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ASIGNATURA: QUIMICA GENERAL Y ORGANICA (SQ0601) GUÍA DE LABORATORIO N°2: “REACCIONES QUÍMICAS”

I. Presentación de la guía: Competencia: El alumno será capaz de reconocer diferentes tipos de reacciones químicas.

Interpretar una reacción en función de la ecuación química en términos cualitativos y cuantitativos aplicando conceptos de estequiometria.

Evaluación: La evaluación del práctico tiene carácter formativo lo que permitirá detectar el

dominio de los objetivos planteados. Metodología: El docente organizará grupos de trabajo para desarrollar las actividades propuestas.

Posteriormente el alumno confeccionará un informe de los resultados obtenidos y la respuesta a las preguntas de post-laboratorio.

II. Resumen Teórico: Una “Reacción Química” describe los cambios que suceden en la naturaleza debido a un

reordenamiento de los átomos de la materia de forma objetiva, cuantitativa y ordenada, representa

por medio de la llamada “Ecuación Química”.

tan 1 tan 2 tan 3 tan 4Sus cia Sus cia Sus cia Sus cia

La Sustancia 1 suele corresponder al llamado “Sustrato”, que es motivo de estudio y la Sustancia

2, al Reactivo, el que provocará el cambio. Ambas sustancias se consumen, y reciben el nombre

de Reactantes. Por otro lado, lo que se producen como consecuencia de la reacción, se denomina

Productos. La sustancia 3 corresponde al llamado “Producto Principal” y al resto de las sustancias

son los Productos Secundarios (sustancia 4). Los Reactantes y los Productos pueden encontrarse

en forma sólida (s), líquida (l), gaseosa (g) ó en disolución. La detección de una reacción química,

se puede apreciar por cambio de color, aparición de precipitado, desprendimiento de gas

y cambio de temperatura.

1.- Clasificación de las Reacciones Químicas Las Reacciones Químicas se pueden clasifican de

varias formas, por ejemplo, de acuerdo a su resultado global, al número de fases en que se

desarrolla, energía involucrada, velocidad con que ocurren, el medio en que se desarrolla…etc. De

acuerdo al resultado global las reacciones químicas se pueden clasificar en reacciones de síntesis,

descomposición, adición, sustitución, doble sustitución, combustión, neutralización y óxido-

reducción.

a) Síntesis: dos elementos químicos se combinan para formar un compuesto.

A + B AB

Ejemplo de este tipo de reacción: 3N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g)

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b) Descomposición: una sustancia da origen a otras más simple, generalmente por acción del calor.

ABC AB + C

Ejemplo de este tipo de reacción: CaCO3 (s) + calor CaO (s) + CO2 (g)

c) Adición: un elemento o compuesto se mezcla con otra sustancia para formar un nueva compuesto.

AB + C ABC

Ejemplo de este tipo de reacción: CaO (s) + H2 O (l) Ca(OH)2 (ac)

d) Combinación: en estas reacciones dos sustancias reaccionan para formar una diferente.

A + B AB

Ejemplo de este tipo de reacción: H2 (g) + O2 (g) H2O (l)

e) Sustitución: un elemento reacciona con un compuesto para formar un nuevo compuesto y elementos diferentes.

A + BC AC + B

Ejemplo de este tipo de reacción: Zn(s) + 2HCl(ac) ZnCl2(ac) + H2(g)

f) Doble Sustitución: en estas reacciones los compuestos intercambian sus partes electropositivas y electronegativas.

AB + CD AD + CB Ejemplo: Oxido de hierro (II) reacciona con ácido sulfúrico diluido para producir sulfato ferroso ó

sulfato de hierro (II) y agua. FeO(s) + H2SO4(ac) FeSO4(ac) + H2O(l)

2.- Reacciones Químicas y transferencia de calor

Desde el punto de vista de la transferencia de calor involucrada en las reacciones químicas, éstas

generalmente se clasifican en:

a) Reacciones exotérmicas: Las reacciones exotérmicas, corresponde a reacciones químicas que liberan energía, generalmente en forma de calor al medio ambiente. b) Reacciones endotérmicas: Las reacciones endotérmicas, corresponde a reacciones químicas que adsorben energía, generalmente en forma de calor al medio ambiente. Desde el punto de vista de las reacciones que ocurren en un ser vivo, las reacciones químicas se

denominan Reacciones Bioquímicas. Las reacciones bioquímicas no ocurren espontáneamente,

deben estar catalizadas por un tipo de moléculas complejas llamadas enzimas. Una de las más

importantes reacciones dentro de este tipo, son las que involucran el proceso de la Digestión. Las

responsables de la digestión son las enzimas. Las enzimas son proteínas sintetizadas por el

organismo, cuya misión es digerir y acelerar las reacciones químicas que deben ocurrir en cada

momento del proceso. Intervienen 18 enzimas y cada una es específica para una reacción química

en particular. Por ejemplo, en la saliva la ptialina y la maltasa, dos enzimas, actúan disgregando

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el almidón y la maltosa, respectivamente, mientras que la pepsina, enzima que se produce como

consecuencia de la acción del ácido clorhídrico del jugo gástrico sobre el pepsinógeno, rompe las

proteínas en moléculas más simples y la lipasa pancrática actúa sobre la digestión de las grasas.

Hay dos tipos de reacciones bioquímicas:

a) Reacciones Anabólicas: son aquellas reacciones en la que se forman compuestos complejos a

partir de compuestos sencillos y consumen energía (reacciones endergónicas)

A + B + C → ABC

b) Reacciones Catabólicas: son aquellas reacciones en que compuestos complejos se transforman

en otros más sencillos. Son generalmente exergónicas ya que liberan energía.

ABCD AB + C + D 3.- Estequiometria en las Reacciones Químicas

La estequiometria en las reacciones químicas permite interpretar una reacción química en términos

de las relaciones de masa en que los elementos ó compuestos se combinan. Esta interpretación

puede ser cualitativa, quien reacciona con quien y cuantitativa (a nivel microscópico o

macroscópico). A nivel microscópico se relaciona el número de moléculas de reactantes y de

productos involucrados en la reacción y a nivel macroscópico el número de mol de reactantes que

se consumen y el número de mol de productos.

III. Actividad práctica: Realizar diferentes reacciones químicas y clasificarlas de acuerdo a los cambios observados. IV. Materiales y reactivos: Vaso de precipitado de 100 mL Probeta de 10 mL Vidrio de reloj Pipeta parcial de 10 mL Pipeta Pasteur con gotario Propipeta de goma Gradilla de madera Tubo de ensayo Pinza de madera para tubo de ensayo Balanza Agua destilada Mechero de alcohol Pipeta Pasteur Pinzas crisoleras Algodón

Nitrato de plata, AgNO3 Cromato de potasio, K2CrO4 Hidróxido de sodio, NaOH Cloruro de hierro (III), FeCl3 Sulfato de cobre (II), CuSO4 Ácido clorhídrico, HCl Cinc metálico, Zn Hierro metálico, Fe (corchete) Fenolftaleína Aluminio metálico, Al Permanganato de potasio, KMnO4 Amoniaco, NH3 Nitrato de plomo (II), Pb(NO3)2 Ioduro de potasio, KI

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V. Procedimiento experimental

Experiencia N°1: En un tubo de ensayo coloque aproximadamente 1,0 mL de AgNO3 0.1 M y adicionar gota a gota 1,0 mL de K2CrO4 0.1 M Registre sus observaciones.

Experiencia N°2: En un tubo de ensayo coloque aproximadamente 1,0 mL de FeCl3 0.2 M y añada gota a gota 1.0 mL de NaOH 0.1 M. Registre sus observaciones.

Experiencia N°3: En un tubo de ensayo coloque aproximadamente 1,0 mL de CuSO4 0.2 M y añada gota a gota 1.0 mL de NaOH 0.1 M. Registre sus observaciones.

Experiencia N°4: En un tubo de ensayo coloque cinc metálico y adicionar gota a gota 1.0 mL de HCl 1.5 M. Registre sus observaciones.

Experiencia N°5: En un tubo de ensayo coloque aproximadamente 1.0 mL de NaOH 0.1 M y agregue 3 gotas de fenolftaleína y luego gota a gota 1.0 mL de HCl 0.1 M. Registre sus observaciones.

Experiencia N°6: En un tubo de ensayo coloque aproximadamente 1,0 mL de AgNO3 0.1 M y adicionar gota a gota 1,0 mL de BaCl2 0.1 M Registre sus observaciones.

Experiencia N°7: En un tubo de ensayo coloque hierro metálico, Fe (corchete) y adicionar 5,0 mL de CuSO4 1.0 M. Calentar suavemente a la llama de un mechero. Registre sus observaciones.

Experiencia N°8: En un tubo de ensayo coloque papel de aluminio y aproximadamente 1,0 mL de HCl 1.0 M con pipeta pasteur adicione tres gotas de solución de KMnO4 diluido.

Experiencia N°9: En un tubo de ensayo coloque aproximadamente 1,0 mL de Pb(NO3)2 0.2 M y adicionar gota a gota 1,0 mL de KI 0.1 M Registre sus observaciones.

Experiencia N°10 “demostrativa”: Con la ayuda de dos pinzas sumerja una mota de algodón en ácido clorhídrico y la otra en amoniaco acerque ambas motas y registre sus observaciones. Realizar la experiencia bajo campana extractora de gases. VI. Post-Laboratorio: Como se clasifican las reacciones químicas en función de su resultado global.

Cuales son los dos tipos de reacciones bioquímicas.

Como se clasifican las reacciones químicas en relación con la transferencia de calor.

Escriba las ecuaciones químicas representativas para las 10 experiencias descritas anteriormente. Escriba las observaciones de cada reacción.

Clasifique cada una de las reacciones químicas realizadas en función de los criterios propuestos como fundamento teórico de la experiencia.

¿Qué indica el principio de conservación de la materia?

¿Qué es un coeficiente estequiométrico?

VII. Bibliografía

Brown, LeMay Bursten, Química Ciencia Central, novena edición. Editorial Pearson 2004.

Raymond Chang, Química General, séptima edición. Editorial Mc Graw Hill 2002.