05 Informe de Quimica

QUIMICA PFRPágina 1/24

Reacciones Químicas Semestre 01

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INTRODUCCION

En este laboratorio utilizaremos diferentes sustancias y compuestos observando sus diferentes reacciones y productos habrá compuestos que reaccionen violentamente como

habrán otros que reaccionen más débilmente

1. OBJETIVOS



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Identificar las reacciones químicas de desplazamiento Identificar las reacciones químicas exotérmicas Identificar las reacciones redox Identificar las reacciones de oxidación Escribir correctamente las ecuaciones químicas indicando los estados de

agregación Identificar los productos químicos peligrosos ara el ambiente

2. FUNDAMENTO TEÓRICO

I. ConceptoSon cambios o transformaciones en la cual una o más sustancias iniciales llamadas reactantes, mediante choque efectivos entre sí, originan la ruptura de enlaces, produciéndose entonces la formación de nuevos enlaces químicos, los que darán lugar a la formación de nuevas sustancias denominados productos con propiedad distintas a los reactantes.

Ecuación química Es la representación escrita y abreviada de una reacción química.

o A la izquierda se escriben las fórmulas de los reactivos (sustancias reaccionantes)

o A la derecha se escriben las fórmulas de los productos (sustancias resultantes)

Separadas por una flecha.

3(s) (ac) 2(ac) 2(g) 2 (I)sentido de la

Reac tantes Pr oductosReacción

1CaCO 2HCI 1CaCI 1CO 1H O

¿Qué ocurre en una reacción química?

Liberación de gas (burbujas) Cambio en color, olor y sabor Formación de precipitados (son los insolubles) Variación en la temperatura del sistema (cambio térmico)

I. Clasificación de las Reacciones Químicas

a. Por la naturaleza de los reactantes

Donde:Sólido (s) Líquido (l) Gaseoso (g)Vapor (v) Acuoso (ac) 1, 2,1, 1 y 1 coeficientes estequiométricos



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Reacción de Adición (Síntesis). Cuando reaccionan dos o más reactantes para formar un solo producto

A B ........ un producto

Reacción de Descomposición. Denominada también de análisis se caracteriza porque a partir de un reactante, se obtiene 2 o más productos. Por lo general se necesita energía

un reac tante D E ......

2CuO 2Cu O : Pirólisiss (s) 2(g)

Luz2H O 2H O O : Fotólisis2 2 2 2(g)

C.E.2NaCI 2Na CI : Electrólisis2(g)

Reacción de desplazamiento simple. Es la reacción de una sustancia simple (elemento químico) con un compuesto, donde el elemento desplaza a otro que se encentra formando parte del compuesto. Esto se fundamenta en la mayor actividad química

CADCDA

Reacción de doble desplazamiento (metátesis) Es la reacción entre dos compuestos donde existe un intercambio de elementos generando dos compuestos. En este tipo de reacción los reactantes están generalmente en medio acuoso.

Las reacciones entre dos no metales dan compuestos covalentes:N2 + 3 H2 2 NH3

Las reacciones entre un no metal y un metal dan sales:S + Fe FeSLas reacciones entre un óxido y agua producen hidróxidos:CaO + H2O Ca (OH)2

Las reacciones entre un anhídrido y agua producen ácidos:SO2 + H2O H2SO3

Las reacciones entre un óxido y un anhídrido dan sales:CaO + SO2 CaSO3

Algunos metales reaccionan con ciertos ácidos reemplazando el hidrógeno y formando la sal correspondiente:

Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2

Un metal puede ser desplazado de sus sales por otro metal más activo:

Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu



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CBADCDAB

Precipitado 33 HNOAgClHClAgNO

Neutralización OHCaSOSOHOHCa 24422 2)(

b. Por la variación de la energía Reacción Exotérmica (ΔH < 0). Reacción en donde hay una pérdida (libera) neta de

energía en forma de calor, por lo tanto la entalpía de los productos es menor respecto a los reactantes.

mol

calk4923SOO

2

1SO 322 ,

molcalk

HSOOSO 49,23...........21

322

Reacción Endotérmica (ΔH > 0). Reacción en donde existe una ganancia (absorbe) neta de energía (calor) por lo tanto la entalpía de los productos es mayor respecto a los reactantes

3232 OFeAl2mol

calk203Fe2OAl

molcalk

HOFeAlFeOAl 203........22 3232

FIG. 01 REACCIONES POR LA VARIACIÓN DE ENERGÍA

c. Por la variación del estado de oxidación Reacción REDOX. Son aquellos procesos en la que se verifica una ganancia y pérdida

de electrones simultáneamente, por lo tanto al menos un elemento cambia su estado de oxidación E.O. Son procesos donde ocurre la oxidación y reducción.



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o Oxidación Son semireacciones en donde existe un aumento en el estado de oxidación debido a la pérdida de electrones.

o Reducción. Son semireacciones en donde existe una disminución en el estado de oxidación debido a la ganancia de electrones

Observación

Reacción no REDOX. Aquella reacción donde ningún elemento cambio su E.O.

FIG

. 02

ES

QU

EM

A D

E R

EA

CC

ION

ES

QU

IMIC

AS

NaOH + HCl NaCl + H2O+1 -2 +1 +1 -1 +1 -1 +1 -2



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3. Ats

4. Materiales



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Mechero bunsen (03))Tubos de ensayo Vaso de precipitación de 100 ml Espátula 2 moteros con sus respectivos pilones Reactivos y soluciones

o Agua destilada o Oxido de cobreo Zinc en polvoo Ácido clorhídricoo Ácido nítrico concentradoo Nitrato de plomoo Yoduro de potasio o Dicromato d potasioo Ácido sulfúrico concentradoo Etanol 96º

FIG. 03 MATERIALES A UTILIZAR

5. Procedimiento



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I. Experimento 1:Reaccion entre el Zn (s) el CuO (s)

Notaremos que en la mezcla de óxido de cobre II (CuO) y zinc Zn en polvo se consigue una mezcla uniforme de color gris.

FIG. 04 MEZCLA DE ÓXIDO DE COBRE II (CUO) Y ZINC ZN) EN POLVO

Esparcimos la mezcla obre un espátula en forma de salchicha

FIG. 05 MEZCLA ESPARCIDA EN LA ESPÁTULALa mezcla la exponemos a calor (mechero Bunsen) mostrando una reacción química



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FIG. 06 MEZCLA EXPUESTA AL CALORLa mezcla lo pondremos en un tubo de ensayo al cual agregaremos ácido clorhídrico y lo agitamos hasta que el sólido se concentre en la parte de abajo

FIG. 07 MEZCLA CON ACIDO CLORHIDRICO

Después lo decantaremos dejando solo el solido al cual nuevamente agregaremos un líquido pero esta vez ser ácido nítrico



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FIG. 08 MEZCLA CON ACIDO NITRICO

1. ¿Qué sucede cuando se calienta la “salchicha con el mechero”?Se da un chisporroteo suave

2. ¿Cuáles son los productos de la reacción?Óxido de zinc (ZnO) y cobre (Cu)

3. Usted podría afirmar que la reacción fue ¿exotérmica o endotérmica? ¿Por qué?La reacción fue endotérmica ya que se utiliza la energía del mechero bunsen

4. ¿Qué sucede cuando se calienta el sólido blanco, obtenido en la experiencia de la “salchicha”? ¿Qué ocurre cuando el sólido se enfría en el tubo de ensayo? ¿A qué se debe este fenómeno?Cambia de color si está en frio es blanco y caliente es amarillo este compuesto se mimetiza dando el diverso color que proporciona

5. ¿Qué ocurre cuando se agrega el ácido clorhídrico al tubo de ensayo?Se disuelve el óxido de zinc (ZnO) en ácido clorhídrico (HCl)

6. ¿Cuál es el sólido que no se disuelve en el ácido clorhídrico?El cobre

7. ¿Qué ocurre cuando al sólido de la experiencia anterior se le adiciona ácido nítrico?Torna aun color azul verdoso y cuando comienza la reacción vota un olor muy incómodo para el olfato

8. ¿Cuál es el gas que se desprende de la reacción? ¿De qué color es este gas? Azul verdoso

9. ¿Cuál es el compuesto que está en la solución y que tiñe a ésta de azul?El ácido nítrico

10. ¿Por qué el ácido nítrico puede disolver al sólido (obtenido en la pregunta 5) y el ácido clorhídrico no?



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El ácido nítrico sobrepasa el potencial de oxidación que necesita el cobre mas no así el acido clorhídrico

11. El nitrato de cobre (II) obtenido en nuestra experiencia de laboratorio, ¿se puede desechar por el fregadero? ¿Por qué?Por qué le cloruro de zinc no es perjudicial para la saludPregunta 12, 13,14 y 15

12. De las reacciones presentadas anteriormente (a, b, c y d), ¿cuál(es) de ellas son reacciones de desplazamiento?a, c , d

13. De las reacciones presentadas anteriormente (a, b, c y d), ¿cuál(es) de ellas son reacciones redox? ¿Por qué?

Por qué presentan variaciones en su estado de oxidación

14. De las reacciones presentadas anteriormente (a, b, c y d), ¿en cuál(es) de ellas los reactantes se encuentran ionizados? ¿Cuáles son los nombres de estos compuestos?La “a” el óxido de zincLa “b” el cloruro de zincLa “c” el nitrato de cobre

II. Experimento 2 : reacción entre el Pb(NO3)2 y el KIColocamos el nitrato de plomo II y yoduro de potasio ya pulverizados en un mortero y lo combinamos



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FIG. 09 MEZCLA DE Pb (NO3)2 (SOLIDO) Y KI (SOLIDO)

En unos dos tubos de ensayos tenemos las sustancias de nitrato de plomo y yoduro de potasio los disolvemos con un poco de agua destilada

FIG. 10 COMPUESTOS EN LIQUIDO POR SEPARADO DE Pb(NO3)2 y el KI



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Combinamos las sustancias, vertimos la solución que contiene el yoduro de potasio dentro del de nitrato de plomo

FIG. 11 REACCION VIOLENTA ENTRE Pb (NO3)2 y el KI EN ESTADO LIQUIDO15. ¿Qué ocurre cuando se mezclan el nitrato de plomo (II) y el yoduro de potasio

sólidos dentro del tubo de ensayo?Ocurre una reacción violenta entre los dos compuestos es algo muy visible

16. ¿Qué ocurre cuando se mezclan las disoluciones de nitrato de plomo (II) con la de yoduro de potasio?Ocurre una reacción química muy violenta ya que la rosear el yoduro de potasio con el nitrato de plomo

17. ¿Cuál es el sólido formado en la reacción anterior y de qué color es éste? Una reacción en medios solidos que es muy lenta, es pardo amarillento

18. Escriba la ecuación balanceada de la reacción de la pregunta 16. Además indique los estados de agregación.Pb(NO3)2 (aq) + KI (aq) –> PbI2 (s) + KNO3 (aq)

19. Escriba la ecuación balanceada de la reacción de la pregunta 17. Además indique los estados de agregación.Pb(NO3)2 (aq) + KI (aq) –> PbI2 (s) + KNO3 (aq)

20. La reacción escrita en la pregunta 16, ¿es redox? ¿Por qué?No porque os estados de oxidación continúan iguales ninguna de oxida o reduce21. La reacción escrita en la pregunta 16, ¿es de desplazamiento?

Desplazamiento doble22. ¿Por qué cuando el nitrato de plomo (II) y el yoduro de potasio están sólidos no

reaccionan (o lo hacen muy lentamente) pero en cambio cuando están disueltos, lo hacen muy rápidamente?El estado de agregación depende de la velocidad

23. El yoduro de plomo (II) obtenido en nuestra experiencia de laboratorio, ¿se puede desechar por el fregadero? ¿Por qué?Por tener un elemento del agua potable como lo es el potasio ya que esto no afecta mucho al medio ambiente

III. Experimento 3:Reacción entre el CH3CH2OH y el K2Cr2O7



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Colocamos dicromato de potasio en un vaso precipitado de 100ml

FIG. 12 DICROMATO DE POTASIO ESTADO SOLIDO

Combinamos el dicromato de potasio con unas gotitas ácido sulfúrico movemos hasta que los cristales estén humedecidos

FIG. 13 MEZCLA DE DICROMATO DE POASIO CON ACIDO SULFURICO

Luego se vierte 20ml etanol al 96



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FIG. 14 MEZCLA DE DICROMATO DE POTASIO, ACIDO SULFURICO Y ETANOL

Observaremos instantes después que reacciona

FIG. 15 REACCION ENTRE LOS COMPUESTOS

La mezcla voto un olor muy fuerte primero a una bebida de alcohol y poco a poco el olor se vuelve fétido



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FIG. 16 MEZCLA DESPUES DE UN DETERMINADO TIEMPO

24. ¿Qué ocurrió cuando se agregó el etanol al dicromato de potasio? ¿Qué color se apreció?Una reacción muy violenta apareció un color verdoso

25. El color obtenido ¿a cuál elemento corresponde?Al cobre

26. La reacción observada es una reacción típica de oxidación ¿cuál es agente oxidante?CH3CH2OH +K2Cr2O7 +8H+ ===== 3CH3 CHO +2Cr + 7H2 O

27. ¿Cuál es la utilidad práctica que tiene esta reacción química?

Sulfato de cromo para el curtido de la piel el cromo con la proteína de la piel lo estabiliza

6. GESTIÓN Y REACCIONES o En la primera reacción



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Notaremos que “a”Es una reacción de desplazamiento simple, REDOX, endotérmica en medio acuoso -iónicoNotaremos que “b”Ese una reacción Notaremos que “c”Es una reacción de desplazamiento doble Notaremos que “d”Es una reacción de precipitación, REDOX

o En la segunda reacciónNotaremos la siguiente reacción de

Pb (NO3)2 (aq) + KI (aq) –> PbI2 (s) + KNO3 (aq) Esta ecuación es de medio acuosoEs de doble desplazamiento, REDOX, ocurre la primera oxidación del alcohol convirtiendo en aldehído

o En la tercera reacciónCH3CH2OH +K2Cr2O7 +8H+ ===== 3CH3 CHO +2Cr + 7H2 OReacción de doble desplazamiento, REDOX,



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FIG. 17 GESTIÓN DE LOS COMPUESTOS Y LIMPIEZA DE LO UTILIZADO

7. CUESTIONARIO

6.1. ¿Por qué la mayor parte de los sólidos se disuelven en agua mediante procesos endotérmicos?

La razón tal los procesos pueden ocurrir que es que la endotermicidad puede pesarse más por el aumento en el desorden del soluto durante el proceso de disolución. Las partículas del soluto son favorablemente disueltas del cristal sólido, y son libres de moverse al azar sobre en las soluciones líquidas. Igualmente, el grado de desorden en los aumentos solventes como la solución se forma, porque las moléculas solventes están entonces en un ambiente más aleatorio. Ellos se rodean por un la mezcla de solvente y partículas del soluto.

6.2. Calcule la normalidad de una disolución de ácido sulfúrico, si 80 mL de la misma reaccionan exactamente con 0,364 g de carbonato de sodio.



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6.3. ¿Qué volumen de ácido fosfórico 0,2 N reaccionará completamente con 100 mL de Ba(OH)2 0,0250M?

6.4. Si se mezclan 100mL de H2SO4 1,0 M con 200 mL de KOH 1,0 M ¿Qué sal se produce y cuál es su molaridad?

6.5. Calcule la normalidad de una disolución que contiene 4,2 gramos de HNO3 en600mL de disolución

6.6. ¿Cuál es la molaridad y la normalidad de una disolución de ácido sulfúrico que es del 19,6% en peso de H2SO4? Su densidad es 1,14g/mL.



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6.7. Calcule el volumen de disolución 6,0 M de NaOH necesario para preparar 500mL de disolución 0,120M en dicha base

6.8. Un automóvil importado tiene un tanque de gasolina con capacidad de 38 litros.El octano (C8H18), uno de los constituyentes principales de la gasolina, tiene una densidad de 0,70g/mL. ¿Qué masa de monóxido de carbono será emitido a la atmósfera por la combustión incompleta del contenido de octano puro?(P.A: C = 12; O = 16; H = 1)

6.9. El vidrio (vidrio suave), cuya composición es: Na2O.CaO.6SiO2, se utiliza para la manufactura de frascos ordinarios. Se le prepara fundiendo una mezcla de carbonato de sodio, carbonato de calcio y dióxido de silicio, sustancias que reaccionan de acuerdo con la ecuación siguiente:Na2CO3 (s) + CaCO3 (s) + 6SiO2 (s) _ Na2O.CaO.6SiO2 (l) + 2CO2 (g)



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Calcular el número de kilogramos de dióxido de silicio (SiO2) que se requieren para producir el vidrio necesario para la fabricación de 200 frascos cada uno de los cuales pesa 250g.(P.A: Si = 28; O = 16; Ca = 40; Na = 23)

6.10. La explosión del nitrato de amonio puede expresarse por:2NH4NO3 (s) _ 2N2(g) + O2(g) + 4H2O(g)¿Qué volumen total (en litros) de gases se formarán por la descomposición explosiva de 500g de nitrato de amonio, siendo la temperatura 800ºC y la presión 0,85 atm?



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8. Observaciones

- Se conoce que en algunos de los elementos a trabajar, son dañinos y muy perjudiciales al tacto humano, por lo que se necesita de sumo cuidado, y mantener el espacio de trabajo completamente ordenado, así podremos evitar posibles accidentes en el laboratorio

- La mezcla de óxido de cobre (II) y zinc, con una llama, genera muchas chipas, las cuales pueden rebotar directamente a los ojos causando muchísimo daño, incluso perdida de la vista, es necesario usar lentes de seguridad

- Las diferentes reacciones como dos sustancias incoloras al ser combinadas me pueden dar un compuesto de un color muy llamativo

- Como la combinación entre dos sustancias sólidas y liquidas me pueden dar resultados opuestos una reacción violenta y una reacción totalmente lenta

9. Conclusiones- se logró identificar las reacciones químicas de desplazamiento, exotérmicas, redox y

reacciones de oxidación- Se logró escribir correctamente ecuaciones químicas indicando los estados de

agregación- Se logró identificar los productos químicos peligrosos

10. Bibliografía

- (WIKIPEDIA, modificada por última vez el 6 may 2014, a las 23:57.)- (slideshare, Working at empresa privada on May 12, 2012)- (monografias, 2011)- (linea, 2009)



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