Escalante Flores Miguel Angel Grupo: 18 Subgrupo: 72

Practica de Laboratorio Núm. 7

“Reacción Química”

Problema

1. ¿Cuáles son los productos de las reacciones químicas involucradas?

2. ¿Cómo se expresan estos procesos mediante ecuaciones químicas?

3. ¿Cómo se pueden clasificar estas reacciones?

Se deberán analizar todas las reacciones, determinar sus características, dar su ecuación química y anotar las observaciones de cada una de las reacciones.

Hipótesis

Marco Teórico

Reacción química

Una reacción química o cambio químico es todo proceso químico en el cual dos o más sustancias, por efecto de un factor energético, se transforman en otras sustancias llamadas productos. Esas sustancias pueden ser elementos o compuestos.

A la representación simbólica de las reacciones se les llama ecuaciones químicas.

Los productos obtenidos a partir de ciertos tipos de reactivos dependen de las condiciones bajo las que se da la reacción química. No obstante, tras un estudio cuidadoso se comprueba que, aunque los productos pueden variar según cambien las condiciones, determinadas cantidades permanecen constantes en cualquier reacción química. Estas cantidades constantes, las magnitudes conservadas, incluyen el número de cada tipo de átomo presente, la carga eléctrica y la masa total.

Los tipos de reacciones inorgánicas son: Ácido-base (Neutralización), combustión, reacciones redox y precipitación.

Reacción Ácido-Base o Neutralización

Una reacción de neutralización es una reacción entre un ácido y una base. Cuando en la reacción participan un ácido fuerte y una base fuerte se obtiene una sal y agua. Mientras que si una de las especies es de naturaleza débil se obtiene su respectiva especie conjugada y agua. Así pues, se puede decir que la neutralización es la combinación de cationes hidrógeno y de iones hidróxido para formar moléculas de agua. Durante este proceso se forma una sal.

Las reacciones de neutralización son generalmente exotérmicas,

Reacción Redox

Las reacciones de reducción-oxidación (también conocidas como reacciones redox) son las reacciones de transferencia de electrones. Esta transferencia se produce entre un conjunto de elementos químicos, uno oxidante y uno reductor (una forma reducida y una forma oxidada respectivamente).

Para que exista una reacción redox, en el sistema debe haber un elemento que ceda electrones y otro que los acepte:

El agente reductor es aquel elemento químico que suministra electrones de su estructura química al medio, aumentando su estado de oxidación, es decir; oxidándose.

El agente oxidante es el elemento químico que tiende a captar esos electrones, quedando con un estado de oxidación inferior al que tenía, es decir; reducido.

Reacción de Combustión

La combustión es una reacción química en la cual generalmente se desprende una gran cantidad de calor y luz.

En toda combustión existe un elemento que arde y se denomina (combustible) y otro que produce la combustión (comburente), generalmente oxígeno en forma de O2 gaseoso. Los explosivos tienen oxígeno ligado químicamente por lo que no necesitan el oxígeno del aire para realizar la combustión.

Los tipos más frecuentes de combustible son los materiales orgánicos que contienen carbono e hidrógeno. En una reacción completa todos los elementos tienen el mayor estado de oxidación. Los productos que se forman son el dióxido de carbono (CO2) y el agua, el dióxido de azufre (SO2) (si el combustible contiene azufre) y pueden aparecer óxidos de nitrógeno (NOx), dependiendo de la temperatura de reacción.

Reacción de Precipitación

La reacción de precipitación es un tipo común de reacción en disolución acuosa que se caracteriza por la formación de un producto insoluble o precipitado. Un precipitado es un sólido insoluble que se separa de la disolución. En las reacciones de precipitación por lo general participan compuestos iónicos

Desde un punto de vista de la física se pueden postular dos grandes modelos para las reacciones químicas: reacciones ácido-base (sin cambios en los estados de oxidación) y reacciones Redox (con cambios en los estados de oxidación). Sin embargo, podemos estudiarlas teniendo en cuenta que ellas pueden ser:

Nombre Descripción Representación

Reacción de síntesis Elementos o compuestos sencillos que se unen para formar un compuesto más complejo. A+B → AB

Reacción de descomposición

Un compuesto se fragmenta en elementos o compuestos más sencillos. En este tipo de reacción un solo reactivo se convierte en zonas o productos.

AB → A+B

Reacción de desplazamiento o simple sustitución

Un elemento reemplaza a otro en un compuesto.

A + BC → AC + B

Reacción de doble desplazamiento o doble sustitución

Los iones en un compuesto cambian lugares con los iones de otro compuesto para formar dos sustancias diferentes.

AB + CD → AD + BC

Ecuación química

Interpretación de una ecuación química

Un caso general de ecuación química sería:

Donde:

A, B, C, D, representan los símbolos químicos de las moléculas o átomos que reaccionan (lado izquierdo) y los que se producen (lado derecho).

a, b, c, d, representan los coeficientes estequiométricos, que deben ser ajustados de manera que sean reflejo de la ley de conservación de la masa.

La interpretación física de los coeficientes estequiométricos, si estos son números enteros y positivos, puede ser en átomos o moles:

Así, se diría de la ecuación de geometría estequiometria se subdivide en la siguiente:

1. Cuando "a" átomos (o moléculas) de A reaccionan con "b" átomos (o moléculas) de B producen "c" átomos (o moléculas) de C, y "d" átomos (o moléculas) de D.

2. Cuando "a" moles de átomos (o moléculas) de A reaccionan con "b" moles de átomos (o moléculas) de B producen "c" moles de átomos (o moléculas) de C, y "d" moles de átomos (o moléculas) de D.

Por ejemplo el hidrógeno (H2) puede reaccionar con oxígeno (O2) para dar agua (H2O). La ecuación química para esta reacción se escribe:

El símbolo "+" se lee como "reacciona con", mientras que el símbolo "→" significa "irreversible" o "produce". Para ajustar la ecuación, ponemos los coeficientes estequiométricos.

La ecuación está ajustada y puede ser interpretada como 2 mol de moléculas de hidrógeno reaccionan con 1 mol de moléculas de oxígeno, produciendo 2 mol de moléculas de agua.

Las fórmulas químicas a la izquierda de "→" representan las sustancias de partida, y se les denomina como los reactivos; a la derecha de "→" están las fórmulas químicas de las sustancias producidas, denominadas productos.

Los números delante de las fórmulas son llamados coeficientes estequiométricos. Estos deben ser tales que la ecuación química esté balanceada, Es decir, que el número de átomos de cada elemento de un lado y del otro sea el mismo. Los coeficientes deben ser enteros positivos, y el uno se omite. En las únicas reacciones que esto no se produce, es en las reacciones nucleares.

Adicionalmente, se pueden agregar (entre paréntesis y como subíndice) el estado de cada sustancia participante: sólido (S), líquido (l), acuoso (Ac) O gaseoso (g).

En el ejemplo del agua:

Procedimiento Experimental

1.- Se realizaran todas las reacciones

2.- Darles una clasificación

3.- Escribir la ecuación de las mismas

Tome un trozo de cinta de magnesio con una pinza y sométalo a calentamiento con el mechero hasta que observe un cambio. Para plantear su ecuación, considere que el elemento está reaccionando con el oxígeno del aire para formar el óxido correspondiente. Manipule con precaución.

7. Coloque en una cápsula o crisol de porcelana una pequeña cantidad de cinc en polvo y mézclela con el doble de masa de azufre en polvo, caliente en la campana la mezcla hasta obtener un cambio. Considere que el producto es la sal binaria formada al reaccionar los dos elementos.

8. En un tubo de ensaye coloque un trozo pequeño de hielo seco (dióxido de carbono) y añádale óxido de calcio sólido, mezclando con la espátula para que la reacción sea completa. Considere que las dos especies van a formar un carbonato.

9. Al producto de la reacción anterior añádale unas gotas de ácido clorhídrico diluido. El carbonato reaccionará desprendiendo dióxido de carbono y cloruro de calcio.

10. En un tubo de ensaye adaptado a un tubo de desprendimiento, caliente una pequeña cantidad de carbonato de cobre y burbujee el gas que se desprende (dióxido de carbono) en 5mL de agua. Determine el pH del agua antes y después de la reacción. Para plantear sus reacciones, considere primero que el carbonato al calentarse produce el gas y el óxido de cobre (II); en una segunda reacción el gas reacciona con el agua para formar el oxiácido correspondiente. Guarde el óxido para usarlo en el inciso 14.

11. A una disolución saturada de hidróxido de bario o de calcio, añádale unas gotas de fenolftaleína y con un popote sople hasta observar un cambio de color. Para plantear su ecuación considere que uno de los productos formados es el carbonato del elemento alcalinotérreo.

Ba(OH)2 + C20H14O4 BaCO3 + H2O

12. Coloque una pequeña cantidad de dicromato de amonio en un tubo de ensaye con un adaptador para desprendimiento de gases. Caliente ligeramente y recolecte el gas desprendido por desplazamiento de agua. Considere que el gas desprendido es nitrógeno y el producto que queda en el tubo es el óxido de cromo (III). Dicromato de amonio Volumen de nitrógeno desprendido

13. Coloque en un tubo de ensaye 2mL de agua de cloro y una o dos gotas de tetracloruro de carbono (este reactivo no interviene en la reacción, únicamente disuelve al producto formado).

Añádale 2mL de disolución de yoduro de potasio. Agite y observe el cambio de color en la fase orgánica que corresponde a la formación de yodo.

14. Envuelva con papel filtro una pequeña cantidad del óxido de cobre obtenido en elinciso número 10 y, sobre un crisol o cápsula de porcelana y en la campana, prenda el papel con el mechero hasta que se queme completamente, se convierta en carbón y éste reaccione con el óxido para obtener cobre metálico y desprender dióxido de carbono.

15. A 5mL de una disolución de sulfato de cobre añádale una granalla de cinc pequeña y espere a que la disolución se torne incolora. Los productos obtenidos son cobre y sulfato de zinc.

A una pequeña cantidad de cinc agréguele ácido clorhídrico diluído. Acerque con precaución una punta en ignición a la boca del tubo y observe el comportamiento del gas desprendido.

16. Coloque 3mL de disolución de sosa 1 M en un tubo de ensaye, mídale el pH y añada 3mL de disolución 1 M de ácido clorhídrico al que previamente se le midió también elpH. Registre si hay cambio de temperatura y de pH al finalizar la reacción.

17 A 2 mL de disolución de nitrato de plata agréguele 2 mL de disolución de cloruro de sodio. Uno de los productos obtenidos es cloruro de plata.

18. A unas gotas de disolución de sulfato de cobre agregue unas gotas de amoniaco acuoso. El producto formado es el sulfato de tetraamín-cobre (II).

19. Mezcle en estado sólido una pequeña cantidad de nitrato de cadmio con sulfuro de sodio, presionando para tener mayor superficie de contacto. Uno de los productos obtenidos es sulfuro de cadmio.

20. A 2mL de disolución de nitrato de aluminio agregue gota a gota sosa diluída y observe los cambios que se producen. Al inicio se forma el hidróxido y posteriormente el aluminato correspondiente.

21. Coloque 20 mL de disolución saturada de silicato de sodio en un frasco pequeño y añada uno o dos cristalitos de las siguientes sales: sulfato de níquel (II), cloruro de calcio, sulfato de cobre (II), sulfato de cobalto (II), cloruro de hierro (III) y sulfato de cromo (III). Deje en reposo aproximadamente 24 horas. Para plantear sus ecuaciones considere que en cada caso se forma el silicato de cada uno de los cationes añadidos.

22. Coloque en una superficie blanca dos o tres cristales de sulfato de níquel (II) y a 2 cm de distancia ponga una gota de etilendiamina. Añada unas gotas de agua entre ambos reactivos para ponerlos en contacto y espere unos minutos. El producto formado es el sulfato de tris etilendiamina niquel (II).

23 En un tubo de ensaye coloque 1 mL de nitrato de cobalto (II), unas gotas de alcohol amílico (no interviene en la reacción) y tiocianato de amonio sólido. Agite.

Conclusiones

Cada una de las reacciones que se realizaron, poseen sus propias características, las cuales se determinan por el tipo de reactivos y/o el número de ellos, ya que pueden ser clasificadas de diversas formas, pero es indispensable saber cuales son los productos que se obtienen.

Ya que si hablamos del número de reactivos con respecto al número de productos, se clasifican en, reacción de síntesis, reacción de descomposición y en el caso de que las reacciones contengan el mismo número de reactivos y productos, es por que se da una reacción de sustitución o sustitución doble.

Cuestionario

1. Clasifique las reacciones con base a las diferencias entre reactivos y productos:

a) Las reacciones en que a partir de dos reactivos se obtiene un producto de mayor complejidad. ¿Cómo se nombran usualmente?

A este tipo de reacciones se les nombra como reacciones de síntesis.

b) Identifique aquellas reacciones en que un reactivo se descompone para dar dos o más productos, para las que hay intercambio de un anión o un catión y para aquellas que hay un doble intercambio. En todos los casos proponga la definición correspondiente al tipo de reacción.

Ambas reacciones se les denomina de reacción de sustitución, sin embargo cuando el intercambia se da en los 2 reactivos, (AB + CD AD+CB) se le denomina reacción de sustitución doble.

2. Ahora clasifíquelas con base a su comportamiento químico:

a) Mencione en que reacciones hubo formación de precipitado.

b) Indique en que reacciones hubo cambios en los números de oxidación de los elementos involucrados, especificando cuáles fueron estos cambios.

c) ¿Cómo se denomina a las reacciones en las que hay cambios apreciables de pH?

d) Las reacciones en las que se forman compuestos de coordinación, que generalmente dan a las disoluciones una coloración característica, se les pueden clasificar como reacciones en las que se forman "complejos". ¿Qué reacciones caen en esta categoría?

3. Por último, la variación de la temperatura durante un proceso químico, permite otra clasificación para la reacción química

a) Indique dos de las reacciones en que fue necesario suministrar energía para que el proceso se llevara a cabo. ¿Cómo se denomina a este tipo de reacciones?

Exprese estos cambios en la ecuación usando el símbolo correspondiente.

b) ¿En qué reacciones observó un aumento en la temperatura al efectuar el proceso?

¿En cuál fue más evidente? ¿Cómo se denomina a este tipo de reacciones?

En la reacción de neutralización. A este tipo de reacciones se les denomina Exotérmicas, ya que liberan calor.

4. Defina qué es una reacción química.

Proceso químico en el cual 2 o más reactivos, se transforman en otra u otras completamente diferentes a las cuales se les denominan producto.

5. ¿Qué representa una ecuación química, qué información nos proporciona y qué principios debe satisfacer?

Es la simbolización de una reacción química, que nos indica cuales son