Pra_ctica 2 Introduccio_n a La Qui_mica 290115(1)

7/26/2019 Pra_ctica 2 Introduccio_n a La Qui_mica 290115(1)

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FACULTAD DE AGRONOMA. LABORATORIO DE INTRODUCCIN A LA QUMICA

PRCTICA 2. CAMBIOS DE LA MATERIA

1.1 FUNDAMENTO TERICO

1.1.1 La Qumica y los cambios

La Qumicaes el estudio de la materia, sus propiedades y sus cambios, es considerada como la ciencia centraldebido a que sta se ha convertido en parte fundamental en la vida del hombre, sin los conocimientos aportadospor la qumica se tendra una vida en condiciones primitivas. Loa fundamentos modernos de esta ciencia seinstituyeron en el siglo XIX, cuando los avances tecnolgicos e intelectuales permitieron a los cientficos separar alas sustancias en los ms pequeos componentes y, por consiguiente, explicar muchas de sus caractersticas.La Qumica est presente en muchas actividades cotidianas, por ejemplo por experiencia se sabe que el aceite yel agua no se mezclan, que al utilizar una olla de presin se reduce el tiempo de coccin, o que al exprimir jugode limn a las rebanadas de peras se evita que se pongan cafs. Todos los das se observan cambios sin pensaren su naturaleza y la Qumica permite explicar esos cambios de la materia en el mundo macroscpico utilizandoel mundo microscpico del tomo y la molcula.

Los cambios de la materia se pueden clasificar en dos grandes grupos: Los fsicos y los qumicos.

1.1.2 Cambios fsicos

Los cambios fsicos son aquellos que ocurren sin que se modifique la composicin qumica de las sustancias.Son ejemplo de cambios fsicos los cambios de fase o de estado. Todas las sustancias en principio pueden existiren tres estados bsicos: slido, lquido y gaseoso, y la conversin entre dichos estados puede logarse almodificar la temperatura.

Los slidosse forman cuando las fuerzas de atraccin entre molculas individuales son mayores que la energa

que causa que se separen. Las molculas individuales se encierran en su posicin y se quedan en su lugar sinpoder moverse. A medida que la temperatura de un slido aumenta, la cantidad de vibracin tambin lo hace,pero el slido mantiene su forma y volumenya que las molculas estn encerradas en su lugar y no interactanentre s. Los lquidosse forman cuando la energa de un sistema aumenta y la estructura rgida del estado slidose rompe. Aunque en los lquidos las molculas pueden moverse y chocar entre s, se mantienen relativamentecerca. A medida que la temperatura de un lquido aumenta, la cantidad de movimiento de las molculasindividuales tambin aumenta. Como resultado, los lquidos pueden tomar la forma del recipiente que los contienepero no pueden ser comprimidos. Por consiguiente, los lquidos tienen una forma indefinida, pero un volumendefinido. La materia en estado gaseosose forma cuando la energa de un sistema excede todas las fuerzas deatraccin entre molculas. En el estado gaseoso, las molculas se mueven rpidamente y son libres de circularen cualquier direccin, extendindose en largas distancias. A medida que la temperatura aumenta, la cantidad de

movimiento de las molculas individuales aumenta. Los gases se expanden para llenar los recipientes que loscontienen, tienen forman indefinida y pueden comprimirse.A nivel microscpico, en un slido, las molculas se mantienen juntas de manera ordenada, tienen muy pocalibertad de movimiento. Las molculas de un lquido estn cercanas pero sin que stas mantengan una posicinrgida por lo cual pueden moverse. En un gas, las molculas estn separadas entre s por distancias grandes encomparacin con el tamao de las molculas mismas.

Como se mencion anteriormente, es posible la conversin entre los estados de la materia sin que cambie la


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composicin de la sustancia. Al calentar un slido ste se transforma en lquido, este cambio recibe el nombre defusin y la temperatura en la que ocurre esta transicin se denomina punto de fusin. El calentamientoadicional del lquido lo convierte en gas y este cambio se denomina ebullicin. Por otra parte, el enfriamiento deun gas hace que ste se condenseen forma de lquido. Al enfriar adicionalmente el lquido, ste se congela, esdecir toma la forma de un slido. A la siguiente figura se muestran el nombre que reciben los diferentes cambios

de estado.

Figura 1.Esquematizacin de los cambios de fase de la materia y sus respectivos nombres.

1.1.3 Cambio qumico

Un cambio qumicoes el proceso en el cual una o ms sustancias se convierten en otras sustancias. Tambinse le llama reaccin qumica.Las reacciones qumicas pueden representarse por medio de ecuaciones. Una ecuacin qumica utiliza smbolospara mostrar qu sucede durante un cambio qumico. Histricamente a inicios del siglo XIX Dalton explic los

cambios qumicos de la siguiente manera: Una reaccin qumica implica solo la separacin, combinacin, oreordenamiento de los tomos; nunca supone la creacin o destruccin de los mismos.

1.1.4 Respecto al uso del termmetro

Aparte de los instrumentos de medicin utilizados en las prcticas anteriores en esta ocasin se har uso determmetros. El termmetroes un instrumento que se usa para medir la temperatura. La temperaturaes unamagnitud escalar que se relaciona con el movimiento de las partculas (energa interna) de un sistema. Lapresentacin ms comn de un termmetro es de vidrio, el cual contiene un tubo interior con mercurio, que seexpande o dilata debido a los cambios de temperatura. Para determinar la temperatura, el termmetro cuenta conuna escala graduada que la relaciona con el volumen que ocupa el mercurio en el tubo. En realidad la sustancia

que se utiliza, para medir la temperatura, es el mercurio. Y esto se debe, a que el mercurio es una sustancia, quecon el calor, no slo se dilata, sino que cuando llega a la temperatura promedio, permanece estable por bastantetiempo.

Son tres las escalas de temperatura que se utilizan frecuentemente. Sus unidades son grados Celsius (C),grados Fahrenheit y kelvin (K). Observe que la escala Kelvin no tiene el signo de grados y que adems lastemperaturas expresadas en kelvins por concepto no pueden ser negativas.La escala Celsius divide el intervalo entre los puntos de congelacin (0C) y ebullicin (100C) del agua en 100


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grados. El kelvin es la unidad bsica de temperatura del Sistema Internacional, se trata de una escala detemperatura absoluta. Por absoluta se entiende que el 0 de la escala Kelvin, denotado como 0 K, es latemperatura ms baja que puede alcanzarse en teora. Por otra parte el 0F y 0C se basan en elcomportamiento de una sustancia elegida arbitrariamente, el agua.

Las relaciones numricas entre las diferentes escalas son las siguientes: C = (F32) * (5/9) F = (9/5)*C + 32

K = C + 273.15

1.2 OBJETIVOS DE LA PRCTICA

Clasificar los cambios involucrados en el proceso de imbibicin de una semilla en fsicos o qumicos. Clasificar el proceso de formacin de cobre como un cambio fsico o qumico

Clasificar el proceso de cambio de color de flores como cambio fsico o qumico.

Realizar e interpretar una grfica que relacione temperatura y tiempo transcurrido durante el proceso de

fusin del hielo.

1.3 MATERIALES Y EQUIPO

Materiales proporcionados por el laboratorioCristalera y Equipo Reactivos 3 Beacker de 50 mL

2 Beacker de 100 mL

1 Probeta de 5 mL

1 caja de Petri de 14 cms de dimetro 1 caja de Petri de 9 cms de dimetro 1 Termmetro 0 a 400C

1 Probeta de 250 mL. 1 Pizeta 1 Varilla de vidrio

Solucin de Sulfato de cobre

Hidrxido de amonio

cido Sulfrico

Zinc

Materiales proporcionados por el estudiante.Por grupo de trabajo 50 gramos de semilla de frijol negro (Phaseolus vulgaris). La muestra debe ser entregada al instructor por lo

menos 48 horas antes de la realizacin de la prctica. 3 flores de color rojo, 3 blancas y 3 de color lila.


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1.4 METODOLOGA

1.4.1 Experimento 1: Imbibicin en semillas de frijol

a.

El instructor har entrega de una muestra de semilla de frijol (Phaseolus vulgaris) previamente seca enhorno de conveccin a 65C durante por lo menos 10 horas y enfriadas en un desecador. La actividadde secado debe realizarse con antelacin por lo que las semillas deben ser entregadas al instructor por lomenos 48 horas antes de la realizacin de la prctica.

b. Colocar las semillas en una probeta de 250 ml.c.

Agregar agua destilada en cantidad suficiente para cubrir bien las semillas.d.

Mida y anote el volumen hasta donde llegan las semillas.e. 10 minutos antes de finalizar el laboratorio observe si existe cambios en el volumen de las semillas.

Anote y describa los cambios observados.

1.4.2

Experimento 2. Fusin del hielo

a.

Colocar un cubo de hielo en un beacker de 100 mL.b.

Observar y anotar las caractersticas del cubo de hielo.c. Medir la temperatura inicial del cubo. Siga las indicaciones del instructor.d. Colocar el beacker en un lugar adecuado.e. Anotar la temperatura cada quince (15) minutos hasta cuando todo el hielo cambie a estado lquido.

Cuando mida la temperatura con el termmetro cuide que el bulbo no toque las paredes del beacker.f. Anote los datos en el cuadro 1.g. Trasvase el contenido del beacker a una probeta adecuada. Mida y anote el volumen.h. Observe y anote todas las caractersticas del estado lquido del agua.

1.4.3 Experimento 2. Formacin de cobre.

a.

Trasvasar 75 mL de una solucin de sulfato de cobre a un beacker de 100 mL. Aadir a la solucin desulfato de cobre, 5 mL de cido sulfrico concentrado y mezclar totalmente. Este paso debe realizarse enla campana de extraccin de gases.

b. Deje enfriar la nueva mezcla.c.

Tomar 2 granos de zinc y agregarlos a la solucin acidulada de sulfato de cobre. Observar la formacinde efervescencia.

d. A medida que transcurra la reaccin desaparecer el color azul de la solucin y empezar a formarse una

masa de color rojo.e.

Al cabo de 40 minutos se detendr el desprendimiento de gasf. Observar y anotar los cambios observados.


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1.4.4 Experimento 3. Cambio de color de las flores

a. Coloque las flores, una de cada color, dentro de la caja de Petri pequea. No coloque la tapa.b. Introducir la caja de Petri con las flores, sin la tapa, dentro de otra caja de Petri ms grande.c.

Llevar las cajas de Petri a la campana de extraccin de gases.

d.

Dentro de la campana de extraccin, la cual debe estar funcionando, medir 3 mL de hidrxido de amonio.Agregar el hidrxido de amonio fuera de la caja de Petri pequea pero dentro de la caja grande.

e. Colocar la tapa de la caja de Petri grande para crear una atmsfera con vapores de amonaco alrededorde las flores.

f.

Observar y anotar los cambios observados.

1.5 CUESTIONAMIENTOS Y OBSERVACIONES PARA INCLUIR EN EL INFORME

a.

Describa el o los cambios observados en cada experimento.b. Explique con fundamentos cientficos lo sucedido en cada cambio.c. Clasifique los cambios en fsicos o qumicos y razone su respuesta.d. Cules son las unidades para medir la temperatura que utiliza el termmetro?e. Observe y anote la temperatura ms pequea y la ms grande que puede ser medida por el termmetro

que utiliz en el experimento de fusin del hielo. Explique por qu el termmetro utiliza esta escala.f. Cuadro 1. Temperatura observada en el proceso de fusin del hielo.

Tiempo (min) 0 15 30 45 60 75 90 105 120

T (C)

g. Realice una grfica con los datos del cuadro 1. Puede colocar los datos de tiempo en el eje de lasabscisas y los valores de temperatura en las ordenadas.

h. Qu informacin se puede obtener de esta grfica?i. En el experimento de fusin del hielo determine la variacin promedio de la temperatura con respecto del

tiempo ( Temperatura/ tiempo) entre el minuto 15 y el minuto 30. Tome en cuenta que esta variacines nicamente para las condiciones de trabajo de este experimento.

j. Convierta los datos de temperatura anotados en el cuadro 1 de C a F y K.


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1.6 BIBLIOGRAFA

Chag, R & Goldsby, KA. 2013. Qumica. Undcima edicin. McGraw-Hill. China 2013. 1090 p.

LAcadmie Nancy-Metz. 2012. La physique dans la cuisine. Les changements dtat et leursapplications (En lnea). La France. Consultado: enero 2014. Disponible en: http://www.ac-nancy-metz.fr/

Mler, L. 1964. Manual de laboratorio de Fisiologa Vegetal. Instituto Interamericano de CienciasAgrcolas de la O.E.A. Turrialba, Costa Rica. 165 p.

Rakotondradona, R. Sf. Physiologie vgtal et animal. Universit Virtuelle Africaine. Madagascar. 92 p. Richter, G. 1972. Fisiologa del Metabolismo de las plantas. Editorial CECSA. Mxico. 417 p.

1.7 CONCEPTOS Y DEFINICIONES

Materia: es todo aquello que ocupa espacio y posea masa.

Masa: es una medida de la cantidad de materia que tiene un objeto. Molculas: Partculas materiales que constan de dos o varios tomos iguales o distintos. Las molculas

de un compuesto son las unidades ms pequeas que poseen todas las propiedades del compuesto. Elnmero y clase de tomos que forman una molcula se expresa por medio de la frmula qumica.

tomo: Parte ms pequea en que se puede dividir un elemento, que interviene como tal en las

reacciones qumicas y que por lo tanto presenta las propiedades caractersticas del elemento. Imbibicin:Al colocar coloides en estado seco en contacto con agua, sta es absorbida. Tal absorcin

de un solvente por coloide se denomina imbibicin. Coloide: Partculas que tienen un tamao comprendido entre 10 -5y 10-7mm de dimetro (de 10 a 100

veces mayor que las molculas, tomos o iones). Adsorcin: Unin de una capa de iones o molculas de un gas o lquido en la superficie de un slido. El

proceso se produce por la atraccin entre las partculas de la superficie del slido (el adsorbente) y lasdel gas o lquido (el adsorbato).

Sulfato de cprico pentahidratado: CuSO4*5H2O, es una sal inorgnica de color azul producto de lareaccin entre el sulfato cprico anhdro y agua. En la agricultura el sulfato cprico es muy utilizado enfungicidas. Lapasta bordelesa y caldo bordelses el producto de la reaccin entre el sulfato de cobre yel hidrxido de calcio (cal). En caso de aspersiones concentradas la mezcla bordelesa se hace al mezclar10 kilos de sulfato cprico, 10 kilos de hidrxido de calcio y 100 litros de agua (10:10:100). La proporcinque ms ampliamente se utiliza para hacer una mezcla bordelesa es la de 8:8:100. La mezcla bordelesase utiliza como fungicida preventivo y de contacto utilizado principalmente para evitar el ataque dehongos u oomicetos que ocasionan mildius y antracnosis, debido a que el in cprico evita que sedesarrolle las esporas de estos patgenos.

Antocianos: Glucsidos libres de nitrgeno disueltos en las vacuolas de las plantas. Estos pigmentoscolorean de rojo, violeta o azul las flores y los frutos, entre otras partes de las plantas.

Compilado por: Kelder Alexis Ortiz CardonaFecha de Revisin: Enero 2015.

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