UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE QUÍMICA LABORATORIO DE QUÍMICA GENERAL I Equipo: Nombre: Nombre: Nombre: Práctica 7 y 8: Reacción química PREGUNTAS A RESPONDER AL FINAL DE LA SESIÓN Define qué es una reacción química. Cómo se representa una reacción química y porqué es importante saber escribirlas? Cuáles son los criterios que se utilizan para clasificar las reacciones químicas? Problemas De las reacciones que realizaste Cuáles son los productos?, Cómo se expresan estos procesos mediante ecuaciones químicas? y Cómo se pueden clasificar estas reacciones? Tarea previa 1. Qué es una reacción química? 2. Qué observaciones te permiten saber que se llevó a cabo una reacción química? 3. Qué representa una ecuación química, qué información nos proporciona y qué principios debe satisfacer? 4. Define cada uno de los siguientes tipos de reacciones de acuerdo a la siguiente clasificación A. Cambios energéticos (variación de la temperatura) a) Reacción exotérmica (Exo) b) Reacción endotérmica (Endo) B. Comportamiento químico. (Comp. Quim) a) Oxidorreducción (Redox) b) Ácido-base (AcB) c) Precipitación (Ppdo) d) Formación de compuestos de coordinación (CoC)
C. Naturaleza de la reacción (diferencias entre reactivos y productos) a) Síntesis (S) _ b) Descomposición (D) c) Desplazamiento simple (DS) _ d) Doble desplazamiento o metátesis (DD) 5. Investiga y lee las fichas de seguridad de los reactivos que vas a utilizar. Reporta en una hoja anexa las principales precauciones para el manejo de estos. 6. De acuerdo al procedimiento descrito a continuación, plantea las reacciones químicas que se realizarán en la práctica. ESCRÍBELAS EN LA TABLA 1. Material y Reactivos Material: Pinzas para tubo, mechero, tubos de ensaye, tubo de desprendimiento, pipeta, vidrio de reloj, piseta. Reactivos sólidos: magnesio, carbonato de cobre, dicromato de amonio, zinc en polvo, tiocianato de amonio, sulfato de níquel (II), nitrato de cadmio, sulfuro de sodio. Reactivos en solución: hidróxido de bario, fenolftaleína, agua de cloro, tetracloruro de carbono, yoduro de potasio, sulfato de cobre, hidróxido de sodio (1M), ácido clorhídrico (1M), nitrato de plata, cloruro de sodio, amoníaco, nitrato de cobalto (II), alcohol amílico, etilendiamina Otros: papel ph, papel filtro Procedimiento experimental I. Realiza cada una de las reacciones indicadas, registrando sus observaciones (aparación de precipitado, liberación de gas, cambio de color, cambio de temperatura, etc.). NOTA: Lee cuidadosamente las instrucciones para realizar las reacciones propuestas y el tratamiento de residuos 1. Coloque en un tubo de ensaye 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. D1: El producto de reacción se puede desechar directamente a la basura. QGI 2015-1 Reacción Química 2
2. Coloque en un tubo de ensaye 1 ml de cloruro de cinc 1M, agregue 2 ml de sulfuro de sodio 1M, agite. Considere que uno de los productos es la sal binaria formada al reaccionar los dos elementos. D2: El producto de reacción se filtra y puede desechar directamente a la basura. 3. 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. 4. Al producto de la reacción anterior fíltralo y añádele unas gotas de ácido clorhídrico diluido. Para plantear la reacción toma en cuenta que el carbonato reaccionará desprendiendo dióxido de carbono. D4: El producto de la reacción se desecha en la tarja. 5. 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 5 ml de agua. Determine el ph del agua antes y después de la reacción. Estas realizando dos reacciones sucesivas, considere primero que el carbonato al calentarse produce el gas y el óxido de cobre (II); mientras que en una segunda reacción (5bis) el gas reacciona con el agua para formar el oxiácido correspondiente. Guarde el óxido para usarlo en el inciso 6. QGI 2015-1 Reacción Química 3
D5: El producto de la segunda reacción se neutraliza y se desecha en la tarja. 6. Envuelva con papel filtro una pequeña cantidad del óxido de cobre obtenido en la reacción anterior 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. D6: El producto de reacción se puede desechar directamente a la basura. 7. La siguiente reacción será demostrativa para todo el grupo. Coloca una pequeña cantidad de dicromato de amonio sobre un vidrio de reloj colocado sobre un objeto plano para recolectar los residuos. Aplica calor con un encendedor sobre el dicromato de amonio o bien con un trozo de cinta de magnesio encendido. Considera que el gas que se desprende es nitrógeno y el producto que se forma es el óxido de cromo (III). D7: El producto de la reacción se coloca en el contenedor que se encuentra en las campanas. 8. Coloque en un tubo de ensaye 2 ml de agua de cloro (disolución de hipoclorito de sodio y cloruro de sodio en medio básico) y una o dos gotas de hexano (este reactivo no interviene en la reacción, únicamente disuelve al producto formado). Añádale 2 ml de disolución de yoduro de potasio. Agite y observe el cambio de color en la fase orgánica que corresponde a la formación de yodo. D4: El producto de reacción se coloca en el contenedor que se encuentra en las campanas. QGI 2015-1 Reacción Química 4
9. A 5 ml de una disolución de sulfato de cobre añádele una granalla de cinc pequeña y espere a que la disolución se torne incolora. Los productos obtenidos son cobre y sulfato de cinc. D9: El cobre se puede desechar directamente a la basura. La disolución se conserva para cristalizar el sulfato de cinc. 10. En un tubo de ensayo, a una pequeña cantidad de zinc sólido, agrégale ácido clorhídrico diluido (2 ml). Acerca con precaución una punta en ignición a la boca del tubo y observa el comportamiento del gas desprendido. D10. El producto de la reacción se le determina el ph y si es necesario se neutraliza para desecharlo en la tarja. El zinc que queda en exceso se retira y enjuaga para regrésalo al laboratorista. 11. Coloque 3 ml de disolución de sosa 1 M en un tubo de ensaye, mídale el ph y añada 3 ml de disolución 1 M de ácido clorhídrico al que previamente se le midió también el ph. Registre si hay cambio de temperatura y de ph al finalizar la reacción. D11. El producto de la reacción se le determina el ph y si es necesario se neutraliza para desecharlo en la tarja. 12. 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. QGI 2015-1 Reacción Química 5
D12. El producto sólido se filtra, se seca y se deposita en el contenedor de la campana. 13. A unas gotas de disolución de sulfato de cobre(ii) agregue unas gotas de amoniaco acuoso. El producto formado es el sulfato de tetraamín-cobre (II). D13. Entregar el producto formado al profesor. 14. Coloca en un tubo de ensaye 2 ml de sulfato de cobre (II) y agrega gota a gota una disolución de hidróxido de sodio hasta la observar un cambio en la disolución. D14. Entregar el producto formado al profesor. 15. 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). D15. El producto formado se limpia con un trozo de papel y se deposita en la bolsa de plástico en la campana. 16. En un tubo de ensaye coloque 1 ml de nitrato de cobalto (II) y unas gotas de alcohol amílico (esta sustancia no interviene en la reacción) Agregue 1 ml de tiocianato de amonio sólido. Agite. QGI 2015-1 Reacción Química 6
D16. La disolución resultante se vacía en el contenedor que se encuentra en la campana. CUESTIONARIO FINAL Para hacer la clasificación de las reacciones que realizaste responde las siguientes preguntas: 1. Clasifica las reacciones con base a las diferencias entre reactivos y productos: a) Identifica las reacciones en que a partir de dos reactivos se obtiene un producto de mayor complejidad: Cómo se definen este tipo de reacciones? b) Identifica aquellas reacciones en que un reactivo se descompone para dar dos o más productos: Cómo se definen este tipo de reacciones? c) Identifica aquellas reacciones en las que hay intercambio de un anión o un catión y para aquellas que hay un doble intercambio: Cómo se definen este tipo de reacciones? 2. Ahora clasifica las reacciones con base en su comportamiento químico: a) Menciona en que reacciones hubo formación de precipitado. Cómo se llaman este tipo de reacciones? b) Indica en que reacciones hubo cambios en los números de oxidación de los elementos involucrados, especificando cuáles fueron estos cambios. Cómo se llaman este tipo de reacciones? c) Indica en que reacciones hubo cambios de ph apreciables: Cómo se denomina a estas reacciones? d) Las reacciones en las que se forman compuestos de coordinación, generalmente dan a las disoluciones una coloración característica, a estas reacciones se les pueden clasificar como reacciones en las que se forman "complejos". Qué reacciones entran en esta categoría? 3. Por último, la variación de la temperatura durante un proceso químico, permite otra clasificación para la reacción química. a) Indica dos de las reacciones en que fue necesario suministrar energía para que el proceso se llevara a cabo. QGI 2015-1 Reacción Química 7
Cómo se denomina a este tipo de reacciones? b) En qué reacciones observaste un aumento en la temperatura al efectuar el proceso? Cómo se denomina a este tipo de reacciones? Conclusiones: Completa la tabla 1 QGI 2015-1 Reacción Química 8
Tabla1. Escribe las ecuaciones químicas completas, es decir, balanceadas y con estado de agregación (tomando en cuenta tus observaciones) Indica qué tipo de reacción es de acuerdo a las siguientes clasificaciones: cambios energéticos, comportamiento químico, naturaleza de la reacción: Ecuación química Clasificación Cambios Energéticos Comportamiento Químico Naturaleza de la reacción QGI 2015-1 Reacción Química 9