LABORATORIO DE QUMICA

Instituto Tecnolgico de Estudios Superiores de MonterreyEscuela de Ingeniera y Ciencias AplicadasLaboratorio de Qumica Clave Q1004

Practica No 4TRANSFORMACIONES DE LA MATERIA / REACCIONES QUMICAS.

Objetivo Analizar los cambios que ocurren en una reaccin qumica y la evaluacin de su rendimiento.

CONSIDERACIONES TERICAS Uno de los problemas principales del trabajo del laboratorio es determinar cuando una reaccin o cambio qumico se ha realizado. Los siguientes fenmenos son usualmente asociados con las reacciones qumicas:Cambio de color: la formacin o desaparicin de un color es uno de los mtodos ms selectivos en la identificacin de varias sustancias.Disolucin o formacin de un precipitado: Un precipitado es una sustancia insoluble formada por una reaccin que ocurre en una solucin. En qumica analtica la formacin de un precipitado caracterstico es usado frecuentemente como una prueba o como un medio de separacin de una sustancia de otra.Formacin de un gas: La formacin de grandes cantidades de gas causa efervescencia violenta en una solucin. Una pequea cantidad forma solo una o dos burbujas. Estas ltimas pueden escapar sin detectarse a menos que se observe con cuidado la solucin al momento de las mezclas. Formacin de un olor caracterstico, Desprendimiento o absorcin de calor.EACCION QUMICA: Proceso en el que una o ms sustancias los reactivos se transforman en otras sustancias diferentes los productos de la reaccin. Un ejemplo de reaccin qumica es la formacin de xido de hierro producida al reaccionar el oxgeno del aire con el hierro.Los productos obtenidos a partir de ciertos tipos de reactivos dependen de las condiciones bajo las que se da la reaccin qumica. No obstante, tras un estudio cuidadoso se comprueba que, aunque los productos pueden variar segn cambien las condiciones, determinadas cantidades permanecen constantes en cualquier reaccin qumica. Estas cantidades constantes, las magnitudes conservadas, incluyen el nmero de cada tipo de tomo presente, la carga elctrica y la masa total.La importancia de dichas reacciones es notoria en muchos aspectos de la vida diaria en fenmenos tales como explosiones; procesos vitales tales como alimentacin, respiracin etc. Todas las sustancias que a diario utilizamos son o fueron producto de reacciones qumicas. CLASES O TIPOS DE REACCIONES QUMICAS:REACCION DE COMPOSICIN O SNTESIS: En las reacciones de sntesis o composicin es donde dos reactantes se combinan para formar un solo producto. Muchos elementos reaccionan con otro de esta manera para formar compuestos, por ejemplo:2CaO(s) + 2H2O(l) ! 2Ca(OH)2(ac)en esta formula se mezclan 2 moles de oxido de calcio slido con 2 moles de agua liquida reacciona produciendo 2 moles de dihidroxido de calcio acuoso. REACCION DE DESCOMPOSICION O ANLISIS: Este tipo de reaccin es contraria a la de composicin o sntesis ya que en esta no se unen 2 o mas molculas para formar una sola, sino que una sola molcula se divide o se rompe para formar varias molculas mas sencillas, por ejemplo: 2HgO (s) ! 2Hg(l) + O2(g)en esta formula una 2 molcula de oxido de mercurio slido se descomponen o dividen para formar 2 molculas de mercurio y una de oxigeno, las cuales son mas sencillas que la primera.REACCION DE DESPAZAMIENTO O SUTITUCION SIMPLE: En este tipo de reaccin, un elemento libre sustituye y libera a otro elemento presente en un compuesto, su ecuacin general es: CuSO4 + Fe ! FeSO4 + CuEn esta reaccin un mol de sulfato de cobre con 1 mol de hierro para formar sulfato de hierro y cobreREACCION DE DOBLE SUTITUCION O DOBLE DESPLAZAMIENTO: Son aquellas reacciones que se dan por intercambio de tomos entre los reactivos AB + CD----------------- AC + BDPor Ejemplo:K2S + MgSO4 ! K2SO4 + MgSEn esta reaccin 1 mol de sulfuro de potasio reaccionan con sulfato de magnesio para formar sulfato de potasio y sulfuro de magnesio.Es difcil encontrar reacciones inorgnicas comunes que puedan clasificarse correctamente como de doble sustitucin.Investigue en la bibliografa: Reacciones qumicas inorgnicas de: Metal + hidrgeno No metal + hidrgeno No metal + oxgeno Oxido metlico + agua Oxido no metlico + agua cido + hidrxido

Metal + oxgeno Metal activo + agua Metal + cido Metal + no metal

EXPERIMENTO 1. Reaccin de sntesisMaterial Sustancias2 Tubos de ensayo 0.1g de xido de calcio (CaO) 1 Popote 5ml de agua destilada (H2O) 1 vidrio de reloj Pedazo de magnesio

Procedimientoa) En un tubo de ensayo coloque 0.1 g de xido de calcio y agregue 5 ml de agua, agite con fuerza y observe. Decante el lquido pasndolo a otro tubo de ensayo.En ese tubo introduzca hasta el seno del lquido un popote y proceda a soplar.b) Con las pinzas quemar un trozo de cinta de magnesio acercndola a la flama del mechero, (NO VER DIRECTAMENTE LA FLAMA QUE PRODUCE EL MAGNESIO) comparar el aspecto de la cinta con el residuo de combustin que ser colocado en un vidrio de reloj:

1. Realice las reacciones que ocurre en cada experimento2. Qu gas se pone en contacto con el agua de cal al soplar en sta?3. Qu tipo de compuestos son los reactantes y los productos de las reacciones anteriores?

EXPERIMENTO 2. Reaccin de anlisisMaterial Substancias 2 Tubos de ensayo 0.5 g de carbonato de calcio (CaCO3) 1 Pinza para tubo de ensayo 1 g de cloruro de amonio (NH4Cl)1 Vaso de precipitado de 50 ml Tiras de papel pH1 Mechero Papel tornasol rojo y azul Procedimientoa) En un vaso de precipitado de 50 ml coloque 5 ml de agua destilada mida el PH con una cinta reactiva, agregar las cenizas obtenidas en la actividad anterior del Mg, agitar con un a varilla de vidrio, hasta formar una solucin homognea, vuelva a tomar el pH con una cinta reactiva, agregue 3 gotas de fenolftalena b) En un tubo de ensayo coloque 0.5 g de carbonato de calcio; tome el tubo con las pinzas y proceda a calentar hasta que haya algn cambio. Observe lo que ocurre. Acerque un cerillo a la boca del tubo.c) En un tubo de ensayo coloque 1 g de cloruro de amonio y caliente hasta que observe algn cambio, aprecie el aroma y acerque un papel tornasol rojo, luego uno azul.

1. Realice las reacciones que ocurre en cada experimento2. Qu color da en el inciso b) al agregar la fenolftalena? Y Porque?3. Qu tipo de compuestos son los reactantes y los productos de las reacciones anteriores?

EXPERIMENTO 3. Reaccin de simple sustitucinMaterial1 tubo de ensaye2 Vasos de precipitados de 100 ml 1 Moneda o 1 llave de cobre o un pedazo de cobre (traer por cada equipo)1 Cpsula de porcelana (estar en la campana de extraccin)

Substancias 20ml de nitrato de mercurio I al 4% Hg2 (NO3)2 15ml de nitrato de plata al 4% (AgNO3)Acido clorhdrico concentrado (HCI) Alambre de cobre delgado2 ml de CuSO4 0.1MGranalla de Zinc

Procedimientoa) En un vaso de precipitados vierta 20ml de solucin de nitrato de mercurio Ie introduzca una moneda o una llave de cobre, previamente limpia con cido clorhdrico concentrado, observe lo que ocurre.b) En un vaso de precipitados vierta 15 ml de solucin de nitrato de plata, agregue un trocito de alambre de cobre y observe lo que ocurre.c) A 2 ml de solucin de CuSO4 0.1M agregue una lentejita de Zinc (Zn) metlico, observe con cuidado las coloraciones de la solucin y del metal: Zn --- plateado lustroso, Cu --- polvo disperso marrn:

1. Realice las reacciones que ocurre en cada experimento2. Qu tipo de compuestos son los reactantes y los productos de las reacciones anteriores?

EXPERIMENTO 4. Reaccin de doble sustitucinMaterial2 Tubos de ensayo

Sustancias2 ml de solucin de cloruro de bario al 2% BaCl2 3 ml de solucin de nitrato de plata al 4% AgNO3 2 ml de solucin de cloruro de sodio al 2% NaCI1 ml de cido sulfrico diluido1 ml de CuSO4 Gotas de NH4OH

Procedimiento a) En un tubo de ensayo coloque 2 ml de la solucin de cloruro de bario y agregue con cuidado 1 ml de cido sulfrico diluido, observe lo que ocurre b) En un tubo de ensayo coloque 3 ml de la solucin de nitrato de plata y agregue 2 ml de la solucin de cloruro de sodio, observe lo que ocurre.Anote sus observaciones:c)A 1 ml de la solucin de sulfato de cobre CuSO4 agregue 10 gotas de solucin de hidrxido de amonio, agite y anote sus observaciones.

1. Realice las reacciones que ocurre en cada experimento2. Qu tipo de compuestos son los reactantes y los productos de las reacciones anteriores?

PARTE II. LEY DE CONSERVACIN DE LA MATERIA.La ley de la conservacin de la masa dice que en cualquier reaccin qumica la masa se conserva, es decir, la masa y la materia ni se crea ni se destruye, slo se transforma y permanece invariable. Los experimentos de Lavoisier fueron de los primeros experimentos qumicos realmente cuantitativos que se realizaron. Demostr que en una reaccin qumica la cantidad de materia es la misma al final y comienzo del proceso.

UNIDADES DEL SISTEMA INTERNACIONAL. Peso. Medida de la fuerza gravitatoria que la tierra ejerce sobre un objeto. Su unidad de medida es el newton. El peso de un objeto puede determinarse con un mtodo comparativo o midiendo directamente la fuerza gravitatoria con una balanza de muelle. La deformacin de este tipo de balanza de muelle marca pesos diferentes para una misma masa (o cantidad de materia) en lugares con una atraccin gravitatoria diferente. Por ejemplo, cualquier objeto pesa algo ms si est situado a nivel del mar que si est en la cima de la montaa, o si est cerca del polo que si est en el ecuador. Sin embargo, su masa es la misma. Si se compara el peso en la tierra y en la luna, las diferencias son ms espectaculares. Por ejemplo, un objeto con 1 kilogramo de masa, que en la tierra pesa unos 9.8 newton, pesara solamente 1,6 newton en la luna.Masa: Es la propiedad intrnseca de un cuerpo que mide su inercia, es decir, la resistencia del cuerpo a cambiar de movimiento. Tambin se define como la cantidad de materia que posee un cuerpo. La unidad bsica en el sistema internacional de unidades es el kg.Materia. La materia en ciencia es el trmino general que se aplica a todo lo que ocupa espacio y posee los atributos de gravedad e inercia. Un principio fundamental de la fsica clsica es la ley de la conservacin de la masa, que afirma que la materia no puede crearse ni destruirse. Esta ley se cumple en las reacciones qumicas, pero no ocurre as cuando los tomos se desintegran y se convierte materia en energa o energa en materia.Mol. Un mol es la unidad bsica del Sistema Internacional de unidades, definida como la cantidad de una sustancia (tomos, molculas, iones, electrones u otras partculas) como tomos hay en 12 g de carbono 12. Es una magnitud como puede ser el tiempo (segundos), la masa (gramos) o la distancia (metros). Esta cantidad de partculas es aproximadamente 6,023 X 1023, el llamado nmero de Avogadro. Luego un mol es la masa molecular expresada en gramos.

Fuentes de error al pesarCorreccin por flotacin.Un error por flotacin afectar los datos si la densidad del objeto que se pesa difiere significativamente de las pesas estndar utilizadas como referencia. El origen de este error e sla diferencia de la fuerza de flotacin ejercida por el medio (aire) sobre el objeto y las pesas estndar. Para el caso de la prctica en donde el objeto pesado por diferencia, corresponde a un gas, la correccin para la flotacin se obtiene con la siguiente ecuacin:

En donde W1 es la masa corregida del gas, W2 es la masa aparente del gas, dgas es la densidad del gas pesado, dpesa es la densidad de las pesas estndar usadas; que para el caso de la balanza de platillo externo es igual a 8,0 g/cm3 y d aire es la densidad del aire desplazado por el gas; d aire tiene un valor de 1,2X10-3 g/cm3.

EXPERIMENTO 1.Material Sustancias1 Matraz Erlenmeyer 25 ml Agua destilada1 Tableta Alka-Seltzer (traer una tableta) cido clorhdrico1 Termmetro1 Globo

ProcedimientoColoque 10ml de agua destilada en el matraz, adicione a ste 6.2ml de cido clorhdrico. Por otra parte, parta en trozos pequeos tableta de Alka-Seltzer (pesarla) e introdzcalos dentro del globo. Embone muy bien la boca del globo a la del matraz, como se muestra en las figuras, asegurndose de que no caiga Alka-Seltzer dentro del recipiente. Determine el peso de todo el sistema.Levante el globo y deje caer lentamente su contenido dentro del matraz y espere a que la reaccin que se produce finalice. Agite el matraz cuidadosamente para asegurar una reaccin completa. Pese nuevamente el sistema y mida el dimetro del globo inflado.Deje escapar el gas, pese de nuevo todo el sistema y tome la temperatura en el interior del matraz.

1. Corrija el peso del gas teniendo en cuenta el error por flotacin.2. Escriba la ecuacin correspondiente a la reaccin qumica que se lleva a cabo en la experiencia3. Halle el volumen de gas producido en el globo.4. Halle por diferencia de peso del sistema la cantidad de gas producido.5. Halle el valor terico y experimental de la densidad del gas a las condiciones de temperatura y presin del experimento.

CUESTIONARIO

1. Halle por diferencia de peso del sistema la cantidad de gas producido en el globo.

2. Halle el valor terico y experimental de la densidad del gas a las condiciones de temperatura y presin del experimento.

3. Corrija el peso del gas teniendo en cuenta el error por flotacin.

ESTE LO TIENES EN EL PUNTO 1 QUE HICISTE

4. Halle el volumen de gas producido en el globo y con el volumen anterior halle el peso de gas suponiendo que este tiene un comportamiento ideal y comprelo con el hallado.

FALTA COMPARARLO CON EL QUE TU ENCONTRASTE.

5. Halle experimentalmente el peso molecular del gas y comprelo con el que utiliz en los clculos anteriores.

6. Calcule la eficiencia de la reaccin con base en el embalaje que muestra la etiqueta. Realice los clculos con base en el bicarbonato de sodio.

7. Si se quema 1.5 g de Mg metlico en presencia de oxgeno, cuntos gramos de MgO se obtiene?8. Prediga los productos de las siguientes ecuaciones:

a) CO + O2 --------->

b) SrCl2 + Na2SO4 --------->

c) Sn(NO3)2 + KI --------->

d) CaCO3 + calor --------->

peso del alka-seltzer: 1.7171gpeso completo= 59.9907gpeso con el globo vacio=59.4942gtemperatura de la reaccion: 21.5Cdiamtero del globo: 8.1cm