Diploma la Química desde la perspectiva de la Química Verde. Guía. de Laboratorio XI Cinética y Química Verde

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Josefa Valdéz Ojeda
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1 Diploma Enseñanza de la Química desde la perspectiva de la Química Verde Guía de Laboratorio XI Cinética y Química Verde Santiago, 2016

2 Tabla de contenidos Parte I. Trabajo Práctico 1. Objetivos de la actividad. 2. Conceptos asociados a la actividad. 3. Materiales y reactivos. 4. Metodología. Parte II. Ficha de trabajo 1. Observaciones sustraídas de la actividad. 2. Explicación de las observaciones. 3. Principio de la Química Verde abordado. 4. Aprendizajes obtenidos. Conclusiones preliminares. 5. Preguntas y cuestionamientos. Página 1

3 Parte I. Trabajo práctico 1. Objetivos de la actividad Estudiar la cinética de una reacción química utilizando materiales de uso común. Evidenciar algunos parámetros que afectan la velocidad de una reacción a través de experiencias sencillass de laboratorio. Relacionar como el estudio y el conocimiento de la cinética de una reacción nos permiten cumplir con los principios de la química verde. 2. Conceptos asociadoss a la actividad Cinética química Parámetros que afectan la velocidad de una reacción química. Reactividad química Conceptos de óxido reducción Catálisis química Catálisis y química verde. Principios de la química verde que involucran la planificación de un proceso. 3. Materiales y reactivos Actividad 1. Naturaleza de los reactantes ¼ de plátano ½ de limón 5 g de bicarbonato de sodio Agua destilada Plato de plástico Cuchara o espátula Bagueta de vidrio Página 2

4 Vaso de precipitado de 50mL Probeta de 100mL Cuchillo Tenedor Vidrio reloj Balanza granataria Actividad 2. Efecto de la temperatura. 3 vasos de precipitados de 500mL 3 tabletas de actiácido Termómetro Agua destilada Probeta de 500mL Hielo Agua caliente Cronómetro Actividad 3. Tamaño de partícula. 3 vasos de precipitados de 500mL Agua destilada 3 tabletas de antiácido (una entera, una partida en 4 u 8 partes y una molida) Mortero Cuchillo Probeta de 500mL Actividad 4. Catálisis. Peróxido de hidrógeno (agua oxigenada) 200mL 1/8 de papa cruda 2 vasos de precipitado de 250mL Probeta de 100mL Cronómetro Página 3

5 Actividad 5. Efecto de la concentración. 2 g de vitamina C. (2 tabletas de 100mg o 4 de 500mg) 20mL de solución de iodo al 10% (polividona iodada) 0,4g de maicena 150mL de peróxido de hidrógeno. Agua destilada 2 erlenmeyer de 500mL Probeta de 100mL Probeta de 500mL Cuchara o espátula Vidrio reloj Balanza granataria 1 Vasos de precipitados de 250mL 3 vasos de precipitados de 500mL Cronómetro Mortero 4. Metodología Este trabajo práctico se debe realizar en grupos de 3 o 4 personar. Cada uno contará con una bandeja de materiales necesarios para el desarrollo de cada experiencia. Los reactivos e insumos serán entregados por los docentes, esto con el fin de que dentro de lo posible no se generen gastos excesivos para no tener mayores desechos. Actividad 1. Naturaleza de los reactantes. 1. Prepare una solución sobresaturada de bicarbonato de sodio. Mase 5 g de bicarbonato de sodio en un vidrio reloj, trasvasije a un vaso de precipitados de 50 ml y agregue 20 ml de agua destilada. Agite hasta generar la mayor disolución posible. Reserve. 2. Tome la mitad de un limón y con ayuda de un tenedor exprímalo sobre otro vaso de precipitados de 50mL. Reserve. 3. Sobre un plato tomar ¼ de plátano y trozarlo en tres partes. Página 4

6 4. Tomar un trozo de plátano e introducirlo a la solución de bicarbonato. Procurar que todo el trozo de fruta esté sumergido en la solución. Retirar y colocar en un extremo del plato. 5. Tomar el siguiente trozo de plátano e introducirlo al vaso de precipitado que contiene el jugo de limón. Procurar que todo el trozo de fruta esté sumergido en la solución. Retirar y colocar en otro extremo del plato. 6. Tomar el último trozo de plátano y cuidar que no tenga contactoo con ninguna de las soluciones trabajadas anteriormente. Este trozo de fruta tiene que estar en contacto directo con el aire del ambiente. 7. Dejar el plato con los tres trozos de plátano en un sector apartado y esperar a lo menos 1 hora. Observar cambios, anotar y discutir. Actividad 2. Efecto de la temperatura 1. En un vaso de precipitados de 500mL colocar 250mL de agua destilada a temperatura ambiente (~20 C).(vaso A) 2. Agregar una tableta de antiácido al vaso A y registrar el tiempo en que ésta se disuelve completamente. 3. En otro vaso de precipitados de 500mL colocar 250mL de agua destilada y sumergirlo en una bandeja con hielo hasta conseguir una temperatura cercana a los 0 C. (vaso B) 4. Cuando se haya alcanzado la temperatura deseada en el agua del vaso B, agregar una tableta de antiácido y registrar el tiempo en que ésta se disuelve completamente. 5. En otro vaso de precitados de 500mL colocar 250mL de agua caliente, por sobre los 50 C. (vaso C). 6. Agregar una tableta de antiácido al vaso C y registrar el tiempo en que ésta se disuelve completamente. 7. Registrar en una tabla la temperatura de trabajo y el tiempo de disolución de las tabletas. Discutir las observaciones y resultados. Actividad 3. Tamaño de partícula. 1. En tres vasos de precipitados de 500mL agregar 250mL de agua destilada a temperatura ambiente a cada uno y rotular como Vaso A, vaso B y vaso C. 2. Agregar una tableta de antiácido al vaso A y registrar el tiempo en que ésta se disuelve completamente. 3. Tomar otra tableta de antiácido y partirla en 4 u 8 partes y agregarlos al vaso B. Registrar tiempo de disolución completa. Página 5

7 4. En un mortero, moler otra pastilla de antiácido y, posteriormente, agregar al vaso c. Registrar el tiempo necesario para obtener disolución completa. 5. Tabule los datos y discuta los resultados y observaciones. Actividad 4. Catálisis. 1. En dos vasos de precipitados de 250mL agregar 100mL de peróxido de hidrógeno y rotular como Vaso A y Vaso B. 2. Agregar al vaso B 1/8 de papa cruda. 3. Anotar observacioness y discutir. Actividad 5. Efecto de la concentración. Preparación de la solución A. 1. En un mortero moler 2 g de vitamina C (2 tabletas de 1000mg o 4 tabletas de 500mg). 2. Agregar la vitamina C molida a un vaso de 250mL y agregar 100mL de agua destilada. Agitar y disolver la mayor cantidad de reactivo. 3. Vaciar la solución de vitamina C a un erlenmeyer de 500mL y agregarr 20mL de solución de iodo al 10% (polividona yodada). a qué se debe el cambio de coloración? 4. Agregar a la solución anterior agua destilada hasta completar los 500mL. Rotular como solución A. Preparación de la solución B. 5. Masar 0,4 g de maicena en un vidrio reloj. 6. Agregar la maicena a un vaso de precipitados de 500mL e incorporar 350mL de agua destilada. Agitar y disolver la mayor cantidad de almidón posible. 7. Vaciar la solución de maicena a un vaso erlenmeyer de 500mL cuidando de no agregar el sólido no disuelto. 8. A la solución anteriorr agregar 150mL de peróxido de hidrógeno (aguaa oxigenada), agitar y rotular como solución B. existe una reacción química entre ambos reactivos? Estudio de la velocidad de una reacción por efecto de la concentración de reactivo. 9. En un vaso de precipitados de 500mL agregar 100mL de la solución A. Posteriormente, agregar 100mL de solución B y registrar el tiempo desde la incorporación de la mitad de esta solución hasta que aparezca el primer cambio de color a azul fuerte. Página 6

8 10. Realizar el mismo paso 9 en otro vaso de precipitados de 500mL, pero ahora agregando 100mL de solución A, 50mL de agua destilada y 50mL de solución B. Registrar el tiempo de cambio de aparición de color azul. 11. Realizar el mismo paso 9 en otro vaso de precipitados de 500mL, pero ahora agregando 50mL de solución A, 50mL de agua destilada y 100mL de solución B. Registrar el tiempo de cambio de aparición de color azul. 12. Tabule los resultadoss y discuta lo observado. 13. qué reacciones químicas están involucradas en el proceso? 14. a qué se debe el cambio de color? 15. cómo se explica la variación de los tiempos de reacción? Página 7

9 Parte II. Ficha de trabajo 1. Observaciones sustraídas de la actividad. 2. Explicación de las observaciones. 3. Principio de la Química Verde abordado. 4. Aprendizajes obtenidos. Conclusiones preliminares. 5. Preguntas y cuestionamientos. Página 8

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