lunes, 9 de octubre de 2017

MODELOS QUÍMICOS / PRACTICA 7

SÍNTESIS DEL AGUA | ACTIVIDAD DE LABORATORIO 4

Los compuestos son combinaciones químicas de los elementos. Cuando se unen dos o más para formar un compuesto se lleva a cabo una reacción química llamada síntesis o combinación. Muchas reacciones químicas de los elementos para formar compuestos son espectaculares, pero deben efectuarse en condiciones especiales de laboratorio por que son riesgosas.

-Problema

¿Qué ocurre cuando reaccionan entre sí el hidrógeno y el oxígeno? El oxigeno reacciona con hidrogeno para obtener agua (H2O). La reaccion es:

2H2 + O2 ==> 2H2O

Es un cambio quimico, porque todos los compuestos resultantes tienen propiedades totalmente distintos que los compuestos reactantes o iniciales.

-Hipótesis

El agua es una sustancia que químicamente se formula como H2O; es decir, que una molécula de agua se compone de dos átomos de hidrógeno enlazados covalentemente a un átomo de oxígeno.

Ya que el oxígeno tiene una electronegatividad superior a la del hidrógeno, el agua es una molécula polar. El oxígeno tiene una ligera carga negativa, mientras que los átomos de hidrógenos tienen una carga ligeramente positiva del que resulta un fuerte momento dipolar eléctrico. La interacción entre los diferentes dipolos eléctricos de una molécula causa una atracción en red que explica el elevado índice de tensión superficial del agua.


-Objetivo

Materiales: 2 matraces de Erlenmeyer de 250 mL, soporte universal completo, mechero Bunsen, un tapón monohorado, una cuba hidroneumática, tubo de vidrio, pinzas para tubo de ensayo, una jeringa, tapón simple, un envase de refresco vacío (puede ser de plástico), ácido clorhídrico al 50%, zinc en polvo, agua oxigenada, levadura fresca.

Medidas de seguridad: Usa bata de laboratorio. Ten cuidado al manejar las sustancias de laboratorio, ya que algunas son peligrosas como el ácido clorhídrico y el agua oxigenada. Para manejar sustancias sólidas utiliza espátulas. No toques las sustancias de laboratorio directamente con las manos. 

-Procedimiento

1.-Producción de hidrógeno: Coloca en un matraz Erlenmeyer un poco de polvo de zinc y tápalo con un tapón monohorado por el que penetre un tubo de vidrio e forma de L. Monta un sistema de recolección de gas utilizando la botella lena de agua e invertida (el hidrógeno no es soluble en agua); con ayuda de la jeringa, introduce en el matraz Erlenmeyer ácido clorhídrico al 50 % para iniciar la reacción con el zinc. Si es necesario calienta un poco, permite que burbujee en el agua el aire contenido en la mangera por unos 30 segundos y colecta el gas en la botella hasta que desplace las dos terceras partes de su contenido de agua. Mantén dentro de la cuba de botella que contiene el gas.





2.- Producción de oxígeno: Utilizando el mismo sistema de recolección de gases con las indicaciones correspondientes, agrega en el otro matraz 30 mL de agua oxigenada y una pequeña cantidad de levadura. Coloca la manguera que sale del aparato generador dentro de la botella (nunca permitas que la boca de la botella rebase la superficie del agua y trata de mantenerla seca en su interior) e inicia el calentamiento. Llena completamente la botella con el gas que se desprende, saca la botella de la cuba y tápala de inmediato con un tapón. 



3- Combinación química de hidrógeno y oxígeno: Con la ayuda de un compañero envuelve la botella con un trapo grueso. Sujétala firmemente y enciende un cerillo. Coloca la flama en la boca de la botella, destápala, escucha y observa (sin soltar la botella). No olvides anotar todas tus observaciones y comentarios en tu cuaderno. No dejes escapar ningún detalle.

-Datos y observaciones

PREGUNTA
OBSERVACIONES

¿Qué se observa al reaccionar el ácido clorhídrico con el zinc?

Se observa un burbujeo y salida de gas por el extremo del tubo, es el hidrógeno que se está formando en la reacción. El tubo de ensayo se calienta debido a que la reacción es exotérmica, es decir, con desprendimiento de calor.

¿Qué se observa al reaccionar agua oxigenada con el catalizador?

Se comienza la reacción química.

¿Por qué es importante marcar volúmenes de 1/3 en la botella?

Para determinar donde se pondrá cada material en esta mezcla. (gases)

¿Cuáles son las evidencias de que ocurrió una reacción química al acercar la flama a la boca de la botella?

El sonido ensordecedor que surgió al acercar este.

-Datos y observaciones

1-¿Por qué es importante marcar los volúmenes de 1/3 en el envase? Para medir correctamente los materiales y la cantidad de agua que se va a ocupar.

2-Una vez recolectados los dos gases dentro de la botella, ¿el contenido es una mezcla o un compuesto? Explica tu respuesta. Es una mezcla, por que no hay partes iguales en su estructura por cualquier lado.

3-¿Por qué es necesario acercar una flama para generar la reacción entre el hidrógeno y el oxígeno?

4-Tomando en cuenta lo realizado en el laboratorio para la síntesis del agua, ¿qué opinas respecto al rendimiento de esta reacción?

-Aplicación y evaluación

1-¿Por qué, si la combinación de hidrógeno y oxígeno forma agua, no se puede obtener este compuesto en forma cotidiana para cubrir las necesidades de abastecimiento de este líquido vital? Dejando de un lado las cosas más importantes como que habría que hacerla potable y esas cosas, lo más importante es que generando una nueva molécula de agua cada segundo por 50 millones de años tan solo obtendríamos un gramo de esta preciada sustancia.

2-Si la proporción de gases empleado hubiera sido 1:1, esto es, la misma cantidad de volumen de hidrógeno que de oxígeno, ¿esperarías que los dos gases reaccionaran completamente? Justifica tu respuesta. No, ya que habría un desbalance en la reacción.

3-¿Qué importancia tiene el combinar químicamente hidrógeno y oxígeno en la proporción 2:1 respectivamente y no a la inversa? Es importante para poder entender más a fondo la forma en que la materia se compone y como interactúa consigo misma, claro, hablando solo de la materia bariónica.

















































LA ELECTRÓLISIS DEL AGUA \ ACTIVIDAD 3 DEL LABORATORIO

La electrólisis es la separación de compuestos por medio de la electricidad. Se produce al sumergir dos electrodos, un ánodo y un cátodo, en un líquido electrolítico como la disolución acuosa de hidróxido de sodio y conectadas a una fuente de energía eléctrica como una batería o fuente de poder. Cuando la corriente eléctrica directa fluye se produce una reacción química.

-PROBLEMA

¿Qué evidencias se deberán obtener durante la electrólisis para afirmar que el agua es un compuesto o un elemento? Ver si se divide en sustancias más simples, por ejemplo, ver que sus átomos se separen en hidróxido e hidrógeno.

-HIPÓTESIS

¿Qué es el agua, un compuesto o un elemento? Desde el punto de vista químico, el agua es un compuesto conformado de dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno.


-PREPARACIÓN (sin aparato de Hoffman)

Materiales: Vaso de precipitados de 400 mL, 2 puntillas de grafito (quilate la madera a un lápiz con una navaja hasta que quede el grafito), 2 tubos de ensayo, alambre de cobre delgado, pila de 9 volts, 2 caimanes y masking tape, agua y unas gotas de ácido sulfúrico o media cucharadita de cloruro de sodio (como electrolito).

Medidas de seguridad:  Usa bata de laboratorio. Maneja con cuidado las reacciones químicas y reactivos, ya que disoluciones de hidróxidos y ácidos son corrosivas. Al terminar el experimento vacía la disolución empleada del electrolito sobrante en un recipiente para su reuso.


-PROCEDIMIENTO

1- Coloca agua en el vaso de precipitados, introduce dos puntillas de grafito dentro de dos tubos de ensayo que previamente han sido llenados con agua e invertidos dentro del vaso de precipitados (de tal forma que ambos tubos queden totalmente llenos de agua al invertirse)

2.-Concreta con alambre de cobre delgado cada puntilla con los polos negativo y positivo de la pila y recubre las conexiones metálicas.

3.-Una vez montado el aparato, agrega unas gotas de ácido sulfúrico, agita y anota tus observaciones.


-DATOS Y OBSERVACIONES



PREGUNTA
OBSERVACIONES

¿Qué se observa en el polo positivo (ánodo)?

Las moléculas se separan más rápido por la disolución en la que están inmersas.

¿Qué se observa en el polo negativo (cátodo)?

La separación es más lenta.


¿Existe diferencia en la cantidad de gas que se deposita en cada tubo?

Si, existe una donde hay 2 veces mayor cantidad de volumen de hidrógeno que de oxígeno.

Acerca un cerillo encendido al gas obtenido en el cátodo (-), ¿Qué se observa?


Se apaga.

Coloca el punto de ignición (paja con punto rojo encendido) al gas obtenido en el ánodo (+).


Se quema más rápido.

Proporción en que se obtienen los gases en cada tubo.


2:1

1-¿Qué tipo de corriente eléctrica se aplicó, directa o indirecta? Directa

2.-¿Qué papel cumple en la electrólisis el hidróxido de sodio en disolución? Funciona como electrolito que al pasar por una corriente eléctrica da como resultado una reacción química.

3.-¿Qué gas identificaste en el ánodo? Oxígeno.

4.-¿Qué gas identificaste en el cátodo? Hidrógeno.

5.-¿En qué proporción se obtienen los gases obtenidos? 2:1, donde hay 2 veces más volumen de hidrógeno que de oxígeno.

6.- ¿Cuál de los dos gases se obtuvo con mayor proporción? El hidrógeno.

-ANÁLISIS Y CONCLUSIÓN

7- ¿Se puede afirmar que los gases obtenidos en la electrólisis son los componentes del agua? Sí, que fueron producto por la descomposición de la misma.

8-¿Qué permite afirmar la proporcionalidad obtenida de los gases? El volumen medido

9- ¿Qué función cumple el tipo de corriente eléctrica aplicada? La forma por la que esta se va a propagar y con que rapidez lo va a hacer

10-¿Por qué aplicar corriente eléctrica y no otro tipo de energía, como el calor? Por que no conducen bien la carga.

11-¿Qué papel cumple la energía en esta reacción química? Una forma de transporte

12- ¿Qué le sucederá a la electrólisis del agua si se suspende el paso de la corriente eléctrica? Se detiene

13-Con base en las evidencias obtenidas durante la electrólisis, ¿qué es el agua, un compuesto o un elemento? UN COMPUESTO, ya que se obtuvieron sus elementos primarios, hidrógeno y oxígeno.

-APLICACIÓN Y EVALUACIÓN

1-¿La fórmula química del agua H2O permite establecer algunas hipótesis respecto a la proporcionalidad de sus componentes? Si, donde siempre va a ver 2 veces mayor cantidad de H que de O

2-Elabora una hipótesis respecto al papel que cumple la energía (corriente eléctrica) en la descomposición del agua por electrólisis. La palabra electrolisis significa destrucción por electricidad. Esto quiere decir que la electrolisis es el proceso de descomposición de una sustancia a través de electricidad.
























































jueves, 7 de septiembre de 2017

PREPARACIÓN DE UNA MEZCLA Y SEPARACIÓN DE SUS COMPONENTES | PRACTICA DE LABORATORIO No. 2, REPORTE.

Con frecuencia empleamos en forma cotidiana diversos métodos de separación de mezclas, como la filtración al prepararnos un "café de grano" o al "aspirar una alfombra". Cuando separamos las "papas cocidas del agua caliente" o eliminamos la "grasa que flota en el caldo" lo que hacemos es una decantación. O cuando eliminamos el exceso de agua por calentamiento  para obtener un "guisado más espeso" lo que hacemos es evaporación. Si se observa, se emplea un determinado método de separación de mezclas según lo que vamos a separar, ya que no se puede emplear la evaporación para servirnos una taza de café de grano, ni se emplea un filtro para separar el agua de la cubeta con ropa Por lo anterior, la elección del método de separación de mezclas adecuado dependerá de las propiedades de los componentes de la mezcla.


1.- Problema.
¿Qué propiedades deben tener 3 sustancias que mezcladas entre sí puedan ser separadas por filtración, decantación y evaporación?  Masa, volumen y densidad.

2.-Hipótesis.
Una de las reglas generales de las mezclas es que las sustancias que están involucradas siempre mantienen sus propiedades iniciales, para que más tarde estas puedan ser estudiadas.

3.-Objetivos.

Las principales características que hay que tener en cuenta para la realización de la vaporización, filtración y decantación y evaporación son la masa, su volumen y su densidad. Por ejemplo, si una sustancia es mas densa que otra se puede aplicar decantación, o si el volumen de la partícula es mayor al de el solvente, se aplica la filtración.

4.-Materiales.
Embudo para filtración, papel filtro, vaso de precipitado, cápsula de porcelana, soporte universal completo, mechero Bunsen, pinzas para cápsula. Sustancias de laboratorio para preparar mezclas.}

5.-Procedimiento.

°Primero el equipo discutió que tipo de mezcla se quería lograr y con que materiales.
Empezamos con una heterogénea a base de alcohol, glicerina y agua. La glicerina es más densa que el agua, así que se sedimentó de manera sencilla, luego el alcohol y el agua formaron una separación rara, donde se podía observar la diferencia entre ellas.

Para eso usaríamos el método de evaporación, así que mientras se calentaba nuestro recipiente en baño maría, hicimos otra mezcla. Esta constaba de sal, frijoles y acetona.

Una vez preparada la primera mezcla, observamos que el agua fue una de las primeras en erosionarse, a pesar de que el alcohol tiene un punto de ebullición menor que el del agua, al final el método que usamos para separar el alcohol y la glicerina fue la decantación.

Para la mezcla de frijoles lo primero que hicimos fue esperar a que se sedimentara todo bien y luego separar por decantación la acetona de los frijoles, luego los frijoles de la sal y para el final usamos la evaporación para separar la acetona restante de la sal.

6.- Preguntas y observaciones.

1.¿En que propiedades se basaron para elegir los componentes de la mezcla? En solubilidad y densidad.

2.Una vez preparada la mezcla, ¿qué tipo es: homogénea o heterogénea?

3.¿Qué tipo de cambio sufren los componentes de una mezcla durante la aplicación de algún método de separación? A veces su estado físico.

 4.¿En qué orden aplicaste los métodos de separación de mezclas? Dependiendo de sus propiedades, o sea, basándome en solubilidad, densidad y volumen.

5.¿Las propiedades de los componentes recuperados se conservaron o sufrieron algún cambio? Se conservaron.

6.¿Se conservaron los 3 componentes? No, no lo hicieron, algunos se evaporaron.

#7. Análisis y conclusión.

1. Para separar por filtración, decantación y evaporación, ¿una mezcla debe ser homogénea o heterogénea? Debe ser heterogénea.

2.-¿En que te basaste para establecer el orden de los métodos de separación? En las propiedades de los componentes.

3.¿El orden en que aplicaste los métodos fue el correcto? Si, por que nos basamos en la información que teníamos y no hubo error.

4.¿Qué tipo de cambios sufre cada uno de los componentes al ser separados por algún método? En su mayoría ocurren cambios físicos.

5.- ¿Cómo demostraste que se separaron los tres componentes? Con imágenes.




1.       

miércoles, 6 de septiembre de 2017

CAPACIDAD DE DISOLUCIÓN DEL AGUA Y DE OTROS DISOLVENTES | ACTIVIDAD DE LABORATORIO

El agua es por excelencia el disolvente que empleamos en la vida cotidiana, la cual usamos de manera frecuente para preparar bebidas, refrescos, farmacéuticos, etc.

1.- Problema.
De manera que el agua es el mejor solvente de todos... ¿y si no es el único en tener esta grandiosa propiedad? ¿Serán rivales líquidos como el alcohol etílico y la gasolina blanca? Por eso en la actividad que se llevo a cabo se pondrán a prueba sus diferentes densidades.



2.- Hipótesis.
A veces se dice que el agua es el "solvente universal" gracias a su habilidad para disolver una amplia gama de solutos. Sin embargo, este nombre no es completamente exacto, ya que existen algunas sustancias (como los aceites) que no se disuelven bien en agua. De manera general, el agua es buena para disolver iones y moléculas polares, pero mala para disolver moléculas no polares. (Una molécula polar es aquella que es neutral, no tiene una carga neta, pero tiene una distribución interna de cargas que forman una región parcialmente positiva y una región parcialmente negativa).

El agua, el líquido más común de la superficie terrestre, el componente principal en peso de todos los seres vivos, tiene un número de propiedades destacables. Estas propiedades son consecuencia de su estructura molecular y son responsables de la "aptitud" del agua para desempeñar su papel en los sistemas vivos.

3.- Objetivos.
Analizar como se comportan las diferentes disoluciones en los ambientes a los que serán expuestos, como a temperatura ambiente y bajo algo más alto en cuanto a temperatura se refiera.

4.-Materiales.
Para este experimento se necesitaron de los siguientes materiales:
-Tubos de ensayo.
-Gradilla.
-Pipetas de 1 mililitro.
-Vaso de precipitado de 250 mililitros.
-Pinzas para tubo de ensayo.
-Balanza de 3 brazos.
-Soporte universal completo.
-Disolventes: Agua destilada, alcohol etílico, gasolina blanca.
-Solutos: Sal, azúcar, bicarbonato de sodio, sulfato de calcio.






5.-Experimentación y Observación
Lo primero que se realizo fue conectar el mechero a la fuente de gas para que esta calentara la gradilla y el vaso de precipitado donde se encontraba colocada el agua. (la cantidad de agua colocada en el vaso de precipitado fue de 150 mililitros)
Mientras el agua se calentaba, nos dedicamos a medir la cantidad de líquido que iba a ir en los tubos de ensayo. Usamos para medir el líquido una pipeta graduada.






¿Todavía no esta calentada el agua?, hagamos otra cosa. Medir la cantidad de soluto que habrá en cada tubo de ensayo, para eso usamos la balanza de 3 brazos. Una vez calibrada la balanza, calculamos 1 gramo de soluto, una vez hecho todo esto, a vaciar se ha dicho.


A la hora de verter los solutos en los solventes pasaron cosas muy curiosas, pero más que nada, en su mayoría se lograron mezclas heterogéneas (como en la que se ve en la imagen), y solo en una ocasión se logra una mezcla homogénea, la de el agua destilada y el azúcar.



agua con azúcar, la cual de manera gradual se va disolviendo en el solvente.

He aquí una tabla donde se muestra las diferentes observaciones dadas a las disoluciones en temperatura ambiente.

I.                DISOLUCIONES A TEMPERATURA AMBIENTE
SOLUTO
EN AGUA
EN ALCOHOL
EN GASOLINA
1.      SAL
Se disuelve en gran parte con el agua, pero al final termina asentándose al fondo.
Pasa algo similar aquí como en el agua.
Se crea una mezcla heterogénea. No se disuelve.
2.      AZÚCAR
Esta se disuelve en su totalidad.
No se llega a disolver.
Se crea una mezcla heterogénea. No se disuelve.
3.      BICARBONATO DE SODIO
Se crea una mezcla heterogénea.
Se crea una sustancia de color raro.
Se crea una mezcla heterogénea. No se disuelve.
4.      SULFATO DE CALCIO
Se crea una mezcla heterogénea.
Se asienta.
Se crea una mezcla heterogénea. No se disuelve.

Después calentada el agua del vaso de precipitado, con las pinzas agarramos los tubos de ensayo y los ponemos en el mechero. Quedando así, a continuación, tabla de observaciones e imágenes.


























II.                   DISOLUCIONES DENTRO DEL VASO CON AGUA CALIENTE
SOLUTO
EN AGUA
EN ALCOHOL
EN GASOLINA
1.      SAL
El agua se evapora de manera lenta, dejando al descubierto
Pasa lo mismo que en el agua.
La gasolina se consume de manera lenta dejando al soluto en su totalidad.
2.      AZÚCAR
Debido a que el azúcar se disolvió en su totalidad, el agua se evaporo por completo.
Pasa lo mismo que en el agua.
Deja al soluto en su totalidad.
3.      BICARBONATO DE SODIO
Dejo parte del bicarbonato.
Dejo parte del bicarbonato.
Deja al soluto en su totalidad.
4.      SULFATO DE CALCIO
Dejo parte del sulfato.
Dejo parte del sulfato.
Deja al soluto en su totalidad.


6.- Análisis y Conclusiones.

-¿Cuáles son las variables que intervinieron en el fenómeno de la disolución? La densidad de los diferentes solutos que hay.

-A temperatura ambiente, ¿cuál de los tres disolventes resultó ser el mejor? El agua.

-Al realizar las disoluciones dentro del vaso con agua caliente, ¿mejoró o disminuyó la capacidad de disolución de cada disolvente? Mejoró de manera muy significativa.



-¿Cuál de los tres disolventes fue el mejor? El agua por mucho, aunque se asimila mucho al alcohol.