Laboratorio Conservacion de La Masa
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INFORME DE LABORATORIO
CARRERA: Ingeniería Petroquímica
NIVEL: Cuarto semestre
ASIGNATURA: Química del Carbono II
INFORME N° 03
INTEGRANTES:
Michelle Jácome
Dayana Álvarez
Marlon Estrella
1. TITULO
Cambios físicos y químicos - Ley de la conservación de la masa
2. MARCO TEÓRICO
Al estudiar a fondo un cambio manifiesto se encuentra que la substancia
(o substancias) en cuestión han sufrido arreglos o re-distribuciones
relativamente permanentes de electrones con respecto a su propio
núcleo atómico (u otro). Existen dos tipos de cambios y son:
Cambios físicos: Pueden definirse como aquellos cambios que
sufre la materia en su forma, en su volumen o en su estado, sin
alterar su composición o naturaleza. Así, si se calienta un bloque
de hielo a determinada temperatura, este se licua, es decir, pasa
al estado solido al liquido modificando su forma y volumen pero
conservando su naturaleza, pues antes del cambio se tenia agua
solida y después del cambio se tiene agua liquida; pero si se
continua el calentamiento, finalmente se alcanzará la temperatura
de ebullición y el agua pasa al estado de vapor conservándose
inalterable en todos los casos, la composición de ésta.
Cambios químicos: Estos conllevan una variación en la
composición de la naturaleza de la materia, es decir a partir de
una porción de material llamada reactivo, se obtiene un material
distinto denominado Producto, por medio de una reacción de una
reacción química y en la cual pueden influir diversos factores tales
como la luz, presión, u otras sustancias reactivas. La formación
del oxido de hierro sobre la barra de metal constituye un caso de
cambio químico, puesto que el oxido de hierro (producto) no es el
mismo que el hierro puro (reactivo).
Los arreglos electrónicos no se pueden observar y comprobar su
existencia, es una tarea difícil, ardua y costosa. Sin, embargo se han
realizado suficientes estudios, se crearon reglas prácticas, a fin de
ayudar a los científicos y otras personas a decidir si un cambio es físico
o químico.
Estas reglas no siempre son válidas; con frecuencia son difíciles de
interpretar y hay fenómenos que se presentan en el límite existente entre
la Química y la Física. Sin embargo se considera que un fenómeno es
de naturaleza química cuando se presentan las siguientes evidencias:
Formación de un precipitado: En un principio se encuentran los
iones en solución acuosa. Al sobrepasar el producto de
solubilidad de los cationes y los aniónes que formarán el
precipitado, los iones comenzarán a unirse formando una red
cristalina. Al comienzo, se formarán unas estructuras conocidas
como ‘núcleos’ constituidas por pequeñas partículas. Estos
núcleos irán creciendo conforme se depositen partículas más
pequeñas sobre ellos, hasta que por gravedad se precipiten en la
solución
Formación de un gas: Cuando en una reacción química
reaccionan dos o más compuestos y se forma un producto
gaseoso que se va con el aire.
Consumo de un sólido: Un sólido se consume conforme avanza la
reacción.
Cambio de color: Una reacción química consiste de forma sencilla
en la destrucción de unos enlaces (los de los reactivos) y en la
formación de otros (los de los productos). Pero tanto los enlaces
de los unos como los de los otros pueden ser de naturaleza muy
diferente. El color normalmente se debe a la "conjugación"
(deslocalización) de los electrones que forman un enlace, lo que
hace que absorba una determinada longitud de onda y el ojo vea
su color complementario. Pues si desaparecen conjugaciones
anteriores o aparecen conjugaciones nuevas lo más normal es
que haya un cambio de color.
En otras palabras podemos decir que la mejor evidencia de un cambio
químico, es la obtención de una nueva substancia o substancias de
composición y propiedades diferentes de aquellas, de la substancia o de
las substancias originales. Así cuando el hierro se oxida tiene una
apariencia distinta a la del hierro original.
En otros casos, el examen externo no indica un cambio químico, por lo
que se hace necesario realizar pruebas químicas tales como: analizar el
producto formado, sea añadiendo un ácido o una base, calentando la
substancia o probando la reactividad con otras substancias químicas.
3. OBJETIVOS
3.1. OBJETIVO GENERAL
Obtener éter etílico a partir de etanol
3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Apreciar el olor característico del éter etílico destilado
mediante inhalación controlada.
Determinar la temperatura de obtención del éter etílico con
un termómetro para compararlo con un valor estándar.
Construir una cámara para baño de aire, en la obtención
de éter etílico evitando la pérdida de calor al ambiente.
Relacionar la polaridad del éter etílico frente al agua
para entender las relaciones de solubilidad
4. HIPÓTESIS
Conociendo las reacciones de alcoholes y éteres, se podrá sintetizar
éter etílico a partir de etanol.
5. MATERIALES Y REACTIVOS
5.1. MATERIALES
1. Mechero
2. Termómetro
3. Crisol
4. Pinza para crisol
5. Tubos de ensayo
6. Pinza para tubos de ensayo
7. Vaso de precipitación
8. Balanza analítica
5.2. REACTIVOS
9. Ácido Sulfúrico (concentrado)
10.Azúcar
11.Cristales de cloruro de sodio
12.Limaduras de hierro
13.Alambrito de cobre
14.Soluciones de cloruro de sodio
15.Sulfato de cobre
16.Carbonato de sodio
17.Nitrato de potasio
18.Nitrato de plata
19.Nitrato plumboso
20.Cloruro de calcio
21.Ácido clorhídrico diluido
22.Ácido nítrico concentrado.
6. DIBUJO DEL DISPOSITIVO EXPERIMENTAL
Practica 1
Practica 2
Practica 3
Practica 4
Practica 5
Practica 6
Practica 7.A
Practica 7.B
7. APLICACIÓN DE PROCESOS
Practica 1.- Cambio de color
Colocar en dos tubos de ensayo 5 cm3 de solución de sulfato de cobre
en cada uno.
Al primero agregar una pequeña porción de limaduras de hierro
Al segundo conservarlo como testigo para comprobar algún cambio
visible.
Dejar las limaduras de hierro por lo menos un cuarto de hora y agitarlo
de rato en rato.
Veamos la reacción no electrónica:
CuSO4+Fe=FeSO 4+Cu
(a . R )= (a .R )
La electrónica será: en la solución encontramos iones.
SO4−2 yCu+2
Para que se forme un átomo de cobre a partir del ion cobre, éste último debe
ganar dos electrones.
Cu+2+2e=Cu
Ion cobre, da color + electrones = átomo de cobre azul a la solución
Los electrones son donados por los átomos de hierro Fe, que se trasforman en
iones Fe+2 que pasan a la solución a reemplazar a los iones Cu+2.
Fe=Fe+2+2e
Átomos de Fe de = ion hierro + electrones cedidos las limaduras por el hierro
Practica 2.- Cambio de estado cristalino
Colocar en un tubo de ensayo cristales de cloruro de sodio y calentarlos
fuertemente.
Practica 3.- Consumo de un solido
En el crisol calentar fuertemente una pequeña cantidad de azúcar hasta
que no haya residuo alguno (Fig. 23). 5)
Práctica 4.- Consumo de un sólido, formación de un gas y cambio de color
En un tubo de ensayo colocar 5 cm3 de HC1, luego introducir un
termómetro y seguidamente agregar un trozo de Zn metálico. Anotar sus
observaciones.
Practica 5.- Formación de un precipitado
En tres tubos de ensayo que contengan cada uno 2 cm3 de solución
diluida de NaCl.
Agregar al primero gotas de nitrato de plata
Agregar al segundo gotas de nitrato plumboso
Agregar al tercero gotas de químicos
Practica 6.- Varias evidencias al mismo tiempo
A 0,5 cm3 de HN03 concentrado contenido en un tubo de ensayo,
añádase un alambrito de cobre. Anotar sus observaciones.
Practica 7.- Conservación de la masa durante un cambio químico
Practica 7.A.
Verter 5 cm3 de una solución de carbonato de sodio en un tubo de
ensayo
Verter en otro 5 cm3 de solución de cloruro de calcio.
Colocar los dos tubos en un vaso de precipitación y pesarlos
cuidadosamente.
Verter una solución sobre la otra
Anote lo que vea saque sus conclusiones con respecto a la naturaleza
del cambio (físico o químico).
Volver a pesar, ambos tubos en el mismo vaso (utilizando la misma
balanza).
Practica 7.B.
b) Repetir el experimento, pero en lugar de solución de CaCl2, utilizar la
del ácido clorhídrico al 10% y cuando mezcle" las soluciones hágalo
lenta y cuidadosamente.
Anote sus observaciones y saque sus conclusiones acerca del proceso
(químico o físico).
Volver a pesar ambos tubos en el vaso de precipitación, igual que en el
caso anterior.
8. CALCULOS
Vo=30ml
Vcondensado=10.5ml
Vevaporado=8ml
Vperdida=5.5ml
Vsobra=6ml
9. EXPRESIÓN DEL RESULTADOS
Practica 1.- Cambio de color
1) ¿Cambió la solución de color en cuanto a su intensidad?
2) ¿a qué se debe dicho Cambio?
3) ¿qué se ha depositado en las limaduras de hierro?
4) ¿Mediante qué reactivo comprobaría la presencia de aquel cuerpo que
ha pasado a la solución? Hacer la reacción correspondiente.)
5) En la última reacción ¿cuál es el agente oxidante y cuál el reductor?
6) ¿Cuál cuerpo se ha oxidado y cuál se ha reducido?
7) ¿Cuál es el número de electrones ganados y perdidos?
Practica 2.- Cambio de estado cristalino
1) ¿Hubo cambio físico o químico? Si hubo cambio químico realizar la
reacción.
2) ¿Cómo llama a los sonidos producidos?
Practica 3.- Consumo de un solido
1) Describa lo que sucedió con el azúcar
2) Hacer la ecuación de cuando se produce la llama en el seno del crisol
(ecuación incompleta con cuatro moléculas de Q2)
3) La ecuación de combustión completa utilizando el mechero por mucho
más tiempo
4) La ecuación de des-composición del azúcar por medio del calor (sin
intervención del oxígeno atmosférico o sin combustión).
Práctica 4.- Consumo de un sólido, formación de un gas y cambio de color
1) ¿Hubo o no cambio en la temperatura de la solución del tubo de
ensayo?
2) ¿De qué factores dependerá una mayor elevación de la temperatura en
la ecuación?
3) Hacer la reacción correspondiente.
Practica 5.- Formación de un precipitado
1) Si hubo cambios químicos, ¿qué evidencias presenta para tal
afirmación?
2) De los cambios químicos realizar las ecuaciones correspondientes.
Practica 6.- Varias evidencias al mismo tiempo
1) Si ha existido un cambio químico, ¿qué evidencias demuestran aquello?
2) Hacer la ecuación correspondiente
Practica 7.- Conservación de la masa durante un cambio químico
Practica 7.A.
1. Anote sus observaciones y saque sus conclusiones con respecto a la
naturaleza del cambio (físico o químico).
2. ¿Hubo cambio en el peso total?
Practica 7.B.
1. Anote sus observaciones y saque sus conclusiones acerca del proceso
(químico o físico).
2. ¿Hubo cambios en el peso? ¿Por qué?
3. ¿Se aplica o no la ley de la conservación de la masa?
10.CONCLUSIONES
Si se puede obtener éter etílico mediante una reacción de
deshidratación de un alcohol mezclado con ácido sulfúrico y calor.
Se concluyó que la cámara de aire alrededor del sistema de
destilación es el método más eficiente para la obtención de éter
etílico.
Se logró percibir el olor característico del éter etílico, siendo
definido como un olor delicioso, a frutas variadas, muy penetrante,
pero mortal por su uso como anestésico.
Se pudo minimizar la perdida de calor al ambiente mediante la
utilización de la cámara de aire.
Se midió la temperatura de evaporación del éter etílico con el
termómetro y fue de 160°C aproximadamente.
Se definió que la temperatura de evaporación es mayor en
relación al punto de ebullición del alcohol etílico con ácido
sulfúrico en tablas.
Se determinó que la concentración del alcohol etílico y del ácido
sulfúrico influyen con el punto de ebullición y la temperatura de
evaporación.
Se construyó la cámara de aire alrededor del sistema de
destilación siendo un método efectivo para evitar la pérdida de
calor al ambiente.
Se comprobó las definiciones de polaridad y solubilidad,
estableciendo que el éter es un compuesto no polar, su estructura
es muy simétrica, las fuerzas de atracción intermoleculares son
débiles, por tanto este compuesto es volátil.
Se evidencio la regla de lo igual disuelve a lo igual, el éter (no
polar) y el agua (polar) no son solubles.
No fue totalmente satisfactorio el resultado debido a fallas en el
aislamiento del sistema de destilación fraccionada. Se obtuvo una
pérdida de 5.5ml aproximadamente.
Se justificó que las propiedades del alcohol etílico tienen relación
entre el porcentaje de éter etílico y los porcentajes de los
reactivos.
Si se consiguió obtener éter etílico condensado,
aproximadamente 6ml, un valor mucho menor al valor esperado.
Se distinguió el cambio de estado de los reactivos en productos al
añadirle calor y posteriormente por su paso en tubo de
refrigeración el cambio de gas en líquido.
Se percibió al final de la práctica que los residuos en el balón
poseían un olor desagradable y con propiedades riesgosas.
11.PROPUESTAS DE MEJORA
Utilizar papel aluminio creando un baño de aire, incrementando
de esta manera la eficiencia del proceso, con la arena requiere
más tiempo y es menos efectivo.
Tener cuidado al constituir la campana de papel aluminio para
que no existan fugas de calor.
Colocar cinta teflón para evitar fugas de éter etílico en la
evaporación, colocar siempre en la parte externa de las
conexiones del equipo de destilación fraccionada.
Para varias destilaciones a la vez, colocar las mangueras de
forma tal que en cada salida de agua de un aparato sea la
entrada de otro, evitando el desperdicio de agua.
Dejar enfriar el balón totalmente para lavar, se esta manera se
evita rupturas del equipo.
Acercar el olor del éter con un movimiento a manera de abanico
con la mano, no acercar la nariz directamente.
No dejar quemar totalmente el contenido dentro del balón ya que
es arduo el lavado del material.
Evitar el prolongado tiempo de inhalación de éter etílico, pues es
mortal usado como anestésico.
12.CUESTIONARIO
13.BIBLIOGRAFIA
Curso breve de Química Orgánica, Walter W. Linstromberg
Química, Enrique Gutiérrez Ríos
http://es.slideshare.net/alexandrachn/formacion-de-un-precipitado
http://cienciasnaturales.carpetapedagogica.com/2009/07/cambios-
fisicos-y-quimicos-de-la.html