PRÁCTICA 10

 Actividad de laboratorio 10

REACCIÓN DEL OXÍGENO CON METALES Y NO METALES

Todos, alguna vez, hemos tenido una experiencia con el fenómeno de la oxidación, cuando el oxígeno reacciona con un elemento para formar un óxido. Este comportamiento es una propiedad química característica que permite establecer diferencias entre un metal y un no metal.

Problema

¿El comportamiento químico de un metal frente al oxígeno es igual que el de un no metal?

Hipótesis

·         ¿La reacción con oxígeno (oxidación) se da de igual forma con los elementos metálicos que con los no metálicos?  Se espera identificar la diferencia entre los metales y los no metales con base a su comportamiento químico con el oxígeno, y saber si es una base o un ácido.

Objetivo

• ·         Establecer la diferencia entre los metales y los no metales con base a su comportamiento químico con el oxigeno

PREPARACIÓN

Materiales

Cucharilla de combustión, dos vasos de precipitados de 50mL, dos matraces Erlenmeyer de 250mL con tapón, pinzas para crisol, capsula de porcelana, soporte universal completo, mechero Bunsen, cinta de magnesio, un pequeño trozo de sodio de calcio, azufre en polvo, carbón en polvo,  pizeta con agua destilada, indicador universal en frasco con gotero y lentes de seguridad.

PROCEDIMIENTO

1.       A un vaso de precipitados de 50mL  agrega 10mL de agua destilada y tres gotas de indicador universal. Sujeta un pedazo de cinta magnesio de aproximadamente 1 cm de largo con unas pinza para crisol y quémala en la flama azul del mechero; al terminar la combustión introduce en el vaso las cenizas de la cinta.

2.       Repite la operación anterior, ahora con un pequeño trozo de sodio o calcio y anota tus observaciones.

3.       colocar la cucharilla de combustión una muestra no mayor al tamaño de una cabeza de cerillo de azufre en polvo. Calienta la cucharilla en La Flama azul del mechero y cuando se produzca un gas capturados rápidamente en un matraz Erlenmeyer invertido, tapa inmediatamente y agrega 10 mililitros de agua destilada con 3 gotas del indicador universal y agita.

4.       Realiza la misma operación con el azufre, pero ahora con carbón en polvo observando las mismas precauciones.

Observaciones

AL MOMENTO DE TRABAJAR CON METALES.
Cuando realizamos las 

CON METALES:

CON NO METALES

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SÍNTESIS DE LOS VIDEOS

SÍNTESIS DE EL VÍDEO:

https://portalacademico.cch.unam.mx/materiales/prof/matdidac/sitpro/exp/quim/quim1/quimI_vall/index.html

ATMÓSFERA Y COMPOSICIÓN

Para que exista vida en la tierra se requiere de una atmósfera gaseosa; la atmósfera es la cubierta gaseosa que rodea al planeta gracias a la gravedad, la cual atrae los gases y no los deja escapar.

El aire está formado por 79% de nitrógeno, un poco menos del 21%  de oxígeno y un 0,9% de argón, el resto esta compuesto de dióxido de carbono y otros gases. 

El CO2 es el encargado del mantenimiento de la temperatura de la atmósfera, el O3 se encarga de la absorción de las radiaciones ultravioletas.

La atmósfera tiene un grosor de mas de 1100 km, su masa  se concentra  en los 5,6 km mas bajos, la atmósfera esta dividida en 5 capas de acuerdo a la temperatura y los fenómenos que ocurren en cada  capa: Tropósfera, Estratósfera, Mesósfera, Termósfera, Exósfera.

https://www.youtube.com/watch?v=kpzMmAs4Jas&feature=youtu.be

EXPERIMENTO:

En este video se muestra que tan importante es el aire en nuestras vida cotidiana, lo importante que es la presión que ejerce el aire, en este video utilizan la frase " para que algo salga el aire tiene que entrar", esta frase explica que para que algo salga se necesita el "empuje" de el aire, para demostrarlo utilizó el ejemplo de una lata con leche, en esta, realizó un orificio en la esquina de la lata y al momento de voltearlo se observa que el líquido contenido no sale y cuando realiza otro orificio el liquido comienza a salir con facilidad, esto se debe a que al momento en que se hace el otro orificio le permite la entrada al aire haciendo que el líquido pueda salir.

https://www.youtube.com/watch?v=Uq5iJfA1svg

EXPERIMENTO DEL AGUA QUE SUBE POR LA BOTELLA 

Cuando se coloca un plato como base lleno de agua y con una vela encendida y sobre esta un vaso tapandola, el agua del plato comienza a subir dentro del vaso y la vela se apaga esto se debe a el cambio de temperatura y al existir un cambio de temperatura también hay un cambio de presión provocando que la presión exterior busca la manera de entrar lo cual hace a través del agua haciendo que suba.

https://www.youtube.com/watch?v=H2CrO2jhX-M

Actividad de laboratorio 7

REPRESENTACIÓN DE MODELOS PARA LA CONSTRUCCIÓN DE CONCEPTOS QUÍMICOS BÁSICOS

Para entender el comportamiento de las sustancias, la química utiliza perspectivas macro y submicroscópicas.

Por ejemplo, el agua está formada por átomos de hidrógeno y oxígeno en una regla submicroscópico particular, por lo que es necesario recurrir a modelos (dibujos o estructuras tridimensionales) que nos permitan estudiar lo que no podemos ver, en este caso, la colocación de los átomos, lo que servirá para poder explicar el comportamiento de esta sustancia.

Problema

¿Cómo representar átomos y moléculas tridimensionalmente?

Hipótesis

Mediante los modelos tridimensionales entender la colocación de los átomos.

Objetivo

Elaborar y utilizar modelos tridimensionales como auxiliar a la comprensión de conceptos químicos (átomo, molécula, elemento, compuesto, reacción química y enlace)

Preparación

Materiales

10 esferas de unicel del número 1 pintadas de color negro, 5 esferas de unicel del número 3 de color blanco (en lugar de esferas de unicel se pueden emplear gomitas de colores colores diferentes), 15 palillos y un transportador.

Medidas de seguridad

La bata de laboratorio sigue las instrucciones de tu profesor.

Procedimiento

Con las esferas de unicel o gomitas y realiza las representaciones que se solicitan a continuación, para representar el elemento hidrógeno utiliza las esferas del número 1, para presentar el elemento oxígeno utiliza las esferas del número 3, para las uniones utilizan los palillos y en caso de tener que considerar alguna uno de Unión utiliza un transportador. Anota en tu cuaderno la respuesta a lo que se solicita a continuación.

a) una molécula de hidrógeno.

b) Una molécula de oxígeno.

c) una muestra del elemento hidrógeno molecular en un recipiente cerrado.

 d) una muestra del elemento oxígeno molecular en un recipiente cerrado.

e) una mezcla de moléculas de hidrógeno y oxígeno en un recipiente cerrado.

f) la unidad mínima que conserva las propiedades del agua.

g) la reacción de obtención (síntesis) de agua.

h) descomposición (análisis) del agua

Análisis y conclusión

1. Qué papel cumple la energía en la reacción de análisis del agua?

2. A partir de la reacción de análisis, nuevamente, explica ¿por qué se dice que la materia se conserva? Porque se mantiene un balance de acuerdo a las moléculas tanto en los reactivos como en los productos.

3. ¿Qué pasa con los enlaces en ambas reacciones (análisis y síntesis)? 
Tanto en el análisis como en la síntesis se conservan las dos moléculas de hidrógeno como la molécula de oxigeno.
  

4. ¿Al efectuarse la reacción los átomos sufren algún deterioro? No, sus propiedades se conservan.

5. Con base a las representaciones obtenidas En (g) y (h) explica con tus propias palabras ¿qué es una reacción química?
Una reacción química es el proceso que se lleva a cabo por una energía aplicada para unir o separar de reactivos a productos.

6. ¿Por qué las sustancias que se obtienen en los productos son diferentes en propiedades a las sustancias denominadas reactivos? Porque al llevarse a cabo la reacción química esta implica la formación de un nuevo compuesto.

Actividad de laboratorio 5

SINTESIS DE AGUA (EXPERENCIA CÁTEDRA)  

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 porque son riesgosas.

Problema.

¿Qué ocurre cuando reaccionan entre sí el hidrógeno y el oxígeno?

Hipótesis

Hacer reaccionar entre si hidrógenos y el oxígeno

   

Objetivo

Observar una reacción química de síntesis.

Preparación

Materiales

Dos matraces Erlenmeyer de 250 mL, soporte universal completo, mechero Bunsen, un tapón monohoradado, 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. Pregunta a tu profesor dónde te colocan los restos de sustancias obtenidas en las reacciones.

Procedimiento

  I. Producción de hidrógeno

Colocar un matraz Erlenmeyer un poco de polvo de zinc y tápalo con un tapón monohoradado para que penetre un tubo de vidrio en forma de L. Monta un sistema de recolección de gas utilizando la botella llena de agua e invertida (el hidrógeno no es soluble en el agua); con ayuda de la jeringa, introduce 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 manguera por unos 30 segundos y colecta el gas en la botella hasta que se desplace las dos terceras partes de su contenido de agua. Mantén dentro de la cuba la botella que contiene el gas.

II. Producción de oxígeno

Utilizando el mismo sistema de recolección de gases con las indicaciones correspondientes agregan en otro matraz 30 mililitros 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 mantener la 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.

III. Combinación química de hidrógeno y oxígeno

Con la ayuda de un compañero envuelve la botella con un tapón grueso. Sujétala firmemente y enciende un cerillo. Coloca La Flama en la boca de la botella destapada escucha y observa (sin soltar la botella). No olvides anotar todas las observaciones y comentarios en tu cuaderno. No dejes escapar ningún detalle.

Análisis y conclusión

Pregunta	Observaciones
¿que se observa en el Polo positivo (ánodo)?	El nivel del volumen comienza a disminuir.
¿que se observa en el Polo negativo (cátodo)?	El nivel del volumen comienza a disminuir.
¿existe diferencia la cantidad de gas que se deposita en cada tubo?	No, se deposita la misma.
Acerca un cerillo encendido al gas obtenido en el cátodo (-) ¿que se observa?	Una explosión que sale disparada fuera de la botella.

1. ¿Por qué es importante marcar los volúmenes de ⅓ en el envase? Para que se pueda medir más fácil cuánta agua se tiene que desalojar al introducir cada uno de los gases.

2. Una vez recolectados los gases dentro de la botella ¿el contenido es una mezcla o un compuesto? 
Un compuesto, es la unión química de dos elementos.

 3. ¿Por qué es necesario acercar una flema para generar la reacción entre el hidrógeno y el oxígeno? Para que se pueda llevar a cabo la reacción.

¿Por qué si la combinación de hidrógeno y oxígeno forma agua, no se puede obtener un compuesto en forma cotidiana para cubrir las necesidades de abastecimiento de este líquido vital? Porque no son elementos que se puedan unir de forma directa, se necesita una reacción química.

3. ¿Qué importancia tiene el combinar químicamente hidrógeno y oxígeno en la proporción en volumen 2:1 respectivamente y no a la inversa? Esto indica la relación que hay en el agua, la relación de 2 moléculas de Hidrógeno y una de Oxígeno.

ACTIVIDAD DE LABORATORIO 4

ELECTRÓLISIS DEL AGUA 

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

Problema
¿Qué evidencias se deberán obtener para electrólisis para afirmar que el agua es un compuesto o un elemento?

 Hipótesis
Comprobar la relación del agua que es 2:1

 Objetivo

• Observar la electrólisis del agua para determinar si es un compuesto o un elemento

Preparación
Materiales
Aparato de Hoffman fuente de poder cables conectores y solución de hidróxido de sodio 1M como electrolito.

Medidas de seguridad
Usar bata de laboratorio Maneja con cuidado los reactivos ya que la disoluciones de hidróxido y ácido son corrosivas al terminar el experimento vacía la  disolución empleada del electrolito sobrante en un recipiente para su reuso.

Procedimiento

• Monte el aparato muestra en la figura 1.17 y conéctalo con los cables de la fuente de poder, respetando los códigos de color.
• Vierte la disolución de hidróxido de sodio por el tubo de central del aparato hasta llegar a la marca cero en los brazos laterales.
•  Al encender la fuente de poder observarlas el desprendimiento de gases en los electrodos. Anota los volúmenes ocupados cada medio minuto durante 5 minutos. Apaga la fuente de poderes y registra los datos
• Con la orientación de tu profesor identifica cada uno de los gases contenidos en las columnas.
• Con los datos obtenidos calcula la relación que hay entre el volumen de gas encontrado en electrodo negativo (cable negro) el volumen de gas obtenido en el electrodo positivo (cable rojo).
• Compara los resultados.

Análisis

Al terminar el experimento el volumen que se obtuvo del Hidrógeno fue 4.5 y el volumen del oxígeno fue 2, al realizar la división  VH2/HO2. El resultado fue uno de los esperados

Conclusión

Al terminar el experimento y obtener los volúmenes del hidrógeno y el oxígeno nuestro resultado no revasó el 3, nuestro resultado total fue de un volumen de 2.2.

En caso de no contar con el aparato de Hoffman.

Preparación.

Materiales

Vaso de precipitados de 400ml 2 puntillas de grafito Quítale la madera un lápiz con una navaja hasta que quede libre 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

Usar bata de laboratorio Maneja con cuidado los reactivos ya que las disoluciones de hidróxido y ácido son corrosivas. Al terminar el experimento vacía la disolución empleada del electrolito sobrante en un recipiente para su reusó.

Procedimiento

1. Coloca el agua en el vaso de precipitados, introducidos 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 hemos tubos queden totalmente llenos de agua al invertirse)

2. Conecta con alambres de cobre Delgado cada puntilla con los polos positivos y negativos de la pila y recorre las conexiones metálicas.

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

Análisis 

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? Es el medio de obtención para obtener el hidrógeno y el oxígeno.

3. ¿Qué gas identificaste en el ánodo? El hidrógeno 

4. ¿que gas identificaste en el cátodo? El oxígeno

5. ¿En qué proporción se obtienen los gases obtenidos? En el Hidrógeno en un volumen de 15, el Oxígeno en 8.1

6. ¿Cuál de los dos gases se obtuvo en mayor proporción?  El Hidrógeno

7. ¿se puede afirmar que los gases obtenidos en la electrólisis son los componentes del agua?  Si porque al llevar a cabo la electrolisis con Hidróxido de sodio se separa el Oxígeno y el Hidrógeno, componentes que forman el agua.

8. ¿que permite afirmar la proporcionalidad obtenida de los gases?
Que la relación del agua (2:1) se cumple

9. ¿Qué función cumple el tipo de corriente eléctrica aplicada? La función de que se lleve a cabo la reacción química.

10. ¿porque aplicar la corriente eléctrica y no otro tipo de energía, como el calor? Porque el líquido es electrolítico (la disolución acuosa)  y al hacer la separación del compuesto por la electricidad se puede relacionar bien con los dos electrodos, el ánodo y el cátodo.

12. ¿Qué le sucederá la electrólisis del agua si se suspende el paso de la corriente eléctrica?
Ya no se transmite la energía que necesitamos para llevar a cabo la separación mediante electricidad.

13. Con base a las evidencias obtenidas durante la electrólisis ¿Qué es el agua un compuesto o un elemento? Un compuesto.

Conclusión:
Al realizar la división del volumen del hidrógeno entre el volumen del oxigeno se cumple el resultado aproximado a 2.