reacción del oxígeno con metales y no metales

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

problema

¿el comportamiento química de un metal frente al oxigeno es igual que el de uno no metal?

hipótesis

¿la reacción con oxigeno (oxidación) se da de igual forma con elementos metálicos que con los no metálicos?

objetivo

establecer la diferencia entre los metales y los no metales con base en su comportamiento químico con el oxigeno.

preparación

materiales

1. cuchara de combustión
2. dos vasos de precipitados de 50 ml
3. dos matraces de Erlenmeyer de 250 ml con tapón
4. pinzas para cristo
5. capsula de porcelana
6. soporte universal completo
7. mechero de Bunsen
8. cinta de magnesio
9. un pequeño trozo de sodio o calcio
10. azufre en polvo
11. carbón en polvo
12. pizeta con agua destilada
13. indicador universal en frasco con gotero y lentes de seguridad.
14. agua mineral

procedimiento

1.-a un vaso de precipitados de 50 ml agrega 10 ml de agua destilada y tres gotas de indicador universal. Sujeta un pedazo de cinta de menciona de aproximadamente 1 cm de largo con unas pinzas para cristo y quémala en la flama azul del mechero; al terminar la combustión introduce en el baso las cenizas de la cinta y registra tus observaciones.

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

3.-coloca la cucharilla de combustión una muestra no mayor al tamaño de una cabeza de cerillo de azufre en polvo. Calienta la cuchara en la flama azul del mechero y cuando se produzca un gas capturarlo rápidamente en el matraz de Erlenmeyer invertido, destilada con tres gotas de indicador universal, agita y anota tus observaciones.

4.-realiza la misma operación que con el azufre, pero ahora con carbón en polvo observando las mismas precauciones. No olvides anotar tus observaciones.

datos y observaciones

anota las observaciones obtenidas en una tabla como la siguiente.

elemento                       tipo de oxido                    coloración que adquiere la disolución

                                     obtenido solido                 acuosa al combinarla con el oxido.

                                           o gas.

sodio de calcio....................solido....................................................verde

azufre..................................gas.........................................................rojo

magnesio.............................solido....................................................azul

potasio.................................gas........................................................morado

sodio....................................gas........................................................morado

análisis y conclusión

1.-¿que propiedades tienen en común los óxidos de magnesio y del sodio o calcio?

R=en que ambos son bases

2.-¿que propiedades tienen en común los óxidos de azufre y de carbono?

R=que son ácidos

3.-se sabe que el magnesio y el sodio o calcio son elementos metálicos y que el azufre y el carbono son elementos no metálicos: ¿existe alguna diferencia entre los óxidos de metales y los óxidos de los no metales?

R=si, que algunos forman bases y otros ácidos

4.-¿se puede afirmar que los metales tienen el mismo comportamiento químico frente al oxigeno? justifica tu respuesta.

R=si porque al reaccionar con en oxigeno generan oxidación aunque unos mas que otros

5.-¿se puede afirmar que los no metales tienen el mismo comportamiento químico frente al oxigeno? justifica tu respuesta.

R=no, porque la reacción de cada uno es diferente, tanto puede ser un cambio en su estructura como en su fisionomía o ninguno

6.-¿se puede afirmar que los metales y los no metales tienen diferente comportamiento químico frente al oxigeno?

R=si, porque su composición les permite tener diferentes reacciones y porque no son las mismas sustancias

7.-escribe las ecuaciones que representan las siguientes reacciones químicas:

a) oxidación del magnesio.......................Mn+O2 ----------> MnO

b) oxidación del sodio o calcio................Na+O2 ----------> NaO

c) oxidación del azufre............................S+O2 ------------> SO

d) oxidación del carbono........................C+O2 ------------> CO

8.-¿las reacciones de oxidación efectuadas son endotérmicas o exotérmicas? 

R=endotermicas

9.-¿las reacciones de oxidación de un metal o de un no metal son de combinación o descomposición? en que basas tu respuestas.

R=combinacion

aplicación y evaluación 

1.-se tiene el elemento X, el cual se calienta y reacciona con oxigeno del aire produciendo un solido que al combinarlo con agua y unas gotas de indicador universal produce una coloración azul o morada, ¿que tipo de elemento es X, un metal o un no metal? justifica tu respuesta

R=un metal porque al observar las reacciones del sodio y el potasio generaban en el agua un color morado

2.-escribe la ecuación de obtención del oxido del elemento X.

R=X+O2 --------> XO

3.-se tiene el elemento Y el cual se calienta y se hace reaccionar con oxigeno del aire produciendo un gas que al capturarse y combinarse con agua y unas gotas de indicador universal produce una coloración rosa o roja: ¿que tipo de elemento es Y, un metal o un no metal? justifica tu respuesta.

R=un no metal, porque genera un gas al fundirlo y porque al desarrollar la practica pudimos observas que el azufre provocaba un color rojo en el agua con el indicador universal

4.-escribe la ecuación de obtención del oxido del elemento Y

R=Y+O2 ------------> YO

5.-se sabe que la composición del aire es 78% de nitrógeno, 21% de oxigeno y 1% otros gases. Establece una posible hipótesis acerca de ¿como se llevaría a cabo la reacción de oxidación de un metal o de un no metal si esta se realizara en una atmósfera al 100% de oxigeno

R=la oxidación seria mucho mas rápida y en cuestión de segundos los metales se oxidarían y los no metales les pasaría lo mismo o seria un ambiente de muy alta flamabilidad donde no se podría mantener un no metal.

reaccion de metales alcalinos

la electronegatividad es la tendencia que posee un átomo de atraer hacia el los electrones de un enlace.

1. en un grupo o familia, la electronegatividad disminuye con el aumento del numero de niveles
2. en un periodo, al aumentar la carga nuclear y acercarnos a la distribución de un gas noble, aumentara la tendencia a atraer los electrones en un enlace.

la electronegatividad depende de el numero de electrones de valencia y el tamaño del átomo, también entre mas grande sea su grupo es mas electronegativo y mientras sea menor es menos electronegativo.

los metales alcalinos suelen hacer reacción con el agua de manera violenta y se sabe que entre mas grande sea su numero atómico genera reacciones mas violentas.

video de las reacciones de los metales alcalinos

espectros que emiten los elementos

problema:

¿Cómo podemos saber que los elementos irradian energía?

hipótesis:

se puede utilizar los espectros discontinuos para poder diferenciar los espectros únicos que irradian los elementos al convertirlos en energía luminosa.

materiales:

• espectro discontinuo
• cloruro de stroncio
• cloruro de sodio
• cloruro de bario
• cloruro de cobre
• cloruro de potacio
• cloruro de cobalto
• mechero de bunsen
• tubo de rayos catódicos de hidrogeno
• tubo de rayos catódicos de neón

experimentación:

1.-se conecta el mechero a una fuente de gas y se mantiene prendido.

2.-se acerca cada uno de los cloruros a la flama azul hasta que genere una flama de otro color.

3.-con el espectro discontinuo se analiza los diferentes colores que irradia la sustancia.

4.-con los tubos de ensayo catódicos se analiza con el espectro discontinuo y se observan la energía que irradian.

observación:

se pudo ver que cada material irradiaba un espectro diferente y con colores muy distintos desde el rojo hasta el violeta, y con diferente frecuencia de colores, esto se puede observar a través de el espectro discontinuo y nos explica las ondas de energía que irradia un elemento en este caso los que fueron quemados por la lumbre del mechero.

análisis:

debido a que cada elemento irradia un espectro diferente un diferentes tonos de color y distancias su puede deducir que cada elemento tiene una forma única de irradiar energía, esto puede explicar que los átomos dentro de ellos alrededor de el núcleo tiene ondas en diferente frecuencia y con diferente numero de átomos y que al aplicársele un fotón el electrón sube de onda de la primera a la segunda y si no se le aplica mas fotones este electrón baja al primero y así hasta el limite de rayas que se muestran en el espectro discontinuo, se puede decir que ese es su limite.

conclusiones:

de acuerdo en nuestra hipótesis anterior se pudo cumplir con lo pensado debido a que si se pudo analizar los espectros discontinuos que lanzaban los elementos y se pudo comprobar que eran únicos en cada elemento, también que en base al modelo experimental de Bohr, tiene una gran lógica ya que los elementos irradian diferentes frecuencias de energía y que puede deducirse que en los átomos se generan ondas circulares con una distancia y cantidad especifica en cada elemento, cosa que Rutherford decía que los átomos tienen ondas indefinidas y con este experimento se puede comprobar que los átomos si tuenen ondas definidas en las cuales orbitan los electrones.

sintesis pag 90-110 (quimica 1, agua y oxigeno, Antonio Rico)

6.- ¿ por que el agua es un recurso vital?

6.1.- ¿Qué papel cumple el agua en los organismos vivos?

el agua apareció al poco tiempo que se formo el planeta. los océanos se formaron primero que la atmosfera. En ese entonces el agua contenía grandes cantidades de amoniaco (NH3), metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2), es decir, todos los elementos para formar las moléculas vivientes compuestas principalmente por carbono, hidrogeno, oxigeno y nitrógeno (C,H,O,N,). Quizá poderosa radiación ultravioleta proviene del sol haya estimulado el acomodo y reacomodo de estos elementos hasta que, por mera casualidad, se formaron compuestos capases de reproducirse.

La vida, donde quiera que exista, sigue dependiendo del agua en la misma medida que en épocas anteriores, cuando solo existía en los mares.

Este liquido tiene una importancia fundamental para los seres vivos, puesto que es el medio en el cual tienen lugar los procesos vitales. En efecto todos los seres vivientes contienen agua y, por lo general, es su componente mas abundante. Así, por ejemplo, en los vegetales superiores, entre 80 y 85  por ciento es agua y en el hombre adulto el porcentaje supera el 60 por ciento (en el recién nacido es de un es de un 70 por ciento).

La importancia de este liquido es enorme. E s fundamental para la vida, pero también es indispensable para mantener nuestra higiene y, con ella, la salud.

La cantidad indispensable para el mantenimiento de la vida en un adulto normal, bajo el calor mas intenso del desierto, varia de siete a 15 litros, según la temperatura y el tipo de actividad que realice.

Las plantas la transforman junto con la energía solar en crecimiento y producción; es el medio el cual la raíz toma algunos de los nutrientes que necesita del suelo. Con pocas excepciones las plantas sintetizan sus alimentos extrayéndolos del agua y del aire, en la primera se encuentra en forma de disolución acuosa (sales minerales).

 

6.2.- importancia del agua como recurso vital

¿a que problemas nos enfrentamos para asegurar el abasto futuro de este recurso? ¿Dónde esta el agua del planeta?

 

"El agua es la fuente de todas las cosas", esta familia pero asombrosa sustancia llamada agua es, con mucho, el mas importante de los recursos naturales de nuestro planeta. Cubre alrededor del 71 por ciento de sus superficie y le da ese color azul que vemos en las fotografías tomadas desde el espacio.

A escala mundial la cantidad de agua dulce es realmente pequeña. la mayor proporción del agua del planeta, 97.1 por ciento del total, que son 1,360 millones de km cúbicos, es el agua salada de los océanos. El agua de mar, que es la que existe en mayor cantidad, es demasiado salada, ya que contiene 3.3 gramos de sales disueltas por cada 100 gramos de disolución, por lo que seria necesario darle un tratamiento previo para poder usarla como agua dulce.

Si consideramos el agua de los ríos, playas, arroyos, manantiales y depósitos subterráneos tenemos entonces que el volumen disponible para las actividades humanas es únicamente el 0.63 por ciento del total.

 

El ciclo hidrológico

 

La mayor cantidad de agua que cae a la tierra lo hace en forma de lluvia. al caer sobre el suelo, la mayor parte de ella se filtra y penetra directamente hacia el fondo para unirse a los mantos subterráneos. L a lluvia que cae sobre terreno inclinado fluye hacia los lagos y ríos en forma de riachuelos y arroyos.

Gran parte de esta agua, con el tiempo, encuentra su cause al océano, arrastrando con ella grandes cantidades de materia disuelta y en suspensión.

El calor del sol evapora el agua de los océanos, ríos, lagos o del suelo; al evaporarse, se libera de algunos de sus contaminantes que están disueltos en ella. El viento transporta las nubes de un lugar a otro, llevando al agua hacia otras regiones. La mayor parte del liquido se evapora, regresa a la atmosfera y vuelve a precipitarse. A esta secuencia de eventos se le denomina ciclo hidrológico; que consiste en tres faces principales: la precipitación, la evaporación y el flujo, tanto superficial como subterráneo.

El agua se almacena en distintos sistemas acuáticos: mares y océanos, lagos, presas, ríos, mantos acuíferos, pantanos y casquetes polares y en cada uno permanece por lapsos distintos.

Pero de todas estas reservas únicamente de  las de agua dulce depende en gran medida el funcionamiento de los seres vivos que no son marinos: plantas y animales que necesitan agua dulce para vivir y que son y que son base del desarrollo y mantenimiento de la humanidad.

En la relación del hombre con su medio ambiente se ha producido una situación en la que, debido al constante crecimiento de la población, se esta consumiendo excesivamente los recursos naturales limitados y se arrojan al entorno los desechos.

 

¿Cómo debe ser el agua apta para el consumo humano?

 

el agua es indispensable para la vida y la que usamos para consumo humano debe tener ciertas característica: que posea ciertas sales disueltas y que estas no rebasen determinadas cantidades y que la cantidad de bacterias patógenas (causantes de enfermedades) sea tal, que no ponga en riesgo nuestra salud.

La calidad del agua depende se define mediante su temperatura, que tipo de sustancias contiene, ya sea suspendidas o disueltas (sales, minerales, hidrocarburos, plaguicidas, etcétera), o bien, que organismos (virus, paracitos, bacterias, etcétera) y en que concentración o cantidad se encuentra.

6.3.- contribución de la química en los procesos de purificación del agua

casi todas las ciudades de nuestra republica, deberían tener algún tipo de planta de tratamiento de aguas residuales. Con frecuencia damos por sentado que nuestros procesos aseguran que el agua que hemos usado este limpia cuando se regresa a ríos, lagos o al subsuelo. Sin embargo, en nuestro país, algunos arroyos y ríos han estado tan contaminados que han provocado la muerte de grandes cantidades de especies, esto se presenta por acumulación de microorganismos.

Los químicos participan en todas las etapas de la producción de agua potable: en limpiar el agua antes de que llegue a nosotros, en monitorear la pureza de las muestras para verificar y controlar la calidad del agua que llega hasta tu casa.

Asi como analizan el agua para certificar su pureza, los químicos idean nuevas formas de limpiarla, Un nuevo método hace uso de luz ultravioleta en lugar de usar cloro para matar bacterias dañinas.

 

¿Es suficiente el tratamiento de aguas residuales para su consumo?

 

A pesar de los procesos de tratamientos de agua, aun pueden permanecer en el agua tratada pequeñas cantidades de materia indispensables. Estas incluyen nitratos, fosfatos, metales pesados y otras sustancias químicas, provenientes de los plaguicidas y limpiadores.

Algunos contaminante son extremadamente difíciles de remover, la solución es evitar que lleguen al agua: aceites, disolventes de pintura, y pesticidas. Muchos limpiadores de tipo casero contienen sustancias químicas causticas que empeoran la calidad del agua. En este ultimo caso, se puede recurrir a métodos alternativos para la limpieza del hogar; muchos de ellos incluyen el uso de bicarbonato de sodio y vinagre.

El tratamiento de aguas residuales es un tema ambiental prioritario para el país, ya que hay escases grave de agua potable y la necesidad de buscar estrategias para disminuir sus consumo por medio del reúso y el reciclaje. Solo 22 porciento de las aguas residuales obtienen tratamiento municipal  y el 21 por ciento de las residuales industriales recibe tratamiento previo a su descarga.

6.4.- disponibilidad mundial

vimos anteriormente en realidad no se dispone de mucha agua para las actividades humanas (0.63 por ciento de total). El panorama se complica si tenemos en cuanta que el liquido no esta distribuido de manera homogénea en el planeta. Existen regiones en las que abundan y otras en las que escasea.

A nivel mundial nuestro país es considerado pobre en este recurso, ya que la ONU establece que los países con disponibilidad de agua inferior a 5000 metros cúbicos por habitante al año son pobres en agua.

El termino disponibilidad es un criterio universal. El valor resulta de integrar en una formula la precipitación promedio anual de la región, la superficie de esta zona, porcentaje de escurrimiento y el aprovechamiento, el volumen de extracción y la población que ahí vive.

 

La problemática del agua en la ZMCM

 

La ciudad de México ha crecido especularmente y así, en proporción semejante, han crecido los requerimientos de agua de su población. Quizás uno de los problemas mas complejos sea el suministro del vital liquido. Los limites del Distrito Federal fueron rebasados hace mucho por el crecimiento de la ciudad, ahora ocupa los municipios del El estado de México que se encuentran a su alrededor. El conjunto conforma una gran mancha urbana a la que se ha denominado Zona Metropolitana de la Ciudad de México (ZMCM).

En la ZMCM habitamos el uno de cada cinco mexicanos en una superficie que ocupa menos del 1 por ciento del territorio nacional,, el trabajo de sus habitantes genera 33% del producto interno bruto del país. La desmesura concentración y crecimiento de la población he industria impide que los recursos propios sean suficientes. Se tiene la disponibilidad mas baja del país con 227 metros cúbicos por habitante al año.

Los 20 millones que habitamos la ZMCM en conjunto consumimos aproximadamente 74 metros cúbicos de agua por segundo, lo que equivale a llenar seis veces el estadio azteca diario.

La transportación de este recurso desde otras zonas es una situación favorable para los habitantes de la ciudad, pero, además del costo económico que esto implica, se esta dejando sin agua a otras regiones.

6.5.- ¿Qué acciones podemos hacer para cuidar el agua?

ante este panorama es necesario que tomemos conciencia sobre el uso racional del agua por lo menos con las siguientes accione:

• cerrar la llave del agua cuando no se emplee
• no dejar correr el agua al cepillar los dientes
• las lavadoras de trastos o de ropa deben funcionar solo cuando tengan una carga total
• limitar el tiempo de baño de diez minutos o menos
• tomar duchas en lugar de baños (al tomar baños, limitar la cantidad de agua usada)
• colocar una botella tapada llena de agua o de piedras en el deposito del excusado para reducir su consumo
• no emplear el excusado para tirar basura
• al lavar los trastos a mano, debe usarse un fregadero lleno de agua para enjuagar en lugar de dejar que corra el agua
• emplea una escoba en lugar de una manguera para barrer las aceras. Si es posible, captar el agua de lluvia para el riego de los jardines.
• si es necesario dejar correr el agua antes de sentir el agua caliente, almacenar el agua que corre en un recipiente para algún uso futuro.
• El agua fría puede usarse para enjuagar trastos y lavar verduras o las manos
• arreglar las fugas
• instalar una regadera con ahorrado de agua

conclusiones: no tiremos al caño nuestro futuro

 

El agua se esta convirtiendo en un recurso escaso, ya que no cesa de aumentar su consumo como resultado del crecimiento de la población y el incremento en el nivel de la vida, pero debemos tener en cuenta que cada uno de nosotros como integrantes de la sociedad consumimos satisfacciones y, por lo tanto, somos generadores de contaminantes. Usamos detergentes, requerimos de acero, papel, medicina, ropa, televisión, madera, comida, plástico, etcétera. Para producir estos satisfactores, y en general para la mayoría de los propósitos humanos, simplemente el agua no tiene sustituto. Pero, como vimos, la dotación de este liquido es limitada, por ello tenemos la responsabilidad de usarla prudentemente y mantenerla lo mas limpia posible.

Ante este panorama se requiere que tomemos conciencia sobre el uso racional del agua, debemos usar mejor el agua que tenemos ¡el ahorro en una solución!

 

practica 7: reprecentacion de modelos para la construccion de conceptos quimicos basicos

para entender el comportamiento de las sustancias, la química utiliza perspectivas macro y submicroscópicas. por ejemplo, el agua esta formada por átomos de hidrogeno y oxigeno en un arreglo 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:

los modelos tridimensionales nos pueden dar muchos opiniones y comentarios acerca de como puede reaccionar una sustancia al aplicarle algo que pueda cambiar su estructura, para esto son estas representaciones tanto para entenderlas mejor como para averiguar que fue lo que cambio en su estructura para después demostrar los cambios químicos que pueden llegar a suceder al transformar la estructura molecular.

objetivo:

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

materiales:

• 10 esferas de unicel del numero 1 pintadas de color negro
• 5 esferas de unicel del numero 3 de color blanco (en lugar de esferas de unicel se pueden emplear "gomitas" de dos colores diferentes)
• 15 palillos
• un transportador.

procedimiento:

con las esferas de unicel o gomitas realiza las representaciones que se solicitan a continuación, para representar el elemento hidrogeno utiliza las esferas del numero 1 (negras), para representar el elemento oxigeno utiliza las esferas del numero 3 (blancas), para las uniones utiliza los palillos y en caso de tener que considerar algún Angulo de unión utiliza el transportador. Anota en tu cuaderno la respuesta de lo que se solicita a continuación.

una molécula de hidrogeno

una molécula de oxigeno

 

una muestra del elemento oxigeno molecular en un recipiente cerrado

 

una muestra del elemento hidrogeno molecular en un recipiente cerrado

la unidad mínima que conserva las propiedades del agua

la reacción de obtención (síntesis) de agua

la reacción de descomposición (análisis) del agua

análisis y conclusión

1. ¿Qué papel cumple la energía en la reacción de análisis del agua? explica tu respuesta
   R=el poder unir y separar las moléculas del agua ya que sin esa energía las moléculas nunca hubieran tenido un cambio químico
2. a partir de la reacción de análisis, nuevamente, explica: ¿por que se dice que la materia se conserva?
   R=porque los átomos no desaparecen solo se combinan con otros diferentes para formar nuevas moléculas pero no cambia nada en su cantidad de átomos
3. ¿Qué pasa con los enlaces en ambas reacciones (análisis, síntesis)?
   R=se destruyen y se generan nuevos con otros átomos distintos a los anteriores
4. ¿al efectuarse la reacción, los átomos sufren algún deterioro? explica tu respuesta
   R=ninguno porque lo único que cambia es la estructura de las moléculas y no el como esta conformado cada átomo
5. con base en las representaciones obtenidas en (g) y (h) explica con tus propias palabras: ¿Qué es una reacción química?
   R=una reacción química es la acción que se le da a la materia cuando cambia su estructura molecular formando así nuevas sustancias similares o completamente diferentes siempre y cuando se le aplique algún tipo de energía
6. ¿por que las sustancias que se obtienen de los productos son diferentes en propiedades a las sustancias denominadas reactivos?
   R= porque su estructura molecular es completamente diferente y no sacan el mismo producto o resultado para formar una nueva sustancia

aplicación y evaluación

1. los átomos y las moléculas son extremadamente pequeños, ¿por que es útil el uso de modelos para representar estas partículas?
   R=para comprender aun mas como actúan cuando se separan y para comprender los efectos que puede llegar a tener al aplicarle una energía
2. para el estudio de la química es importante el uso de  modelos, ¿Qué opinas al respecto?
   R=yo digo que gracias a los modelos es que podemos comprender a la química mucho mejor sin necesidad de martirizarse porque no entiendes al leerlo si no ya se hace mas dinámico
3. para representar a nivel molecular otros elementos como carbono, azufre y otro compuesto, como el dióxido de azufre, ¿Qué información requieres para construir estos modelos y que diferencia tendrían estas representaciones con reacción a las elaboradas en esta actividad?
   R=el numero de átomos que tiene y su símbolo y la diferencia es el fin de cada molecula ya que cada uno lleva tareas diferentes

prectica 4: electrólisis del agua

la electrólisis es la separación de compuestos por medio de electricidad. Se produce al sumergir dos electrodos, un ánodo y un cátodo, en un liquido electrolítico

como la disolución acuosa de hidróxido de sodio, y conectados a una fuete 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 electrolisis para afirmar que el agua es un compuesto o un elemento?

R=si se descompone, si cambia su estructura física y si llega a tener un cambio químico

 

hipótesis:

el agua en ocasiones puede ser confundido como un elemento pero se puede llagar al pensamiento de que es un compuesto porque como todos sabemos la expresión química del agua es H2O por lo que esto nos dice que esta estructurado por barios elementos como el hidrogeno y el oxigeno por lo tanto se le puede reconocer como un compuesto y en esta practica comprobaremos como es posible saberlo por medio de la descomposición.

 

objetivo:

observar la electrolisis del agua para determinar si es un compuesto o un elemento.

 

materiales:

-vaso de precipitado de 400ml

-2 puntillas de grafito

-2 tubos de ensayo

-alambre de cobre delgado

-pila de 9 volts

-2 caimanes

-masking tape

-agua

-gotas de acido sulfúrico o media cucharadita de cloruro (sal)

 

procedimiento:

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

 

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

 

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

 

datos y observaciones:

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

R=  Que salían menos burbujas de el grafito y que su cantidad de gas fue de 2ml

 

¿Qué observa en el polo negativo (cátodo)?

R= Que se acumulan mas gases en los tubos de ensayo al grado de llegar a los 3.6 ml 

 

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

R=si, con una diferencia de 1.8

 

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

R= Se apaga el serillo y el humo que produce se va para abajo

 

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

R= desprende un humo que va en dirección hacia la parte baja del tubo de ensayo

 

Proporción en que se obtienen los gases en cada tubo.

R=en el ánodo se obtuvieron 2ml y en el cátodo se obtuvieron 3.6ml

 

1.-¿que tipo de corriente eléctrica se aplico, directa o indirecta?

R= se aplico la indirecta ya que se necesitaban de dos grafitos para dicha reacción

 

2.-¿que papel cumple en la electrolisis el hidróxido de sodio en disolución?

R= en que facilita la descomposición de los electrones en el agua al contactarlo con el grafito

 

3.-¿que gas identificaste en el ánodo?

R= el oxigeno

 

4.-¿que gas identificaste en el cátodo?

R=el hidrogeno

 

5.-¿en que proporción se obtienen los gases obtenidos?

R=el ánodo con 2ml y el cátodo con 3.6ml con 1.8ml de diferencia

 

6.-¿cual de los dos gases se obtuvo en mayor proporción?

R= los del cátodo ya que tubo mayor reacción con el polo opuesto la sustancia

 

análisis y conclusión:

7.-¿se puede afirmar que los gases obtenidos en la electrolisis son los componentes del agua? justifica tu respuesta.

R= si porque al separarlos da una cierta cantidad de electrones ya que en el agua son mas hidrógenos que oxígenos

 

8.-¿que permite afirmar la proporcionalidad obtenida de los gases?

R= a que los elementos que se encuentran en el agua son 2 hidrógenos y 1 oxigeno lo cual influye en la proporción de los gases ya que salen mas gases de hidrogeno que de oxigeno
 

9.-¿que función cumple el tipo de corriente eléctrica aplicada?

R=cumple con la función de separar a un elemento en especifico dependiendo el tipo de carga que se aplique es la que se va a ir acumulando en el tubo de ensayo

 

10.-¿por que aplicar corriente eléctrica y no otro tipo de energía, como calor?

R=porque sufriría un cambio muy diferente al que queremos ya que con el calor en ves de separar los elementos separaríamos cualquier otra sustancia que se pueda encontrar en el agua como el cloruro de sodio.

 

11.-¿que papel cumple la energía en esta reacción química?

R=a la separación de los elementos en el agua ya que con ella y las puntas de grafito podemos observar como se desprenden burbujas de los grafitos debido al tipo de energía aplicada en ellos
 

12.-¿que le sucederá a la electrolisis del agua si se suspende el paso de la corriente eléctrica?

R=no se seguirían separando los elementos de el agua y se quedaría tal y como quedo cuando se corto la corriente

 

13.-con base en las evidencias obtenidas durante las electrolisis, ¿Qué es el agua, un compuesto o un elemento?

R=es un compuesto ya que esta constituido de dos elementos los cuales son el hidrogeno y el oxigeno y esto se pudo comprobar con la electrolisis ya que separo esos gases en diferentes tubos de ensayo

 

aplicación y evaluación:

1.-¿la formula química del agua H2O permite establecer alguna hipótesis respecto a la proporcionalidad de sus componente?

R= se puede tener la hipótesis de que se acumulo menos oxigeno debido a que solo es un átomo de ellos y que se acumulo mas hidrógenos ya que son dos átomos los que se separan

 

2.-elabora una hipótesis respecto al papel que cumple la energía (corriente eléctrica) en la descomposición del agua por electrolisis.

R= mi hipótesis es que al conectar las puntas de grafito a la corriente eléctrica genera que al contactarlos con el agua los átomos se adhieren a los grafitos pero al estar tan atraídos hacia el grafito se descomponen sus átomos hasta separarlos pero dependiendo su carga es el átomo que se va a acumular en un gas hasta transformarse un burbujas y elevarse al tubo de ensayo para ir acumulando el gas.

pratica 5: sintesis del agua (experiencia de catedra)

los compuestos son combinaciones químicas de los elementos. cuando se unen dos o mas 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 si el hidrogeno y el oxigeno?

hipótesis:
podemos pensar que la reacción entre el hidrogeno y el oxigeno puede o no ser peligrosa pero tenemos la teoría de que no ya que ninguno es un acido o algún elemento que nos agá daño pero en realidad no sabemos que pueda llegar a pasar solo que se pueda crear un gas posiblemente.

objetivo:
observar una reacción química de síntesis

materiales:
-2 matraces de Erlenmeyer de 250ml
-soporte universal completo
-mechero de Bunsen
-un tapón monohorado
-cuba hidroneumática
-tubo de vidrio
-pinzas para tubo de ensayo
-una jeringa
-tapón simple
-un envase de refresco vacío
-acido clorhídrico al 50%
-zinc en polvo
-agua oxigenada
-levadura fresca

procedimiento:
I. producción de hidrogeno
coloca en un matraz de Erlenmeyer un poco de polvo de zinc y tápalo con un tapón monohorado por el que penetre un tubo de vidrio en forme de L. Monta un sistema de recolección de gas utilizando la botella llena de agua e invertida (el hidrogeno no es soluble en agua); con ayuda de la jeringa, introduce en el matraz de Erlenmeyer acido 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 desplace las dos terceras partes de su contenido de agua. mantén dentro de la cuba la botella que contiene el gas.

II. producción de oxigeno
utilizando el mismo sistema de recolección de gases con las indicaciones correspondientes, agrega en el otro matraz 30ml 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.

III. combinación química de hidrogeno y oxigeno
con la ayuda de un compañero envuelve la botella con un trapo grueso. Sujétala firmemente y enciende un serillo. 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:
¿Qué se observa al reaccionar el acido clorhídrico con el zinc?
R=un poco de burbujeo en el embace

¿Qué se observa al reaccionar agua oxigenada con el catalizador?
R=que la sustancia sube tanto en el agua oxigenada mientras baja en la botella

¿por que es importante marcar volúmenes de 1/3 en la botella?
R= para ver cuanto baja dependiendo de la sustancia

¿Cuáles son las evidencias de que ocurrió alguna reacción química al acercar la flama a la boca de la botella?
R=provocó una presentación de luz calorífica y H2O

análisis y conclusión:
1.-¿por que es importante marcar los volúmenes de 1/3 en el envase?
R=para ver cuanto baja dependiendo de la sustancia

2.-una vez recolectados los dos gases dentro de la botella, ¿el contenido es una mezcla o un compuesto? explica por que
R=compuesto porque sus átomos solo forman un compuesto y para formar una mezcla se necesitan mas de 2 sustancias

3.-¿por que es necesario acercar una flama para generar la reacción entre el hidrogeno y el oxigeno?
R= para que la concentración de gases que hay dentro de la botella salgan de forma de luz y formen agua gracias al calor de esta

4.-tomando en cuenta lo realizado en el laboratorio para la síntesis del agua, ¿Qué opinas respecto al rendimiento de esta reacción?
R= es correcto ya que se logra juntar los gases de oxigeno e hidrogeno en un solo recipiente dejando al final lo esperado principalmente lo que viene siendo el agua

aplicación y evaluación:
1.-¿por que, si la combinación del hidrogeno y el oxigeno forma agua, no se puede obtener este compuesto en forma cotidiana para cubrir las necesidades de abastecimiento de este liquido vital?
R=porque necesitaría ser el doble de hidrogeno que de oxigeno pata generar agua pero mientras no se tenga esa cantidad ni un método químico para unir esas partículas no se pueden juntar por si solas ya que formarían otro compuesto

2.-si la proporción de gases empleado hubiera sido 1:1, esto es, la misma cantidad de volumen de hidrogeno que de oxigeno, ¿esperarías que los dos gases reaccionaran completamente? justifica tu respuesta.
R= si ya que la reacción de luz y calor se dio gracias a la cantidad de ambos solo que 1:1 reaccionaria con menor fuerza

3.-¿que importancia tiene el combinar químicamente hidrogeno y oxigeno en la proporción, en volumen, 2:1 respectivamente y no a la inversa?
R= para la fuerza que tiene la luz y la reacción de crear el agua

dialogo de sustancias puras

 

 

mi opinión acerca del dialogo pasado de las mezclas es que dieron muy buenas demostraciones y ejemplos para entender mejor al dialogo, también me sorprende el como le contestas y te da una respuesta muy acercada a lo que tu contestas. creo que es una manera muy útil y didáctica de estudiar para mejorar nuestra comprensión hacia este tipo de temas para dejarnos bien en claro todo a detalle.

 

 

y sobre el dialogo de las sustancias puras yo creo que se me dificulto un poco mas el contestar lo que preguntaba, yo creo que fue porque no repasamos ese tema pero al final de el dialogo me quedo aun mas claro lo que es una sustancia pura, y no solo eso sino también el como puedes separar los átomos del agua para generar los elementos. también pude diferenciar luna sustancia de un compuesto y muchas otras dudas que tenia al principio pero que al final todas fueron contestadas.

practica 3: capasidad de disolucion del agua y de otros disolventes.

problema:
¿tan buen disolvente es el agua comparado con otros líquidos, como el alcohol etílico y la gasolina blanca?

hipótesis:
el agua es el disolvente mas utilizado por su gran absorción de algunos componentes y su fácil acceso y obtención.

objetivos:
interpretar las observaciones para determinar cual de los disolventes empleados es mejor.

materiales:
-tubos de ensayo
-gradillas
-pipetas de 1 mililitro
-baso de precipitado de 250ml
-pinzas para tubos de ensayo
-balanza electrónica
-soporte universal
-mechero de bunsen
-agua destilada
-alcohol (etanol)
-gasolina blanca
-sal
-azúcar
-bicarbonato de sodio
-sulfato de calcio

procedimiento:
1.-antes de iniciar la actividad, es conveniente que se discuta y establezcan, en el grupo, las cantidades de soluto y disolvente que deberán emplearse para determinar cual de los disolventes es el mejor.
2.-calienta agua de la llave en el baso de precipitados (aproximadamente 150 ml), una vez caliente, apaga el mechero. trata de mantener caliente el agua durante el experimento.
3.-numera los tubos de ensayo de acuerdo con los solutos que vallas a manejar y colócalos en la gradilla.

4.-inicia con el agua destilada . vierte en cada tubo la cantidad acordada para el disolvente.
5.-en la balanza mide la cantidad de soluto con la que se iniciara y ve agregando en cada tubo los diferentes solutos, siempre con un orden, por ejemplo: en el tubo 1 la sal, en el tubo 2 el azúcar, etcétera. agita suavemente y anota tus observaciones.

6.-agrega una mayor cantidad de cada soluto en los tubos, agita suavemente y anota tus observaciones.
7.-cuando los solutos no se disuelvan mas, coloca los tubos de ensayo dentro del baso que contiene el agua caliente, agita los tubos ligeramente dentro del agua y anota tus observaciones.

8.-vierte en la tarja las disoluciones formadas con agua destilada, lava perfectamente los tubos de ensayo y realiza los mismos pasos con un segundo disolvente. anota tus observaciones.
9.-vierte en la tarja las disoluciones formadas con el segundo disolvente, lava perfectamente los tubos d ensayo y realiza los mismos pasos con el tercer disolvente. anota tus observaciones.

datos y observaciones:
I. disoluciones a temperatura ambiente
1.-Sal
-en agua destilada: 1gm/5 ml sobro 0gm
-en alcohol: 1gm/5ml sobro 1gm
-en gasolina blanca: 1gm/5 ml sobro 1gm
2.-Azúcar
-en agua destilada: 1gm/5ml sobro 0.2gm
-en alcohol: 1gm/5ml sobro 0.4gm
-en gasolina blanca: 1gm/5ml sobro 1gm
3.-Bicarbonato de sodio
-en agua destilada: 1gm/5ml sobro o0.75gm
-en alcohol: 1gm/5ml sobro 1gm
-en gasolina blanca: 1gm/5ml sobro 1gm
II. disoluciones dentro del vaso con agua caliente
1.-Sal
-en agua destilada: 1gm/5ml sobro 0.8gm
-en alcohol: 1gm/5ml sobro 1gm
-en gasolina blanca: 1gm1/5ml sobro 1gm
2.-Azúcar
-en agua destilada: 1gm/5ml sobro 0.2gm
-en alcohol: 1gm/5ml sobro 1gm
-en gasolina blanca: 1gm/5ml sobro 1gm
3.-Bicarbonato de sodio:
-en agua destilada: 1gm/5ml sobro 0.2
-en alcohol: 1gm/5ml sobro 1gm
-en gasolina blanca: 1gm/5ml sobro 0.3gm

análisis y conclusión:
¿Cuáles son las variables que intervienen en el fenómeno de la disolución?
R= los valores de densidad y de solubilidad.

a temperatura ambiente ¿Cuál de los tres disolventes resulto ser el mejor?
R=el agua destilada por sus grandes valores de solubilidad que son mas altos que los otros.

al realizar las disoluciones dentro del vaso con agua caliente, ¿mejoro o disminuyo la capacidad de disoluciones de cada disolvente?
R=en algunas mejoro y en otras empeoro debido a el como reacciona cada soluto debido a sus valores de densidad.

practica 2: separar una mezcla heterogenea de 6 componentes

planteamiento: separar una mezcla heterogénea de 6 componentes.

 

hipótesis:

heterogénea.......................                                                                                      .............solido

3 faces solidas....................               ......3 solidos............separación con la mano.............solido

2 faces liquidas..................filtración                                                                       .............solido

6 componentes..................                ......2 líquidos..........decantación.....liquido - denso...destilación

                                                                                                             .....liquido + denso

 

materiales:

-aceite

-agua

-alcohol

-azufre

-lentejas

-arroz

 

procedimiento:

1.-juntamos todos los materiales en un vaso de precipitado y se formaron 3 líquidos in solubles y dos líquidos inmiscibles con uno miscible.

2.-despues separamos los solidos con el método de filtración y se quedaron en una coladera y en un vaso los líquidos.

 3.-luego por el gran parecido de tamaños entre los solidos tuvimos que utilizar un método mas tardado pero efectivo "la separación con las manos" debido a que no habían coladeras con menor o mayor tamaño de los orificios.



4.-posterirmente comenzamos a separar los líquidos inmiscibles por el método de decantación con un embudo de decantación, y repetimos ese proceso hasta que quedara el liquido con 2 componentes separado del aceite.

 5.-despues comenzamos a colocar los materiales para destilar al agua del alcohol, vertimos el liquido ya decantado en el matraz para calentarlo y así poderlo separar.

 6.-por ultimo dejamos que se calentara hasta su punto de ebullición que fueron los 65° a una temperatura inicial de 20° y su temperatura máxima fue de 88°.

observaciones:
-al separar los solidos nos dimos cuenta de que el azufre  fue el material mas denso porque se sentó  hasta el fondo de el vaso.
-cuando se destilo el liquido nos pudimos dar cuenta de que lo que realmente se separo de la sustancia fue el alcohol por su olor.
-observamos que el alcohol tarda mas en llagar a su punto de ebullición  que el agua.

análisis: creemos que se es m uy difícil separar sustancias solidas del mismo tamaño debido a que si utilizáramos una coladera mas chica o mas grandes puede que algunas partes de las lentejas también se hubieran juntado con las del arroz y nunca acabaríamos por mas filtración que le ágamos, es por ello que votamos por separarlos con la mano. también que al destilar al agua del alcohol lo que sobro tomo un tono amarillento, y creemos que es por la descomposición de alguna sustancia en el alcohol ya que el alcohol fue el que termino en el recipiente aparte.

conclusión: terminamos concluyendo en que a veces algunos métodos muy complicados como el separar con la mano son necesarios, no siempre pero si en algunos casos. también que dependiendo de el material liquido que se este destilando es como va a separarse, por ejemplo en el caso del agua y el alcohol, creemos que se separo al agua del alcohol porque fue el material con mayor punto de ebullición.

dialogo de mezclas