Actividad 8.Sintesis Del Yoduro de Cindoc

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA NACIONALUNEFA – NÚCLEO YARACUY

ACTIVIDAD 8. SÍNTESIS DEL YODURO DE CINC

Objetivos

Verificar un cambio químico través de la reacción redox entre el cinc y el yodo.

Estudiar la estequiometría de la reacción de síntesis del yoduro de cinc, reactivo limitante

y rendimiento de la reacción, aplicando las leyes pondérales y cálculos estequiométricos.

Usar métodos eléctricos para descomponer el yoduro de cinc en sus elementos

constituyentes.

Introducción

Síntesis del Yoduro de Cinc

Una ecuación química equilibrada es una forma de contabilidad química que declara

cuantos átomos, iones, y moléculas de sustancias de reactivos vienen juntos para formar los

números dados de átomos, iones y moléculas de sustancias de producto. Una ecuación

química equilibrada, sin embargo, por lo general no proporciona ninguna información sobre el

proceso que ocurre sobre el nivel atómico en una reacción química. Hay también un número de

preguntas prácticas en la carrera de una reacción y la obtención de los productos que no son

contestados por la ecuación equilibrada química:

¿Se acerca la reacción a su final y cuánto tiempo toma esto?

¿Bajo que condiciones ocurre la reacción?

¿Cualquiera de los reactivos o productos participan en reacciones que compiten?

¿Pueden los productos ser separados en la forma pura de la mezcla de reacción?

En este experimento usted conducirá una reacción de combinación entre los elementos

zinc y yodo que ilustrará las fuerzas y las limitaciones de una ecuación química equilibrada y

los problemas prácticos en la obtención de un producto puro. La reacción entre el zinc y el yodo

para producir el yoduro de zinc es escrita:

Zn (s) + I2(s) -> ZnI2(s),

La cual llegará a su final después de un período de varios minutos.

Cuando esta reacción ocurre, se pueden fácilmente observar la presencia de otras

reacciones. Tal es el caso del yoduro de cinc acuoso (ZnI2(aq)) que al reaccionar con I2

produce el compuesto iónico triyoduro de zinc (Zn (I3)2(aq)). El ión triyoduro (I-3) tiene un color

característico rojo de vino que es fácil para identificarse.

Un problema final es que el producto ZnI2 puede reaccionar con el agua en una doble

reacción de reemplazo:

ZnI2(aq) + 2H20 (l) -> Zn (OH)2(s) + 2HI (aq).

Si esta reacción ocurre esto reducirá la cantidad de producto formado y podría

conducirnos a creer que no obedecen la Ley de Conservación de Masa. Esta reacción

suplementaria puede ser prevenida si una pequeña cantidad de un ácido débil (como el ácido

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acético, CH3COOH) es añadido a la mezcla de reacción. El ácido acético no reacciona con

algunas de las sustancias en la reacción principal, ya que es volátil, pudiendo ser fácilmente

removido de la mezcla por calentamiento cuando ya no es necesario.

Una vez que la reacción se completa, una mezcla que contiene la solución yoduro de

zinc acuoso con los pedazos sólidos de Zn o I2 (dependiendo de cual de ellos es el reactivo en

exceso), es desechada. ¿Cómo se hace para aislar el yoduro de zinc puro de esta mezcla? Un

modo bueno de hacer esto está en un dos proceso de paso. (1) Debido a que el Zn (s) y I2(s)

no se disuelven en el agua fácilmente, ellos pueden ser separados de la mezcla líquida con

cuidado escurriendo la solución de yoduro de zinc. (2) el líquido contiene la mezcla de yoduro

zinc con el ácido acético y el agua, pero donde ambas, H20 y CH3COOH son volátiles, ellos

pueden ser separados con cuidado calentando la mezcla. Esto deja ZnI2(s) puro, el producto

principal de la ecuación química, una vez que la evaporación del ácido acético y el agua es

completa.

Descomposición del Yoduro de Cinc

Las propiedades del yoduro de cinc son completamente o poco diferentes de las

propiedades de zinc puro o del yodo puro, entonces ¿cómo hace uno para saber que el zinc y

el yodo están en realidad presentes? Un camino es de realizar una reacción que

descompondrá el compuesto en sus elementos constituyentes. Por observación de las distintas

propiedades de los elementos después de la descomposición, uno puede confirmar la

presencia de estos elementos en el compuesto original. Usted usará el medio eléctrico para

descomponer una solución acuosa de yoduro de cinc en el zinc y el yodo. Cuando los

electrodos positivos y negativos de una batería son colocados en una solución de yoduro de

cinc, el ion yodo cargado negativamente es atraído al electrodo positivo donde ellos dejan

electrones para formar y I2 y los iones de zinc cargados positivamente son atraídos a los

electrodos negativos donde ellos aceptan electrones para formar el metal Zn. Por observación

de las propiedades (en particular el color) de las sustancias que se forman en los electrodos,

uno puede confirmar la presencia de zinc y yodo en el compuesto.

De su Interés

¿Qué es una reacción redox?

¿Qué se entiende por oxidación y reducción?

¿Qué es una relación estequiometrica?

En una reacción química,

¿Qué es el reactivo limitante? ¿Cómo se calcula?

¿Qué es el reactivo en exceso? ¿Cómo se calcula?

¿Qué se conoce con el nombre de leyes pondérales? ¿En que parte de la actividad se

aplican?




¿Qué se entiende por porcentaje de rendimiento de una reacción química y como se

calcula?

Trabajo de Laboratorio

Equipos Reactivos

Vaso de precipitado de 600ml Cinc (Zn) en polvo o en virutas

Vaso de precipitado de 250ml Yodo (I2) en cristales

Erlenmeyer de 125ml Ácido acético 6M

Espátula Agua destilada

Pinza para Beacker

Agitador de vidrio

Mechero

Vidrio de reloj

Pila de 9 voltios y cable de cobre

Inyectadora con aguja

Tirro o teipe

Síntesis del Yoduro de Cinc

Antes de iniciar la reacción, anote las propiedades físicas (el color, el lustre, el

estado físico, la solubilidad) del Zn y I2 en su hoja de datos.

Primero, prepare una muestra de agua débilmente acidificada añadiendo 18 gotas de

solución de ácido acético 6M a 25 mL del agua destilada. Agite la mezcal con un agitador de

vidrio y déjalo de lado.

En un balanza limpia, pese 2.0 gramos de metal granular Zn y añada esto a un

erlenmeyer previamente pesado.

Pese 2.0 g de cristales de yodo (I2) y añada esto al metal Zn que se encuentra en el

erlenmeyer. Observe si realmente ocurre una reacción cuando el Zn y I2 son mezclados.

Mida la masa del erlenmeyer + Zn + I2.

Coloque el conjunto erlenmeyer, cinc y yodo, dentro de una bolsa plástica transparente y

proceda a sellarla con tirro o teipe.

Con cuidado añada 5 mL del agua acidificada, usted la preparó en el principio del

laboratorio, al erlenmeyer que contiene el Zn y I2 y mezcle el contenido por arremolinando o

dando un toque al tubo de ensayo. Para que la reacción termine en un tiempo razonable, 10

minutos o más, los reactantes deben ser bien mezclados todo el tiempo. Revise el fondo del

recipiente para asegurarse que los reactivos se han mezclado efizcamente, en caso de que aún

exista presencia de alguna sustancia remueva con el agitador de vidrio.

Después de que la mezcla ha reaccionado durante 1 minuto comparar el color del líquido en el

erlenmeyer con el color del I2 y el Zn (I3)2 con el humo que cubre la pared del

erlenmeyer. Registre sobre su hoja de datos cual color del líquido en el erlenmeyer observas




más parecido. ¿Está el Zn (I3)2 presente en este punto en la reacción? Toque la base del

envase. ¿Está caliente, frío, o a temperatura ambiente? ¿Esta reacción es endotérmica o

exotérmica? Registre estas observaciones sobre su hoja de datos.

Separe el sólido de la solución por decantación y vierta el líquido sobrenadante en otro

beaker de 250 ml previamente pesado. El sólido decantado debe lavarlo al menos tres veces

con porciones pequeñas (aproximadamente 1 ml) de agua destilada ligeramente acidificada

con ácido acético 6 M. Las aguas madres del lavado deben recolectarse en el mismo beaker

donde se recogió el líquido sobrenadante.

Finalmente, lave el sólido decantado otras tres veces con pequeñas porciones de agua

destilada, desechando esta vez las aguas del lavado en el beaker de 600 ml. Elimine el exceso

de humedad del sólido, mediante calentamiento suave hasta que usted note que las partículas

de sólido se separen fácilmente. Pese el conjunto y por diferencia determine la masa del sólido

en exceso. ¿Qué es el sólido?

Evapore el solvente acuoso que se reservó, calentando la solución suavemente y

agitando constantemente ¿Por qué? Una vez evaporado todo el solvente, debe dejarse en la

plancha de calentamiento al menos cinco minutos más para permitir que el precipitado se

seque completamente. Permita que el sólido se enfríe y luego péselo; por diferencia de peso

con el beaker usted podrá determinar la masa del yoduro de cinc formado.

Descomposición del Yoduro de Cinc

Para lavar el yoduro cinc del paso anterior, añada el resto del agua acidificada y mueva

la mezcla con un agitador de vidrio hasta que el yoduro de cinc se encuentre completamente

disuelto. Vierta la mitad de esta solución en un capsula de porcelana limpia. Guarde la otra

mitad de la solución en caso de usted tenga que repetir esta parte del procedimiento.

Tome una batería de 9 voltios y dos longitudes de cable de cobre del almacén.

Sujete una punta de cada longitud de cable de cobre alrededor de cada uno de los dos

electrodos de la batería. Doble los cables de modo que los otros extremos cuelguen delante de

la batería, como se muestra en la imagen.




Coloque el final del cable de cobre conectado al electrodo positivo de la pila, en la fuente

de evaporación hasta que el final se encuentre completamente sumergido en la solución de

yoduro de cinc. Un circuito eléctrico será completado en cuanto el segundo cable sea

sumergido en la solución y usted inmediatamente debería observar la descomposición eléctrica

de zinc iodide. Ahora con cuidado incline el final del cable de cobre conectado al electrodo

negativo hasta que también sea sumergido en la solución de yoduro de cinc. Observe que

sucede en los dos electrodos, note cualquier cambio de color sobre o alrededor de los finales

de los cables. Estos cambios en color corresponden aproximadamente a tus observaciones de

las propiedades físicas de estos elementos en el principio del experimento.

Otra Alternativa para la Descomposición Electroquímica del Yoduro de Cinc.

Tome el producto obtenido y colóquelo en un beaker de 100 ml, agregue 10 ml de agua

destilada. Introduzca los dos electrodos en la solución anterior, estos deben estar conectados a

una fuente de poder, como se muestra en la figura.

Alrededor de 9 voltios son suficientes para que se produzca la electrólisis.

Detenga la electrólisis y retire el beaker. Añada unas gotas de la solución resultante a un

volumen pequeño (aproximadamente 2 ml) de almidón. Anote sus observaciones. Explique lo

observado en cada electrodo.

Hoja de Datos

Cuadro 1. Síntesis del yoduro de cinc.

Masa de Zn 2g

Masa de I2 2g

Masa del envase vacío

Masa del envase + Zn + I2




Cuadro 2. Propiedades físicas del yodo y el cinc.

Propiedad Yodo (I2) Cinc (Zn)

Color

Brillo

Estado físico

Solubilidad

Cuadro 3. Colores en el envase durante la reacción.

Color del líquido en el envase 1 minuto después de iniciada la reacción

Color del I2

Color del Zn (I3)2

Reacción exotérmica o endotérmica

Cuadro 4. Masa de cinc consumido, masa yoduro de cinc formado en la reacción y masa

de yoduro de cinc esperado según la reacción.

Masa remanente de Zn

Masa de cinc consumido en la reacción

Masa del envase + yoduro de cinc*Masa del yoduro de cinc

*Masa del yoduro de cinc esperado según la reacción

*Si esas masas son iguales se habrá cumplido la Ley de Conservación de la Masa.

Cuadro 5. Porcentaje de rendimiento de la reacción.

Rendimiento teorizo del ZnI2(gr)

Rendimiento real (gr)

% de Rendimiento


Recuerde:

Rendimiento Real%Rendimiento = --------------------------------*100%

Rendimiento teórico

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