“Obtención de Compuestos: óxidos, hidróxidos, ácidos y sales” Facultad Regional La Plata UTN Cátedra: Química Ingenieria en Sistemas de Informacion http://www.frlp.utn.edu.ar/materias/qcasis Prof: Susana Juanto JTP: Rodolfo lasi Ay: Silvia Pastorino “Obtención de Compuestos: óxidos, hidróxidos, ácidos y sales” CONTENIDOS TEORICOS NECESARIOS: Escritura de fórmulas y ecuaciones químicas. Formación y nomenclatura de compuestos. OBJETIVO DE LA EXPERIENCIA Obtener compuestos sencillos: óxidos, hidróxidos y ácidos. Interpretar las reacciones químicas observadas, y plantear las ecuaciones que representan las reacciones químicas correspondientes. Identificar los compuestos obtenidos y nombrarlos. FUNDAMENTO Los elementos metálicos se caracterizan físicamente por ser brillantes, buenos conductores de la corriente eléctrica y deformarse sin quebrarse (dúctiles y maleables). Son mayoría en la Tabla Periódica. Algunas de sus propiedades químicas son: forman iones con carga positiva (cationes), reaccionan con oxígeno para formar óxidos básicos: 4Na + O2 → 2 Na2O Cuando los óxidos metálicos reaccionan con agua forman hidróxidos o bases. Na2O + H2O → 2 Na (OH) Cuando los óxidos metálicos y los hidróxidos se disuelven en agua adquieren otra propiedad llamada alcalinidad que puede comprobarse con el uso de indicadores como fenolftaleína o papel tornasol entre otros. Los hidróxidos o bases contienen en sus moléculas grupos hidróxido (OH)-. Para Arrhenius, una base es una sustancia que se ioniza cediendo iones hidróxido o hidroxilo (OH-), mientras que un ácido se ioniza cediendo protones (H+). Posteriormente, Brönsted y Lowry, plantearon que un ácido es toda sustancia capaz de donar H+, mientras que una base es toda sustancia capaz de aceptar H+. La cantidad de H+ o OH- en una solución, es una propiedad que determina su acidez o alcalinidad, y se halla a través de la medida de pH.

Na + H2O → Na OH + H2 N2O3 + H2O → 2HNO2 Otro método para obtener hidróxidos, debido especialmente a la reactividad de algunos elementos, se puede observar en aquellos metales que pertenecen a la familia I A y II A de la tabla periódica, cuando se hacen reaccionar con agua, como se muestra en la siguiente expresión: Na + H2O → Na OH + H2 Los elementos no metálicos se caracterizan por ser quebradizos, se encuentran en los tres estados de agregación de la materia; sólido, líquido y gas, no tienen brillo, son malos conductores de la corriente eléctrica. Dentro de sus propiedades químicas, también pueden reaccionar con el oxígeno y formar óxidos ácidos, también llamados anhídridos: 2 N2 + 3O2 →2 N2O3 Cuando los óxidos ácidos reaccionan con agua forman oxácidos: N2O3 + H2O → 2HNO2 Cuando los óxidos no metálicos se disuelven en agua adquieren la propiedad llamada acidez (en solución acuosa pueden liberar iones H+) que puede comprobarse con el uso de indicadores como el naranja de metilo o papel tornasol azul entre otros. Los indicadores son sustancias que cambian su coloración de acuerdo al pH, pueden usarse como solución, como la fenolftaleína, o impregnados en papel, denominado papel de pH. Cuando un hidrácido o un oxácido reacciona con un hidróxido, se neutraliza formándose una sal y agua: HNO2 + Na OH → Na NO2 + H2O El papel de pH (arriba) tiene una escala de 1 a 10. Abajo, el papel de tornasol, que sólo diferencia entre ácido y alcalino.

MATERIALES Y REACTIVOS Materiales y Reactivos 2 vasos de precipitado (250 ml) º 1 pinza para crisol º Cinta de Magnesio º 1 soporte de alambre º Azufreº 1 Gradilla º Fenolftaleina º 5 tubos de ensayo º Papel indicador de pH º Cloruro de Bario 5% º1 mechero º 2 vidrio de reloj º 1Trípode º 1Tela metálica º 1 varilla de vidrio º 1 piseta DESARROLLO Experiencia A: Después de colocarse anteojos de seguridad , tomar la cinta de Mg con la pinza para crisol. Manteniendo el sistema lejos de los ojos, para evitar accidentes, acercar un extremo de la cinta al mechero hasta su ignición. ¡TENER CUIDADO! No mirar la luz producida directamente, ya que es muy intensa. Colocar el producto obtenido por la combustión ( residuo blanco) en un vaso de precipitado. Observar, describir y escribir la ecuación química balanceada que interpreta la reacción observada. Agregar 5 ml de agua destilada al vaso, calentar hasta ebullición y agitar con la varilla. Retirar del mechero dejar enfriar y medir el pH con papel indicador, mojando este con la varilla. Observar, describir y escribir la ecuación química balanceada que interpreta la reacción observada. Con un marcador identificar el producto obtenido en el vaso, y reservar para la experiencia C.

Obtención de óxido de Magnesio por combustión, y posteriormente obtención de hidróxido de Magnesio por reacción con agua ( se verifica la formación del Mg(OH)2 mediante la medida de pH, que muestra pH alcalino.

“Experimentos en contexto”, H.M.Ceretti y A. Zalts. Experiencia B: Tomar otro vaso de precipitado, agregarle 10 ml de agua destilada. En un lugar ventilado. Colocar el trozo de azufre en el anillo de alambre, encender con el mechero e introducirlo inmediatamente en el vaso de precipitado con agua destilada, de manera que el trozo de azufre encendido no toque el agua. Tapar inmediatamente con un vidrio de reloj para retener los gases. ¡CUIDADO LOS OXIDOS DE AZUFRE SON TOXICOS! Agitar de modo de lograr un mayor contacto entre los gases desprendidos y el agua. Esperar unos minutos y medir el pH con papel indicador, empleando una varilla de vidrio limpia. Observar, describir y escribir las ecuaciones químicas balanceadas que interpretan las reacciones observadas. Con un marcador identificar el producto obtenido en el vaso, y reservar para la experiencia c. Experiencia C: Colocar aproximadamente 2ml de la solución reservada en la experiencia A en un tubo de ensayo y agregarle 2 gotas de fenolftaleina. ¿Qué indica el color? Luego agregarle gota a gota con una pipeta solución reservada en la experiencia B hasta que se produzca un cambio de color. Observar, describir y escribir la ecuación química balanceada que interpreta la reacción observada. En todos los casos se debe escribir el nombre de los reactivos y productos que intervienen en las reacciones. Experiencia D En el recipiente de la experiencia B, introduzca el trocito de mármol (CaCO3), y observe. Conclusiones 1)¿Qué compuestos obtuvo en los procedimientos A y B?¿Es coherente con el pH medido? 2) En el procedimiento 3, está verificando el efecto de la lluvia ácida sobre el mármol, ¿Cuál es ese efecto? 3)¿por qué se emplea el indicador fenolftaleina? 4)¿Qué parte de la experiencia está relacionada con la lluvia ácida? Explique y dé otro ejemplo. 5)¿Qué procedencia pueden tener las sustancias que originan la lluvia ácida? http://www.frlp.utn.edu.ar/materias/qcasis Bibliografía: “Experimentos en contexto”, H.M.Ceretti y A. Zalts. Ed: Pearson Educación

A partir de la combustión de azufre se obtiene dióxido de azufre (un gas blancuzco, que se observa en el vaso de precipitado tapado), y por reacción con agua se obtiene un ácido, como lo demuestra la medida de pH.

Otras opciones para desarrollar Otra forma de comprobar la formacion de compuestos , es pesar antes el Mg y despues el MgO. Según la sensibilidad de la balanza, posiblemente se pueda, inclusive calcular el rendimiento en MgO. Otra cuestion para aclarar es porque se necesita la llama para la reacción. En realidad son combustiones, que necesitan, además del combustible y el oxígeno, calor para llevarse a cabo (esto se relaciona con energia de activación, que se verá en cinética), mientras que el desprendimiento de calor en las combustiones se relaciona con termoquimica. Distribuídos en los mismos equipos que organizaron para los informes de laboratorio, los alumnos elaborarán y expondrán un archivo ppt, sobre los ciclos en la Naturaleza (Ciclos de O,C,N y S), ilustrando las aplicaciones de las leyes de conservación.