“INFORME DE LABORATORIO N° 4- OXIGENO ”

Asignatura: Química Inorgánica

Profesor: Marlon Padilla Huari

Alumno: Reátegui Quiroz Luis

Ciclo: 2 – Grupo: G2

Objetivos:

General:

Obtener el gas oxigeno por desplazamiento a partir de varios metales sobre ácidos.

Aplicar la técnica de recolección de gases sobre agua.

Específicos:

Preparar oxigeno en el laboratorio. Estudiar sus propiedades físicas y química

Fundamentos Teórico:

El oxígeno es esencial para los riachuelos y lagos saludables. El nivel de Oxígeno Disuelto (OD) puede ser un indicador de cuán contaminada está el agua y cuán bien puede dar soporte esta agua a la vida vegetal y animal de un determinado ecosistema. Generalmente, un nivel más alto de oxígeno disuelto indica agua de mejor calidad. Si los niveles de oxígeno disuelto son demasiado bajos, algunos peces y otros organismos no pueden sobrevivir. El Oxígeno que se encuentra disuelto en el agua proviene, generalmente de la disolución del oxígeno atmosférico (en el aire se encuentra en la proporción del 21%). Siendo un gas muy poco soluble en el agua y además como no reacciona químicamente, su solubilidad obedece a la Ley de Henry, la cual expresa que la solubilidad de un gas en un líquido es proporcional a su concentración o a la presión parcial del gas en la disolución.

MATERIALES:

Compuestos químicos:

• Clorato de potasio

• Bióxido de manganeso

• Cobre metálico

• Ácido nítrico

• Azufre en polvo

• Cloruro de bario

• Rojo de metilo

Materiales de laboratorio:

Equipo ideal para obtener agua destilada

Balón y mechero de gas

Cucharada de combustión

Voltámetro de Hoffman- equipo de electrolisis

Matraz erlenmeyer con tapón

Gradillas para tubo de prueba.

PARTE EXPERIMENTAL:

a) Método de preparación:

o Primera experiencia.-

-En un tubo de ensayo seco y limpio, agregar 1g de KClO3, luego calentar hasta cambio de estado físico, seguir calentando hasta desprendimiento de un gas. Acercar a la boca del tubo de ensayo, un punto de ignición. Observar si se inflama o enciende. Plantear la reacción química e interpretar.Repetir utilizando catalizador bióxido de manganeso.

Clorato de Potasio (KClO3) + Dióxido de Manganeso (MnO2) que sirve solo como catalizador. 2 KClO3 +MnO2 + calor---> 2KCl + 3O2

Al agregar el MnO2 a la reacción solo ocurrió que sea mas rápido el resultado. Por lo mismo produce una oxidación rápida.

Nota: Los catalizadores son sustancias que, aunque se encuentren en cantidades muy pequeñas, modifican mucho la velocidad de la reacción. Los catalizadores cambian el mecanismo de la reacción, haciendo que transcurra de otra forma con una energía de activación menor, pero se recuperan al final de manera que globalmente el proceso parece el mismo.

o SEGUNDA EXPERIENCIA.-

- Utilizar un equipo de electrólisis. En la cuba electrolítica, agregar agua destilada hasta que cubra los electrodos enseguida 1ml de ácido sulfúrico concentrado y Q.P., mezclar con un agitador, luego hacer circular la corriente eléctrica proviene de un generador (4 pilas de 1.5 v). Observar el proceso. La formación y el desprendimiento de gases en los polos o electrodos. Plantear la reacción química e interpretar.

En este caso se obtiene gas hidrógeno en el cátodo y oxigeno gaseoso en el ánodo. Por

consiguiente tendremos solo cationes H+, provenientes en su mayor parte de la disociación del ácido y, en menor medida, producidos por el agua.

Estos iones hidrógeno se descargan y reducen, produciendo gas hidrógeno.2H+ + 2e- H2

Hay en la solución dos tipos de aniones, OH- y SO4

2-. Estos últimos son los más abundantes y, al moverse hacia el ánodo, transportan la corriente eléctrica a través de la solución. Sin embargo son los OH- , que tienen el potencial de oxidación más positivo (potencial de reducción menos negativo), los que se descargan, oxidándose y desprendiendo oxígeno en el ánodo.

b) Reconocimiento

o Primera Experiencia.-

El oxígeno es un gas comburente, porque aviva o ayuda arder la materia o compuestos químicos. Observar lo que sucede con el punto de ignición.REACCIONES:

Se define como comburente a toda mezcla de gases en la cual el oxígeno está en proporción suficiente para que se produzca la combustión. Se define como comburente a toda mezcla de gases en la cual el oxígeno está en proporción suficiente para que se produzca la combustión. El oxígeno es esencial para que se produzca la combustión:

Combustible + Comburente + Energía de activación = CombustiónCombustión completa: C2H4 + 3O2 => 2CO2 + 2H2O Combustión incompleta: C2H4 + 2O2 => 2CO + 2H2O

-El fuego es una oxidación rápida de algún combustible. Todo es combustible ya que todo se puede oxidar en algún grado de calor. Esto marca la velocidad de oxidación. El estruendo del Hidrogeno es producido por una oxidación inmediata, ya que su poder de combinarse es superior a otros elementos de la tabla periódica a menor cantidad de calor. La explosión se produce por la rapidez de la oxidación y la expansión del gas en su entorno. .

Cuando existe suficiente oxigeno cualquier material puede explotar al oxidarse. el aire contiene poco oxigeno lo que produce solo flama en la mayoría de los combustibles a bajas temperaturas.

La fórmula para el fuego es Combustible + oxigeno + calor.

La fórmula para la explosión es Oxigeno + Combustible alto grado de oxidación + calor.

o Segunda Experiencia.-

- Demostrar la oxidación de azufre. Preparar oxígeno, almacenarlo en un tubo y taponarlo. En una cuchara de combustión coloque azufre en polvo, enciéndalo, enseguida introduzca dentro del tubo. Observar una llama de color azul, agregar 5 ml de agua destilada, agitar y luego separar en dos tubos de prueba Ay B.

Se forma el anhídrido de sulfúrico, porque el oxígeno presente en el aire se combina con el azufre formando dicho compuesto. 

y ya depende del estado de oxidación que presenta, puede ser: • anhídrido hiposulfuroso • anhídrido sulfuroso • anhídrido sulfúrico 

• Con el tubo A: determinar el pH, usando el rojo de metilo.

Al determinar un ph de 4,2 – 6,3 (Acido), vira a un rojo.

• Con el tubo B: agregar solución reactiva de cloruro de bario. Observar la formación de un precipitado blanco.

El cloruro de bario es una sal inorgánica que para determinar la presencia de iones de sulfato. Al agregar al trióxido de azufre formado (SO3) indica la presencia de iones de sulfato.

Ecuación: SO32- + BaCl2 = BaSO3 + 2 Cl

Los iones trisulfatos se oxidan fácilmente con el cloro

CUESTIONARIO

a) Propiedades físicas y químicas del O2. El oxígeno es un elemento químico de número atómico 8 y símbolo O.

En su forma molecular más frecuente, O2, es un gas a temperatura ambiente. Representa aproximadamente el 21% en volumen de la composición de la atmósfera terrestre. Es uno de los elementos más importantes de la química orgánica y participa de forma muy importante en el ciclo energético de los seres vivos, esencial en la respiración celular de los organismos aeróbicos

Propiedades físicas Estado de la materia gas.......... (Paramagnético) Punto de fusión.............. 50,35 K Punto de ebullición........ 90,18 K Entalpía de vaporización......... 3,4099 kJ/mol Entalpía de fusión............ 0,22259 kJ/mol Presión de vapor............ __ Pa a __ K Velocidad del sonido........ 317,5 m/s a 293 K.

b) Definir los siguientes términos: auto-oxidación:

Es cualquier oxidación que se produce en el aire libre o en presencia de oxígeno y/o radiación UV y formas peróxidos e hidroperóxidos. Un ejemplo clásico de auto-oxidación es el de éteres simples como éter dietílico

Combustión:

Es una reacción química de oxidación, en la cual generalmente se desprende una gran cantidad de puntos en forma de calor y luz, manifestándose visualmente gracias al oxigeno.

Deflagración:Es una explosión isóbara con llama a baja velocidad de propagación. Como por ejemplo las explosiones de butano.

Comburencia:Se define como comburencia a toda mezcla de gases en la cual el oxígeno está en proporción suficiente para que se produzca la combustión. 

c) Mencione otros métodos de obtención de O2. Destilación Fraccionada del Aire líquido. Descomposición del Clorato Potásico. Licuación

d) Mencionar las propiedades medicinales del oxígeno y ozono ACCION GERMICIDA: ACCION BACTERICIDA, ACCION

BACTERICIDA. ACCION BACTERICIDA: Destruye las bacterias presentes en heridas,

debido a la formación de peróxidos ACCION VIRUCIDA: Destruye las bacterias presentes en heridas,

debido a la formación de peróxidos. ACCION FUNGICIDA: Eficaz en tratamientos contra candida vaginal y

pie de atleta. AUMENTA EL RIEGO SANGUINEO: El ozono tiene una acción

directa sobre los glóbulos rojos, aumentando su capacidad de transporte de oxígeno, al producir en ellos un aumento de la superficie de intercambio.

ACCION DESINTOXICANTE: La respiración, en sentido amplio, consta de tres fases:-La primera es la incorporación del oxígeno a la sangre a nivel pulmonar (es decir, respiración en sentido estricto)-La segunda es la circulación de la sangre que lo conduce a todos los tejidos del cuerpo.-La tercera, y la más descuidada, es la eliminación de los residuos producidos en el proceso de combustión.

ESTIMULA EL TEJIDO DE GRANULACION: Estimula la cicatrización de las heridas, que cicatrizan más deprisa. Es especialmente útil para quemaduras graves y llagas de gente mayor.

REGULA LOS COMPUESTOS DE LA SANGRE: Regula los niveles de grasas, lípidos, colesterol, ácido úrico, glucosa, creatinina.

CALMANTE / SEDANTE: En terapias de reumatismo, el añadido de oxígeno puede explicar también la acción del ozono en la ruptura del círculo vicioso de los dolores crónicos de la artrosis (dolor, contractura muscular, mala circulación, hipoxia y acumulación de detritus, degeneración de tejidos, más dolor, más contractura, tumefacción y vuelta a empezar) disminuyendo los acúmulos tóxicos, el dolor y la inflamación, con lo que la lesión tiende a minimizarse y desaparecer (si está en fase reversible), permitiendo un grado mayor de recuperación articular.

INHIBICION DE LA FERMENTACION: Estimula el metabolismo del oxígeno (de gran utilidad en la aplicación de terapias anticancerosas)

¿PORQUE EL O2 ES PARAMAGNETICO?El dióxigeno es la única especie diatómica que teniendo un número par de electrones es paramagnética porque tiene dos electrones sin parear. En la siguiente figura se observa el oxígeno líquido retenido entre los polos de un poderoso imán.

La molécula es muy estable y su energía de disociación es 493 kJ/mol que se corresponde con la existencia de enlace múltiple entre los dos átomos.

Cuando está en fase líquida o sólida es ligeramente azul debido a transiciones electrónicas que absorben parte de la radiación visible.

A pesar de ser molecular apolar, la solubilidad en agua es bastante grande, 30 cm3

/l a TPN. Esto permite sostener la vida de animales y plantas en ecosistemas acuosos.