADO FINALDIFERENCIA ENTRE ESTADO INICIAL Y FINAL

ACIDO SULFURICOLiquido incoloro de olor penetrante.Solucin homognea incolora. Inicialmente present una pequea efervescencia. Al final present una temperatura de 56C.Aumento de 28C de temperatura. Se presenta una reaccion exotrmica en la que se libera calor.

AGUALiquido incoloro e inholoro con una temperatura de 28C

Tubo de ensayo No 2.

Tabla 2. Tabla de resultados primera parte. Tubo de ensayo 2.SISTEMA QUIMICOESTADO INICIALESTADO FINALDIFERENCIA ENTRE ESTADO INICIAL Y FINAL

HIDROXIDO DE SODIOSolido de color blanco.Solucin de color blanco translucido con presencia de precipitado y de olor fuerte.Temperatura: 40CLa temperatura aumenta 12C. Se produce una reaccion exotrmica.




CLORURO DE AMONIOSolido de color blanco.Solucin homognea transparente.

Solucin incolora a 27C




ACETATO DE SODIOSolido de color blanco.Solucin homognea transparente.Temperatura 32C


Segunda parte: Reacciones diversas.

A. PRESENCIA DE UNA SUSTANCIA BASICA

Tubo de ensayo No. 1

Tabla 5. Tabla de resultados segunda parte. Tubo de ensayo 1. Presencia de una sustancia bsica.SISTEMA QUIMICOCOLOR DEL ESTADO FINALCONCLUSION

HIDROXIDO DE SODIO PREPARADOSolucin de color fucsia con una temperatura de 31C El hidrxido de sodio preparado inicialmente era transparente pero con la fenolftalena reacciono de color fucsia, lo cual indica que es una base.

AGUA Y FENOLFTALEINA

B. PRESENCIA DE UNA SUSTANCIA ACIDA:


Tabla 6. Tabla de resultados segunda parte. Tubo de ensayo 2. Presencia de una sustancia acida.SISTEMA QUIMICOCOLOR DEL ESTADO FINALCONCLUSION

SOLUCION DE ACIDO SULFURICO PREPARADO

Solucin de color fucsiaLa fenolftalena indic la presencia de una sustancia acida reaccionando de color fucsia.

AGUA Y FENOLFTALEINA

C. REACCION ENTRE UN ACIDO Y UNA SAL.


Tabla 7. Tabla de resultados segunda parte. Tubo de ensayo 3. Reaccion entre un cido y una sal.SISTEMA QUIMICOCOLOR DEL ESTADO FINALCONCLUSION

SULFITO DE SODIO

IncoloroAl mezclar, la solucin sigue siendo incolora y no presenta ningn olor caracterstico.

ACIDO SULFURICO (PREPARADO) MAS FENOLFTALEINA

D. PRESENCIA DE UNA SAL ACIDA.


Tabla 8. Tabla de resultados segunda parte. Tubo de ensayo 4. Presencia de una sal acida.SISTEMA QUIMICOCOLOR DEL ESTADO FINALCONCLUSION

SULFATO FERROSO

NARANJA CLAROEl sulfato ferroso era transparente y el cido sulfrico con permanganato de potasio 0.1M color violeta. Al mezclar las dos sustancias esta se torna de color naranja claro pero no es una mezcla homognea.

ACIDO SULFURICO (PREPARADO) MAS PERMANGANATO DE POTASIO 0.1 M

E. REACCION ENTRE SALES (REACCION DE INTERCAMBIO IONICO).


Tabla 9. Tabla de resultados segunda parte. Tubo de ensayo 1. Reacciones entre sales.SISTEMA QUIMICOCOLOR DEL ESTADO FINALCONCLUSION

SOLUCION CLORURO DE SODIO

Solucin incolora. Cuando se mezclan las sustancias no hubo ningn cambio de color. Las sales reaccionan entre si y precipitan agua.

SOLUCION DE BROMURO DE POTASIO

Tercera Parte: Reacciones en frio y en caliente. REACCIONES EN PRESENCIA DE TEMPERATURA.

Parte A: reaccin en caliente.

Tabla 10. Tabla de resultados tercera parte. Parte A. Reaccion en caliente.SISTEMA QUIMICOESTADO INICIALESTADO FINALCONCLUSION

OXALATO DE SODIO

Liquido incoloro

Inicialmente present un color caf claro, pero la reaccion continuo hasta finalizar completamente transparente.

Tiempo de la reaccin:

Tubo de ensayo 1: 30 segundos.

Tubo de ensayo 2: 40 segundos.

SULFATO DE MANGANESO

Liquido incoloro

Parte B: reaccin en frio.

Tabla 11. Tabla de resultados tercera parte. Parte B. Reaccion en frio.SISTEMA QUIMICOESTADO INICIALESTADO FINALCONCLUSION

OXALATO DE SODIO

Liquido incoloro

Mezcla homognea de color transparente con una temperatura de 31C

El tubo de ensayo 4 reacciono ms rpido que el nmero 3, teniendo un color amarillo que se fue disolviendo hasta quedar transparente.

SULFATO DE MANGANESO

Liquido incoloro

Cuarta Parte: Velocidad de una reaccin qumica.

Tabla 12. Tabla de resultados cuarta parte. Velocidad de una reaccin qumica.SISTEMA QUIMICOTIEMPO DE VELOCIDAD DE LA REACCION

HCl 3 M + CaCO311 segundos

HCl 1 M + CaCO39 segundos

HCl 0,1 M + CaCO346 segundos

CH3COOH 3 M + CaCO326 segundos

CH3COOH 1 M + CaCO33 minutos

CH3COOH 0,1 M + CaCO3No reacciona

DISCUSIN.

Las reacciones qumicas son procesos en los que una serie de sustancias reaccionan para dar otras con propiedades diferentes. Hablamos de reaccin qumica cuando las molculas de los reactivos rompen alguno de sus enlaces para formar otros nuevos, lo que conlleva la aparicin de nuevas sustancias. Para que se produzca la reaccin es necesario que las molculas de los reactantes choquen entre s, ya que es la nica manera de que puedan intercambiar tomos para dar los productos. Existen muchsimas reacciones qumicas diferentes, dada esta variedad hay bastantes formas de clasificar las reacciones. En la prctica de laboratorio se pudo observar varios tipos de reacciones y se identific cules son los factores que intervienen en la misma. Una reaccion exotrmica (ver tabla 1) se da segn la energa implicada en el proceso. En este caso al mezclar cido sulfrico y agua la reaccion desprende energa, es decir desprende calor, por lo tanto se obtuvo una reaccion exotrmica. De igual forma sucedi con la solucin de hidrxido de sodio y agua (ver tabla 2) en la que se registr un aumento de temperatura. Se identific en la practica la presencia de sustancias bsicas y acidas, de una sal acida y la reaccion entre un cido y una sal. El pH es un ndice logartmico del grado de acidez o alcalinidad de una disolucin acuosa. Cuando en una solucin la concentracin de iones hidrgeno (H+) es mayor que la de iones hidroxilo (OH), se dice que escida. En cambio, se llamabsicaoalcalinaa la solucin cuya concentracin de iones

Hidrgeno es menor que la de iones hidroxilo. Una solucin es neutra cuando su concentracin de iones hidrgeno es igual a la de iones hidroxilo. El pH,abreviatura dePotencial Hidrgeno,es un parmetro muy usado en qumica para medir el grado de acidez o alcalinidad de las sustancias. Esto tiene enorme importancia en muchos procesos tanto qumicos como biolgicos. Es un factor clave para que muchas reacciones sehagano no. Por ejemploen biologa las enzimas responsables de reacciones bioqumicas tienen una actividad mxima bajo cierto rango de pH. Fuera de ese rango decae mucho su actividad cataltica.En este caso para la identificacin de cidos y bases se utiliz como reactivo una solucin de fenolftalena. sta es un indicador de pH, que en soluciones acidas permanece incolora, pero en presencia de bases se torna rosa o violeta. En la prctica se pudo observar que la fenolftalena que inicialmente era incolora en la solucin se torna de color fucsia al reaccion con el hidrxido de sodio (ver tabla 5) debido a que identifica la presencia de una base. Como el hidrxido de sodio es una base con la fenolftalena cambia a color rosa intenso.

CONCLUSIONES:1. Cuando hablamos del estado inicial nos referimos una descripcin del sistema cuando se realiza la primera observacin. El estado final describe el sistema en el momento en que se hace la ltima observacin. 2. Analizando las diferencias entre el estado final y el estado final se llega a la conclusin de si hubo o no presencia de una reaccion determinada entre las sustancias mezcladas. 3. Todos los elementos qumicos tienen diferentes reacciones.4. Los sistemas qumicos se pueden estudiar considerando su estado inicial y su estado final.

BIBLIOGRAFIA.

[1]. Asociacin ADUNI;QumicaAnlisisdeprincipiosy aplicaciones; segundaedicin; Lumbreras Editores S.R.L.; ao 2000.

[2]. Raymond Chang, Williams College; Qumica; sptima edicin; McGraw-Hill Interamericana editores; ao 2002.

[3]. PRINCIPIOS DE QUIMICA RICHAR DIKERSON, HARRY GRAY.

[4]. www.quimicayalgomas.com/quimica-general/acidos-y-bases-ph-2/

ANEXOS

Cuestionario:

1. Por qu en los sistemas que experimentan transformaciones qumicas las propiedades de los componentes iniciales difieren de las de los componentes finales?Porque la transformacin qumica solo es identificada cuando se denota una diferencia entre el estado inicial y el final del sistema qumico. Si las condiciones del estado final difieren de las del estado inicial quiere decir que ocurri una reaccion, por lo tanto hay un cambio qumico. Si las condiciones son iguales es porque el sistema qumico no experimento un cambio en ningn momento, por lo tanto no hubo reaccin.

2. Qu materiales entre los indicados a continuacin son solidos a 20C? Cules son los liquidos? Cules son gases?. Naftaleno, magnesio, cloruro de sodio, hierro, plomo, agua, monxido de carbono, oxigeno, dixido de carbono.

NAFTALENO: slido. MAGNESIO: slido. CLORURO DE SODIO: Slido. HIERRO: slido. PLOMO: slido AGUA: liquido. MONOXIDO DE CARBONO: gaseoso. OXIGENO: gaseoso. DIOXIDO DE CARBONO: gaseoso.

3. En que se sentido un sistema qumico se asemeja a una caja negra?Un sistema qumico se asemeja a una caja negra porque el cientfico siempre est en la posicin de indagar sobre los elementos que componen el mismo, siempre esta una duda, siempre tiene preguntas. El examinar una caja negra o un sistema qumico, conlleva al cientfico o a la persona curiosa a una experiencia de la cual obtendr una serie de resultados e interpretaciones que lo tendrn por ultimo en una conclusin final.

4. Son cualitativas o cuantitativas las siguientes observaciones?A. El fosforo arde en oxgeno puro pero no en dixido de carbono.B. Doce gramos de carbono reaccionar con oxgeno para formar 44 g de dixido de carbono.C. El punto de ebullicin del agua es 100C a 1 atmosfera de presin.a. Cualitativab. Cuantitativac. Cuantitativa

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