UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS(UNIVERSIDAD DEL PER, DECANA DE AMRICA)

FACULTAD DE INGENIERA GEOLGICA, MINERA, METALRGICA Y GEOGRFICA

EAP: INGENIERA AMBIENTAL

CURSO: QUMICA GENERAL

INFORME N3: COLORACIN DE LA FENOLFTALENA EN CIDOS Y BASES

PROFESOR:JORGE LUIS ZEGARRA PUMACAYO

ALUMNOS: PAUL ANTHONY LEIVA SAAVEDRA15160125PEDRO PABLO CASTRO INGA15160123ITALA RUDY TICONA PACHECO15160344JORGE LUIS ACUA OBREGON15160121

SEMESTRE ACADMICO: 2015 1

GRUPO: LUNES 11:30 13 HORASCiudad Universitaria, mayo del 2015LIMA, PER

TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCIN3FUNDAMENTOS TERICOS4MATERIALES9MTODO EXPERIMENTAL10RESULTADOS11DISCUSIN DE RESULTADOS12CONCLUSIONES.14RECOMENDACIONES15ANEXOS 16BIBLIOGRAFA17

INTRODUCCIN

Con el presente informe, los alumnos de la Facultad de Ingeniera Geolgica, Metalrgica, Minera y Geogrfica de la Escuela Acadmico-Profesional de Ingeniera Ambiental; nos referiremos a un nuevo experimento realizado, en las instalaciones del laboratorio de la Escuela Acadmico-Profesional de Ingeniera Metalrgica, el da lunes 27 de abril del ao en curso. Es pertinente agradecer al docente del curso, el Ing. Jorge Luis Zegarra Pumacayo, quien nos brind las instrucciones y pautas necesarias durante el proceso de experimentacin.De seguro, en varias ocasiones hemos tenido la oportunidad de ver los gestos en el rostro de una persona cuando prueba el zumo de limn; tambin podemos afirmar que en algn momento hemos tragado agua con jabn. En el primer caso, tenemos la certeza de que la persona que prob el limn dijo expresiones como: que agrio es el limn! En el segundo caso, el sabor del jabn probablemente fue calificado como amargo. Considerando estas caractersticas, y muchas otras, los qumicos diferencian dos clases de compuestos que presentan antagonismo. Nos referimos a los compuestos cidos y bsicos. Probar un producto para reconocerlo como cido o como base sera una opcin, siempre y cuando estos no sean nocivos para la salud. Afortunadamente existen otros mtodos que nos permiten identificar sustancias de acuerdo a la clasificacin mencionada. Para nuestro experimento, nosotros empleamos un compuesto orgnico denominado Fenolftalena. Dicha sustancia experimenta cambios peculiares dependiendo del medio en el que se encuentra. Ahora que conocemos a grandes rasgos la temtica de este informe, podemos dar paso a la revisin de los siguientes captulos; esperando que al trmino de la lectura, el lector tenga una nocin de los procesos que en este informe se describen.

FUNDAMENTOS TERICOS

REACCIN: Es el proceso en el que un conjunto de sustancias llamadas reactivos se transforman en un nuevo conjunto de sustancias llamados productos. En otras palabras, una reaccin qumica es el proceso mediante el cual tiene lugar una transformacin qumica.(1) Un proceso en el que una sustancia (o sustancias) cambia para formar una o ms sustancias nuevas.(2) Una sustancia se transforma en otra qumicamente diferente.(3)

REACCIN EXOTRMICA Es la que produce un aumento de la temperatura en un sistema aislado o hace que un sistema no aislado ceda calor a los alrededores.(1) Es un proceso donde el sistema pierde calor.(3) Proceso que emite calor a los alrededores.(5)

REACCIN DE NEUTRALIZACIN En una reaccin de neutralizacin un cido y una base reaccionan formndose agua y una disolucin acuosa de un compuesto inico llamado sal.(1) Es una reaccin entre un cido y una base. Generalmente, en las reacciones acuosas cido-base forma agua y una sal, que es un compuesto inico formado por un catin distinto de H+ y un anin distinto del OH- u O2-.(2) Es la reaccin de un cido y una base para formar una sal y agua.(6) CIDO Segn Arrhenius, los cidos son sustancias productoras de iones hidrgeno (H+) al ser disueltas en agua.(4)

(1)..PETRUCCI, HARWOOD, HERRING. Qumica general. Prentice Hall. Octava edicin 2003.(2)..CHANG, Raymond. Qumica. Interamericana Editores. Dcima edicin. 2010.(3)..BROWN, T. LEMAY, H. BURSTEN, B. Qumica. La ciencia central. Pearson. Decimosegunda edicin. 2014.(4).Karen C. Timberlake. Qumica. Una introduccin a la Qumica General, Orgnica y Biolgica. Pearson. Dcima edicin, 2011.(5).J. SPENCER, G. BODNER, L. RICKARD. Qumica, estructura y dinmica. CECSA. Primera edicin, 2000.(6).MORRIS HEIN, SUSAN ARENA. Foundations of College Chemistry. Jhon Wiley & Sons, Inc. Decimotercera edicin, 2011. Sustancia que puede donar un ion H+(un protn) y, que por lo tanto, incrementa la concentracin de H+(ac) cuando se disuelve en agua.(3) Para Arrhenius, un cido es cualquier sustancia que se ioniza al disolverse en agua y produce H+, o ion hidrgeno.(5)

BASE Segn la definicin de Arrhenius, una base es una sustancia capaz de producir iones hidrxilo (OH-) en disolucin acuosa.(1) Una sustancia que produce iones hidrxido (OH-) en solucin acuosa.(6) Se describe como una sustancia que libera iones hidrxido (OH-) cuando est disuelta en agua.(2)

LA ESCALA DE pH Es solo una manera de expresar la concentracin del ion hidrgeno en soluciones cidas o bsicas a 25C. A estas condiciones se identifican sus valores como sigue(2):Disoluciones cidas:[H+] 1.0 10-7 M, pH 7.00Disoluciones bsicas:[H+] 1.0 10-7 M, pH 7.00Disoluciones neutras:[H+] = 1.0 10-7 M, pH = 7.00

La concentracin molar de H+(ac) en una disolucin acuosa es, por lo general, muy pequea. Por lo tanto, por conveniencia, expresamos [H+] en trminos del pH, el cual es el logaritmo negativo de base 10 de [H+].(3) En la escala de pH, un nmero entre 0 y 14 representa la concentracin de [H+] o [H3O+] para la mayora de las disoluciones. En una disolucin neutra el pH es de 7,0; en una cida es inferior a 7,0; y en una bsica es superior a 7,0.(4)

(1)..PETRUCCI, HARWOOD, HERRING. Qumica general. Prentice Hall. Octava edicin 2003.(2)..CHANG, Raymond. Qumica. Interamericana Editores. Dcima edicin. 2010.(3)..BROWN, T. LEMAY, H. BURSTEN, B. Qumica. La ciencia central. Pearson. Decimosegunda edicin. 2014.(4).Karen C. Timberlake. Qumica. Una introduccin a la Qumica General, Orgnica y Biolgica. Pearson. Dcima edicin, 2011.(5).J. SPENCER, G. BODNER, L. RICKARD. Qumica, estructura y dinmica. CECSA. Primera edicin, 2000.(6).MORRIS HEIN, SUSAN ARENA. Foundations of College Chemistry. Jhon Wiley & Sons, Inc. Decimotercera edicin, 2011. DISOLUCIN Es una mezcla homognea porque su composicin y propiedades son uniformes, y es una mezcla porque contiene dos o ms sustancias en proporciones que pueden variarse: el disolvente (mayor cantidad y determina el estado), y el soluto (disueltos en el disolvente).(1) Es una mezcla uniforme, esto quiere decir que la composicin es la misma en toda la mezcla. La sustancia que se disuelve se llama soluto y la que disuelve se le conoce como solvente.(5) El trmino solucin es usado en Qumica para describir un sistema en donde uno o ms sustancias estn homogneamente mezcladas o disueltas en otra sustancia. Una solucin simple tiene dos componentes: soluto y solvente. El soluto es el componente que es disuelto o es el menos abundante en la disolucin. El solvente es el agente disolvente o el ms abundante.(6)

CONCENTRACIN Es la cantidad de soluto presente en una cantidad dada de disolvente, o en una cantidad de disolucin.(2) Designa la cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de disolvente o de disolucin. A mayor cantidad de soluto disuelto, en una cierta cantidad de disolvente, ms concentrada en ese soluto ser la disolucin resultante.(3) Es la cantidad de soluto disuelta en una determinada cantidad de disolvente. Aunque existen numerosas formas de expresar la concentracin, todas ellas se refieren a una cantidad de soluto disuelto en una cantidad determinada de disolucin.(4)

(1)..PETRUCCI, HARWOOD, HERRING. Qumica general. Prentice Hall. Octava edicin 2003.(2)..CHANG, Raymond. Qumica. Interamericana Editores. Dcima edicin. 2010.(3)..BROWN, T. LEMAY, H. BURSTEN, B. Qumica. La ciencia central. Pearson. Decimosegunda edicin. 2014.(4).Karen C. Timberlake. Qumica. Una introduccin a la Qumica General, Orgnica y Biolgica. Pearson. Dcima edicin, 2011.(5).J. SPENCER, G. BODNER, L. RICKARD. Qumica, estructura y dinmica. CECSA. Primera edicin, 2000.(6).MORRIS HEIN, SUSAN ARENA. Foundations of College Chemistry. Jhon Wiley & Sons, Inc. Decimotercera edicin, 2011. FENOLFTALENA Es un compuesto orgnico que se utiliza como indicador en reacciones cido-base; es incoloro en disoluciones de pH que estn en el rango de 0 a 8.2; y rosa, cuando vara entre 8.2 y 12. En disoluciones fuertemente cidas es de color naranja (pH = 0)y en disoluciones fuertemente bsicas es incoloro (pH > 12).(6)EspeciesH3Fenolftalena+H2FenolftalenaFenolftalenaFenolftalena(OH)3-

Estructuras

Modelo

pH00 8.28.2 12.0> 12.0

CondicionesFuertemente cidascidas o neutraBsicasFuertemente bsicas

ColorNaranjaIncoloroRosaIncoloro

Imagen

Fuente: Wikipedia SODIO METAL El sodio es uno de los elementos ms abundantes en la tierra, sin embargo, el metal por s mismo no existe en la naturaleza, por lo que es creado artificialmente. El sodio metlico es muy blando y de menor densidad que el agua (0,97 g/mL ). Su punto de fusin es de 97 C, mientras que su punto de ebullicin es considerablemente alto (883 C). Debido a que es muy reactivo con el aire, el sodio metlico debe almacenarse dentro de un hidrocarburo inerte lquido, como el queroseno o el ter de petrleo. (7)

(6).MORRIS HEIN, SUSAN ARENA. Foundations of College Chemistry. Jhon Wiley & Sons, Inc. Decimotercera edicin, 2011. (7).http://www.ehowenespanol.com/descripcion-del-sodio-metalico-hechos_47593/

VINAGRE Es una disolucin de cido actico (cido etanoico, segn IUPAC) cuyas concentraciones varan entre 3% y 5%.(8)cido etanoico

(8).http://www.quimitube.com/como-se-determina-el-contenido-acido-de-un-vinagre

MATERIALES

7

Vaso de precipitado

Sodio metlico

Fenolftalena

Probeta

Tubos de ensayo

Vinagre

Lquidos desconocidos

Gradilla

MTODO EXPERIMENTAL

Paso 1:Llenamos el vaso de precipitado con agua potable (aproximadamente 600mL)

Paso 2:Con la bagueta se aadi una cantidad muy pequea de sodio metlico al agua que se encontraba en el vaso de precipitado.

Paso 3:Con la ayuda de un gotero, dejamos caer unas gotas de fenolftalena en la solucin.

Paso 4:Un compaero, con mucho cuidado, agit el vaso de precipitado para que la fenolftalena se mezcle uniformemente.

Paso 5:El docente coloc tres tubos de ensayo en la gradilla. Verti dos lquidos desconocidos en dos tubos de ensayo distintos y en el restante, una solucin de vinagre con xido de hierro.

Paso 6:Luego, con la ayuda de una compaera, con mucha precisin, dej caer una gota de fenolftalena en cada tubo de ensayo.

RESULTADOS

Lo primero que observamos fue que el sodio "se desplaza" caticamente por la superficie del agua y de inmediato se desprende un gas de color blanco (hidrgeno gaseoso). La reaccin desprende calor (reaccin exotrmica) y emite sonido, debido a la interaccin violenta de los reactantes (se observ diminutas chispas sobre la superficie del agua). El sodio se consume completamente haciendo que la solucin obtenida tome un color blanco opaco. Luego, al dejar caer las gotas de fenolftalena, se observa que la solucin contenida en el vaso de precipitado empieza a cambiar de color (de transparente a magenta y, a medida que se agitaba el vaso de precipitado, la intensidad del color disminua, pero se iba haciendo ms homogneo en la solucin).

En el caso de los tubos de ensayo; el que contena la sustancia de la botella, luego de dejarse caer unas gotas de fenolftalena, el contenido de este sufri un cambio de color similar al del vaso de precipitados, se agit para que el color sea uniforme y poder observar mejor el efecto; en este caso, el color fue ms intenso debido a que la cantidad del lquido desconocido era menor. El tubo de ensayo que contena vinagre y xido de hierro, an luego de agregarle la fenolftalena, no experimento cambios en su coloracin; esto mismo sucedi en el tercer tubo, el cual contena una sustancia de identidad desconocida.

DISCUSIN DE RESULTADOS

El desprendimiento de un gas, el desplazamiento catico del sodio sobre el agua, el sonido emitido y los destellos de luz; todo esto que se pudo observar, desde el momento en el que el sodio entra en contacto con el agua hasta que este desaparece, nos indic que estbamos frente a una reaccin qumica. Los reactivos y productos de dicha reaccin se muestran en la siguiente ecuacin:

Lo que podemos observar es que se produce hidrxido de sodio (NaOH); como sabemos, este compuesto es bsico. Tambin se libera hidrgeno gaseoso (H2(g)). Cabe mencionar tambin que la reaccin es exotrmica: el calor liberado calienta al sodio y tambin al hidrgeno. La posibilidad de que el hidrgeno liberado iniciara un proceso de combustin siempre estuvo presente, ya que sabemos que el hidrgeno es un gas combustible; si esto no se lleg a dar fue por la reducida cantidad de sodio que intervino en la reaccin. Cuando la reaccin se vio finalizada, en el vaso de precipitados se obtuvo una disolucin de hidrxido de sodio (NaOH(ac)).Por otro lado, la reaccin entre el sodio y el agua se dio solo hasta que el primero se consumi por completo; era evidente que la cantidad de agua presente en la reaccin era muchsimo mayor que la de sodio, debido a ello, el sodio tom el papel de reactivo limitante y determin el proceso de la reaccin. El cambio de color de la disolucin, luego de que aadiramos las gotas de fenolftalena, nos sirve para comprobar lo que tericamente indicamos. El carcter bsico de la disolucin resultante es la responsable para que el contenido del vaso de precipitados se torne de color rosado. Sin embargo, la coloracin de la disolucin no fue muy intensa, esto se debe a la enorme diferencia entre la cantidad de disolucin y las pocas gotas de fenolftalena.En cuanto a las sustancias que se encontraban en los tubos de ensayo: la primera experiment un cambio de color, pero con mayor intensidad, esto lo podemos relacionar con la menor diferencia entre la cantidad de sustancia presente en el tubo de ensayo y la cantidad de fenolftalena; este suceso tambin nos permite afirmar que dicha sustancia es una base. Sabamos que el contenido del segundo tubo de ensayo era vinagre y xido de hierro, esta disolucin de un xido y un cido, no experiment cambios en su coloracin, debido a que la fenolftalena no adquiere color en contacto con cidos; con respecto al xido de hierro, este tampoco influy en la coloracin de la disolucin, ya que no posee iones H+ u OH- que interacten con el indicador. El color del lquido desconocido del tercer tubo de ensayo no sufri ningn cambio por lo que se pens que poda ser un cido.

CONCLUSIONES

Una vez ms, hemos podido corroborar con el proceso experimental, mucho de lo que nuestro fundamento terico sostiene. Las evidencias que nos permiten identificar el momento en el que estamos presenciando una reaccin qumica se manifestaron notoriamente.En cuanto a la fenolftalena, concluimos que su uso resulta ser una opcin muy prctica cuando queremos saber si la sustancia con la cual trabajaremos es cida o bsica. Esta sustancia cambia de color de acuerdo al pH de la disolucin, pero el pH depende de la concentracin de los iones H+ en la disolucin, por lo que podemos deducir que mientras ms concentrada est la base, se teir ms, como en el caso del tubo de ensayo. Que el vinagre no experimentara cambios con la presencia de la fenolftalena, en ese momento nos pareci extrao; ahora sabemos que esto ocurri porque los cidos con pH mayor a cero no provocan cambios en el color de esa sustancia; y el xido de hierro presente no influy en la coloracin debido a que no posee iones OH- o H+ que interacten con la fenolftalena.Con respecto a la ltima sustancia, de la cual desconocemos su identidad, podemos decir que existen dos posibilidades: la primera sera que, como no experiment cambio visible en presencia de la fenolftalena, su pH podra encontrarse en el intervalo de ; pudiendo ser un compuesto cido o ligeramente bsico. La segunda, que su pH sea mayor que 12, llegando a ser una sustancia fuertemente bsica.

RECOMENDACIONES

Durante la estancia en el laboratorio, es primordial utilizar guardapolvos. En el proceso de experimentacin, es indispensable el uso de gafas y guantes; estas herramientas nos brindarn proteccin al momento de manipular sustancias que resulten ser nocivas y nos ayudarn a evitar accidentes, mientras se realiza el experimento. A pesar de que la cantidad de sodio empleada en la experimentacin fue muy reducida, se pudo observar que este reacciona de forma violenta con el agua. Por ello es importante conocer la reactividad de este elemento; ya que si se utiliza en mayor proporcin podra causar algn accidente. Es importante mantenerse a una distancia prudente del rea donde se lleva acabo el experimento; ya que pueden presentarse distintos imprevistos durante el transcurso del mismo. En este caso se libera hidrgeno gaseoso H(g), el cual es muy inflamable; por consiguiente, existe el riesgo de producirse una explosin o incendio. Los conocimientos previos con respecto a los trabajos que se llevan a cabo en un laboratorio siempre influyen en la manera de ver los distintos sucesos que se dan. Si nuestro bagaje no es muy amplio antes de la experimentacin, es necesario investigar en la parte terica, para as entender qu es lo que sucede en cada instante de la reaccin y saber por qu sucede cada fenmeno. En todo laboratorio, encontramos una variedad de materiales: algunos de estos son muy resistentes y otros, de gran fragilidad. Manipularlos de manera adecuada y con el mayor cuidado posible nos ayudar a conservarlos tal y como los encontramos antes de ser usados.

ANEXOS

El lquido del primer tubo de ensayo era una base, por ello cambi de color.

La solucin de NaOH(ac) cambiando de color en presencia del indicador (Fenolftalena)

Los tres tubos de ensayo en presencia de la fenolftalena. Como se observa, solo el primero cambi de color. El vinagre y la otra sustancia desconocida no experimentaron ningn cambio

BIBLIOGRAFA

Libros: BROWN, T. LEMAY, H. BURSTEN, B. Qumica. La ciencia central. Pearson. Decimosegunda edicin. 2014. CHANG, Raymond. Qumica. Interamericana Editores. Dcima edicin. 2010. J. SPENCER, G. BODNER, L. RICKARD. Qumica, estructura y dinmica. CECSA. Primera edicin, 2000. MORRIS HEIN, SUSAN ARENA. Foundations of College Chemistry. Jhon Wiley & Sons, Inc. Decimotercera edicin, 2011. PETRUCCI, HARWOOD, HERRING. Qumica general. Prentice Hall. Octava edicin 2003. TIMBERLAKE, Karen C. Qumica. Una introduccin a la Qumica General, Orgnica y Biolgica. Pearson. Dcima edicin, 2011.

Enlaces web: http://www.ehowenespanol.com/descripcion-del-sodio-metalico-hechos_47593/ http://www.quimitube.com/como-se-determina-el-contenido-acido-de-un-vinagre