PRÁCTICA N°3: PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS

1. Resumen:La determinación de las propiedades inherentes de la materia es también sensible a la experimentación en el laboratorio. Mediante la utilización de un equipo instrumental básico pudimos observar los cambios que ocurrían al someter a la acción del cambio de temperatura, como en el caso del yodo que al enfriarse, en su fase gaseosa, se transforma en cristales obteniendo de regreso su estado sólido. En el caso de la evaporación de la acetona quedo como rastro una mancha en la luna de reloj. Poniendo como ejemplos a los casos anteriores, nos podemos dar cuenta que en cada situación el cambio se da de manera diferente a pesar de que se trate en ambos caso de evaporación, una de las diferencias es el color ya que en el caso del yodo se formó vapor lila y en la acetona no hubo presencia de coloración.

2. Competencias:

- Observar los cambios de estado y las propiedades, químicas y físicas, de los reactivos utilizados (yodo metálico, cinc metálico, H2SO4 diluido, cinta de magnesio, etc).

- Identificar las reacciones de los materiales utilizados, que ocurren al ser sometidos al calor, presencia de ácidos y enfriamiento.

3. Marco teórico:Las propiedades físicas son una característica que puede ser estudiada usando los sentidos o algún instrumento específico de medida, en cambio, las propiedades químicas son propiedades distintivas de las sustancias que se observan cuando se combinan y reaccionan con otras formándose con los materiales originales, otras nuevas. Las primeras se manifiestan básicamente en los procesos físicos como cambios de estado, cambios de temperatura, cambios de presión, etc. Mientras que las propiedades químicas se manifiestan en las reacciones químicas mostrando como vestigios cambios de color, cambios de temperatura liberación de gases, entre otros. Algunas propiedades químicas son reactividad, poder calorífico, acidez, etc.

4. Relación de materiales:

Soporte universal Trípode Malla de asbesto

Mechero Pinza de madera Tubos de ensayo

Vaso de precipitado Luna de reloj

Gotero

Yodo metálico CaCO3 H2SO4

Cinta de magnesio Cera en trozos Mármol

Vinagre (ácido acético) Acetona

5. Descripción breve de procedimientos:

Identificación de cambios físicos:

a) Se coloca en un vaso de precipitado seco carbonato de calcio repartido de manera equitativa y sobre este, fragmentos pequeños de yodo en estado sólido, para luego posicionarle sobre una rejilla que reposa en un trípode con un mechero de Bunsen por debajo. Antes de empezar la combustión se cubre la abertura del vaso de precipitado con una luna de reloj previamente humedecida a manera de reducir su temperatura. Se procede a calentar la mezcla hasta que se desprenda un gas morado proveniente del yodo sólido. Una vez lleno el vaso de precipitado con el yodo gaseoso, se retira de la rejilla y se espera hasta que este se disipe. Verificar los restos adheridos a la luna de reloj.

b) En un tubo de ensayo seco se coloca un fragmento de parafina solida de color blanca. Se coge el tubo con una pinza y se lleva al mechero de Bunsen hasta que la parafina se derrita (fusione) y pase a un estado líquido con apariencia de gel. Se retira de la llama y se espera a que, con la temperatura del ambiente, se solidifique nuevamente.

c) En una luna de reloj seca, deposite gotas de acetona. se coge la luna con la mano y se mueve hasta que el líquido quede esparcido por toda la superficie de esta. Se observa su evaporación.

Identificación de cambios químicos:

a) En un tubo de ensayo seco, se añaden 10ml de ácido clorhídrico en solución acuosa. Luego se agrega a la solución un fragmento de zinc solido de coloración gris. Se observa la formación de burbujas alrededor de la placa y el desprendimiento de hidrogeno gaseoso. Durante este proceso la solución se torna blanquecina para luego volver a su coloración anterior.

b) Se coge con una pinza de madera una laminilla de magnesio solido de aproximadamente 4 cm para ponerla a la llama no luminosa del mechero de Bunsen. En el momento de contacto la laminilla desprende una intensa luz blanca y cambia a un color blanco. Parte de esta se torna en oxido en polvo. Este polvo es recogido y echado a un tubo de ensayo que contenga agua. Al contacto del agua con el óxido, esta se torna de un color lechoso. Se agregan gotas de fenolftaleína a la solución y se espera a que torne de un color rosáceo.

c) En una luna de reloj se coloca carbonato de calcio en polvo. Sobre este se echan gotas de ácido clorhídrico. Moviendo la luna con los reactantes, se observa la aparición de una pasta.

d) En un tubo de ensayo se agrega 1ml de ácido clorhídrico en solución acuosa. A esta se añade un fragmento de mármol. Al contacto entre ambos se produce efervescencia alrededor de la superficie del mármol.

6. Registrar los resultados experimentales:

Identificación de cambios físicos:

1. Cambio de estado de yodo:Yodo negro(solido) --∆ yodomorado claro(gaseoso) yodo plateado(solido)

Al agregarle calor al solido, se sublimizo, luego el gas se enfría con la luna mojada y solidifica.

2. Cambio de estado de la parafinaParafina(solida) --∆parafina(liquida) parafina(solida)

Con calor la parafina se derritió y con temperatura ambiente regresa a su estado anterior

3. Acetona(liquida) Acetona(gaseosa)

La acetona se evaporiza al contacto con el medio ambiente

Identificación de cambios químicos

1. 2HCl(solucionacuosa) + Zn(solido) ZnCl2 + H 2(gaseoso)

2 moléculas del ácido líquido reaccionan con 2 moléculas del cinc sólido, resultando como producto 2 moléculas de cloruro de zinc sólido, y desprendiendo hidrogeno molecular gaseoso.

2. 2Mg0(solido) + O2(gaseoso) 2MgO(solido)

MgO(solido) + H 2O Mg (OH )2(liquido)

3. CaCO3(solido) + C H 3COOH(liquido) Ca(CH ¿¿3COO)2(liquido)¿ + H 2(liquido)

7. Interpretación de los datos:

En las reacciones en las cuales se ha suscitado el desprendimiento de hidrógeno molecular de manera gaseosa, esto es de explicarse a que, debido a la pequeña masa del átomo de hidrógeno y la susceptibilidad de asociación con otro átomo que le brinde el electrón que complete su capa de valencia, las fuerzas de repulsión serán mayores que las de atracción. Por lo tanto, al interactuar con otras moléculas de hidrógeno estas tienden a mantenerse en un estado gaseoso.

En el caso del cinc y de la parafina solo sufren un cambio en su estado de manera permanente alterando por un momento su conformación tridimensional los enlaces de atracción entre las moléculas de manera temporal debido al incremento en la energía cinética de sus moléculas. Su condensación y el reordenamiento de sus moléculas aun solido tridimensional se debe a la liberación de esta energía anteriormente adquirida hacia el medio.

La acetona es una sustancia con un nivel de volatilidad alto al contacto con el medio ambiente, mantiene un estado líquido al contacto a un medio en el cual las demás moléculas de acetona también se encuentran en estado líquido.

El carácter electronegativo del cinc rompe rápidamente el débil enlace del HCl y propician la formación de ZnCl.

8. Conclusiones:- Cada sustancia tiene una forma diferente de mostrar sus cambios

físicos, es decir, ocurren diferentes reacciones al someterlos a prueba. Todo depende de qué tipo de sustancia se trate.

- Las reacciones químicas se muestran de varias maneras como el cambio de color y liberación de gases.

9. Opinión o sugerencias personales:

En este laboratorio se realizó la identificación de sustancias así como cambios físicos y químicos teniendo éxito en la práctica, por lo tanto:

- Es un proceso natural por lo que un líquido se transforma en gas.- Proceso mediante el cual un sólido pasa directamente a gas sin pasar por

el estado líquido.- Son sustancias muy ligeras que no tienen forma propia y se pueden

comprimir, lo que quiere decir que las sustancias pierden volumen al aumentar la presión.

Además no olvidar manipular los materiales o reactivos con mucho cuidado por

ser tóxicos o por tener peligrosidad de algunos de ellos y no tener que lamentar

posibles accidentes durante el experimento

CUESTIONARIO:

1. Defina brevemente:

a) Punto de ebullición 

Es aquella temperatura en la cual la presión de vapor del líquido iguala a la

presión de vapor del medio en el que se encuentra, la temperatura hace

que la materia cambie del estado líquido al estado gaseoso. La temperatura

de una sustancia o cuerpo depende de la energía cinética media de las

moléculas. El punto de ebullición depende de la masa molecular de la

sustancia y del tipo de las fuerzas intermoleculares de esta sustancia. Para

ello se debe determinar si la sustancia es covalente polar, covalente no

polar, y determinar el tipo de enlaces (dipolo permanente - dipolo

inducido o puentes de hidrógeno)

El punto de ebullición no puede elevarse en forma indefinida. Conforme se

aumenta la presión, la densidad de la fase gaseosa aumenta hasta que,

finalmente, se vuelve indistinguible de la fase líquida con la que está en

equilibrio.

b) El punto de fusión

Es la temperatura a la cual se encuentra el equilibrio de fases sólido -

líquido, es decir la materia pasa de estado sólido a estado líquido, se funde.

El punto de fusión es una propiedad intensiva, en la mayoría de las

sustancias, el punto de fusión y de congelación, son iguales.

A diferencia del punto de ebullición, el punto de fusión de una sustancia es

poco afectado por la presión y, por lo tanto, pueden ser utilizados para

caracterizar compuestos orgánicos y para comprobar su pureza. El punto

de fusión de una sustancia pura es siempre más alto y tiene una gama más

pequeña de variación que el punto de fusión de una sustancia impura.

Cuanto más impura sea, más bajo es el punto de fusión y más amplia es la

gama de variación.

Dispositivo de medición del punto de fusión

Algunas aplicaciones prácticas del punto de ebullición:

1.- Determinar la pureza de la sustancia; Determinamos la pureza ya que si el punto de ebullición varía mucho la sustancia será impura.2.-Destilación: Para una sola sustancia3.-Para una mezcla: Para hacer la separación de un mezcla.La destilación sirve para obtener el punto de ebullición y para purificar una sustancia. 

Originalmente bajo difusión se comprendía al proceso de "auto mezclado" de las moléculas de un fluido a consecuencia de su movimiento térmico. Esa sigue siendo la idea fundamental de la difusión molecular. Difusión molecular.

2. Diga si las siguientes afirmaciones son falsas(F) o verdaderas (V) y fundamente sus razones:a) Cuando el hielo se funde se produce una reacción química (F)

Porque el hielo toma el calor del medio ambiente, lo encapsula y esto hace que se derrita  el trozo de hielo necesita energía para aumentar su energía cinética.

b) La digestión de los alimentos es una serie de reacciones químicas (V)

Nuestro cuerpo involucra una serie de reacciones químicas, que buscan fraccionar el alimento en pequeñas partes para obtener la energía que requerimos para vivir. 

c) La niebla se forma del agua como consecuencia de una reacción química(V)

Porque la niebla no es más que "una nube baja". Es vapor de agua suspendido, La mayor parte de las nieblas se producen al evaporarse la humedad del suelo, lo que provoca el ascenso de aire húmedo que al enfriarse se condensa dando lugar a la formación de estas nubes bajas.

d) El cambio de olor y sabor de la carne expuesta al medio ambiente se debe a reacciones químicas (V)

Porque están actuando microorganismos que están descomponiendo el alimento mediante sus enzimas, para poder aprovecharlo ellos.

3. Explica las propiedades organolépticas del azúcar:

Son aquellas que podemos percibir a través de los sentidos.

Olor: la azúcar rubia tiene un olor a caña de azúcar y cuando esta refinada (azúcar blanca) ya el olor cambia, tiene un olor más suave.

Color: rubia o blanca

Forma: cristales cúbicos

Sabor: dulce

4. Establezca diferencias, a través de ejemplos, entre cambios físicos y químicos:

5. A que se denomina cambios artificiales:

Hay muchos cambios producidos en la naturaleza que no son naturales, sino artificiales; esto es, forzados por las personas. Objetos inanimados que se

CARACTERÍSTICAS CAMBIOFISICO QUIMICO

CICLO DEL AGUA Las fuerzas de cohesión entre las moléculas del agua varían según la temperatura.

Cambios de estado: Líquido gas y solido

No se da ningún cambio químico por que las moléculas conservan su combustión atómica.

OXIDACIÓN DEL CLAVO

Se produce la oxidación al contacto del ambiente reductor del oxígeno.

El clavo pasa de tener un color gris metálico a ocre.

El Fe se reduce en presencia del oxígeno y forman el Fe2O3.

FOTOSÍNTESIS Transformación de materiales inorgánicos (H2O, Co2) en hidratos de carbono usando energía luminosa.

Cambio un gas y un líquido se transforman estado sólido.

Transporte de electrones.

TRANSFORMACIÓN DE FIBRINÓGENO A FIBRINA

En un proceso de coagulación es vital, para la detención de la hemorragia, la formación de cúmulos de fibrina.

Ambos se mantienen en estado sólido a pesar del recorte.

La pérdida de un fragmento en su estructura molecular.

mueven; un material de plástico, producido en los laboratorios y que nunca se hubiera obtenido sin la intervención de las personas...

Algunos son beneficiosos; por ejemplo, cuando se obtienen medicamentos que permiten curar diversas enfermedades y aliviar muchos sufrimientos.

Otros, aunque nos facilitan la vida haciéndola más cómoda, pueden dañar el medio ambiente si no se hace un uso responsable de ellos.

Podríamos mencionar daños producidos por fenómenos físicos, como la contaminación acústica y el impacto paisajístico; o químicos, como la contaminación de tierra, mar y aire por utilización desmesurada de abonos, pesticidas, insecticidas, automóviles.

ANEXO:

Clasifica los siguientes casos como cambio físico y químico:

Nº casos CAMBIO

FISICO QUIMICO01 Quemar un trozo de carbón X02 La rotura de una botella de vidrio X03 Hacer un batido con leche y frutas X04 Obtención de cobre a partir de óxido de cobre (II) X05 Mezclar mantequilla y azúcar X06 La corrosión de hierro X07 Respirar X08 La desaparición de un perfume cuando el recipiente

esta destapadoX

09 La combustión de la gasolina en un motor de automóvil

X

10 La maduración un fruta X11 La fusión de la cera de una vela X12 La formación de las estalactitas y las estalagmitas X13 La formación del arco iris X