Practicas de Química Inorgánica y Orgánica(OTRO)-2

PRCTICAS DE LABORATORIOQumica Inorgnica y OrgnicaPara Ingeniera Civil Industrial

Prof. Yubinza apata Juana Mamani

2014

Prcticas de Laboratorio de Qumica Inorgnica y Orgnica

Normas de Seguridad, Higiene y Conducta en elLaboratorio

NORMAS BSICAS DE SEGURIDAD EN EL LABORATORIO

Con el objeto de prevenir accidentes, debe saber antes de comenzar a trabajar en el laboratorio, quedurante el desarrollo de las prcticas, va a manejar productos potencialmente peligrosos y a realizarprocesos, algunos de los cuales, si no toma las precauciones pertinentes, podran generar algn tipode riesgo.

Por ello, debe tener en cuenta las siguientes normas de seguridad:

Siga todas las instrucciones que le han sido dadas Estudie cada experiencia antes de cada sesin. Ahorrar tiempo, evitar errores y

accidentes innecesarios Una vez recibido el material en bodega revisar cuidadosamente anomalas en estos, si es

necesario dar aviso inmediatamente al encargado de bodega para reponer. De lo contrariocada grupo se har responsable del material que le fue entregado

Utilizar gafas de seguridad o pantallas protectoras, siempre que sea necesario. Las pipetas, esptulas o material respectivos para cada reactivo se ubican SIEMPRE A LA

DERECHA de estos. Los reactivos dispuestos en cada prctica son determinantes en elresultado final del experimento, y en muchos casos son utilizados a lo largo de todo el curso,por lo que se debe extremar la precaucin para no alterar su composicin ni contaminarlos

Nunca dejar sobre el mesn ningn tipo de prenda como bolsos, mochila, o prendas devestir.

No devolver nunca a los frascos de origen los sobrantes de los productos utilizados sinconsultar al profesor.

Es de suma importancia que cuando los productos qumicos de desecho se viertan en eldesage, aunque estn debidamente neutralizados, enseguida circule por el mismoabundante agua.

Comunicar accidentes al profesor o ayudante del laboratorio Durante el Calentamiento de tubos de ensayo no mirar al interior del tubo , ni apuntar la

boca del tubo de ensayo hacia otro compaero Si por descuido toca o le cae algn producto, lave con abundante aguala zona afectada, y

comunquelo enseguida al profesor. olor de las sustancias gaseosas: Para percibirlo mueva lentamente la mano y aspire con

precaucin

Sustancia Peligrosa + Error Humano = Accidente


lquidos voltiles: Evitar llamas cerca trabajo con cidos: Nunca agregue agua sobre acido, agregue siempre el cido concentrado

en pequeas cantidades sobre el agua y agite continuamente Nunca comer, beber, fumar Pelo largo: Atarse al pelo largo para evitar accidentes con la llama del mechero Limpieza del material: Todo el material que se utiliza debe ser lavado al finalizar el prctico

a fin de evitar contaminaciones y/o reacciones indeseadas en posteriores experimentos. Utilizar las campanas extractoras adecuadas al material que se est manipulando. No comprobar el olor o el sabor de ningn producto qumico o desconocido. No PIPETEAR NUNCA con la boca. Utilizar SIEMPRE un dispositivo especial para pipetear

lquidos. Al finalizar la prctica, la zona de trabajo debe quedar completamente LIMPIA Y ORDENADA

SUSTANCIAS QUIMICAS PELIGROSAS

Las sustancias qumicas se clasifican, en funcin de su peligrosidad, en:


MATERIAL DE LABORATORIO DE USO COMN

pizeta


LABORATORIO N 1CAMBIOS FSICOS Y QUMICOS DE LA MATERIA

Objetivos: Estudiar transformaciones de la materia y diferenciar entre cambio fsico o

cambio qumico en base a ciertas manifestaciones como son cambios de color,olor, desprendimiento de gases, formacin de precipitado, etc.

La qumica es el estudio de la materia y los cambios que esta sufre. Hay distintos tipos demateria segn sus propiedades, las cuales se clasifican de manera general en funcin depropiedades fsicas y qumicas. Las propiedades fsicas son las caractersticas propias de unasustancia que se observan en ausencia de cualquier cambio de composicin. El color, olor,sabor, estado fsico, densidad, son propiedades fsicas. Estas propiedades tambin puedenser extensivas las cuales dependen de la cantidad de sustancia presente: masa, volumen, etc;y las intensivas que no dependen de la cantidad de sustancia presente: temperatura,densidad, color, etc.Las propiedades Qumicas son las que exhibe la materia cuando experimenta cambios en sucomposicin, ya sea transformndose en una sustancia nueva por descomposicin o porreaccin con otras especies.Como las propiedades de la materia se clasifican en funcin de los cambios que esta puedasufrir, as, la materia puede transformarse y experimentar cambios estructurales. Estoscambios, muy frecuentes y constantes en la naturaleza, pueden ir desde una alteracin fsicahasta la transformacin en otra sustancia totalmente distinta, as puede experimentarcambios fsico y qumicos. En un cambio fsico, una o ms propiedades fsicas de lasustancia son alteradas. Ejemplo de tales propiedades incluyen tamao, forma, color,estado, etc. No se forman nuevas sustancias como resultado del cambio fsico y secaracterizan por ser reversibles.Un cambio qumico es un proceso de ruptura y formacin de enlaces qumicos, que vaacompaado de liberacin de energa (exergnico) o absorcin de energa (endergnico). Alromperse y formarse enlaces qumicos, los tomos se reordenan formando sustanciasqumicas con propiedades y composicin distinta. Las evidencias que indican un cambioqumico son: Aparicin de un nuevo color, se libera calor o luz, desprendimiento de gas oaparicin de un precipitado. Estos cambios qumicos pueden ser expresados medianteecuaciones qumicas de la siguiente forma:

A + B C + DReactivos producto


PROCEDIMIENTO

PARTE 1: Cambios Qumicos1. Pese 1 g 0,01 de virutas cobre en vaso precipitado de 250 mL y observe las

propiedades fsicas de este.2. Bajo campana, aadir suavemente 5 mL de cido ntrico (HNO3) concentrado, y deje

reaccionar hasta la disolucin total del metal. Observe y registre todos los cambiosobservadosIMPORTANTE: en esta etapa tenga especial cuidado de los vapores que se desprendende la reaccin son txicos!! .En esta primera etapa de la reaccin el cobre es transformado en Nitrato de cobre

II (Cu(NO3)2 )3. En otro vaso precipitado ponga 30 ml aprox. de una solucin de hidrxido de sodio,

(NaOH) 3 M y comience a agregar sobre la solucin obtenida anteriormente conprecaucin y gota a gota. Observe qu ocurre? Agite el contenido con varilla de vidrioy contine agregando hidrxido de sodio (NaOH) hasta que no haya ms cambios.En esta etapa precipita hidrxido de cobre II (Cu(OH)2 (s))

4. Agregue agua destilada y vuelva a agitar. Caliente en placa calefactora la solucincontenida en el vaso. Despus de que la reaccin se ha completado retirar la calefacciny deje enfriar. Anote todas sus observaciones. El slido formado corresponde a Oxidode cobre II (CuO(s))

5. En este paso se debe separar el slido formado del lquido sobrenadante pordecantacin o con una pipeta retire el lquido sobrenadante con precaucin de eliminarparte del solido formado.

6. Una vez separados lavar el slido 2 o 3 veces con agua destilada, eliminando el lquidosobrenadante cuidando de no perder parte del slido formado.

7. Una vez separado el slido, cuidadosamente aadir gota a gota solucin de cidoclorhdrico (HCl), hasta disolver completamente. Registrar en su cuaderno todos loscambios observados. El producto de esta reaccin es cloruro de cobre II (CuCl4 )-2ac)

8. En la solucin obtenida en el paso anterior aadir bolitas de papel aluminio (Al (s))asegrese de colocar el vaso en un bao de agua fra (con hielo) ya que la reaccin liberamucho calor. Registre todos los cambios que observe en esta etapa.


9. Finalmente separe el slido obtenido por decantacin y lave con agua destilada, descarteel agua del lavado. Nuevamente agregue una porcin de agua destilada y separeambas fases por filtracin simple.

Observe cuidadosamente el producto final y elimine cualquier resto de aluminio que nohaya reaccionado.Preguntas:

A qu sustancia corresponde el producto final? Cmo comprobara si corresponde a tal producto? Investigue las ecuaciones qumicas que representan cada uno de los cambios queobserv en cada una de las etapas.

Menciones todas las observaciones que realiz en cada una de las etapas y que leindicaba que ocurra un cambio qumico.

Realice un esquema del ciclo del cobre en donde indique cada una de lastransformaciones que sufre y los reactivos utilizados. Adems incluya en cadaetapa el conjunto de observaciones que le indicaron que ocurri un cambio qumico

PARTE 2: Cambios Fsicos

1. En un vaso precipitado de 100 mL limpio y seco agregue una punta de esptula dehierro en polvo, y Arena hasta completar a un volumen de 50 ml aprox. Con unavarilla de agitacin homogenice y luego vierta el contenido del vaso sobre una hoja depapel y distribuya uniformemente. Qu tipo de sustancia se ha formado? Existe reaccin o cambio qumico involucrado? Es posible revertir esta accin y obtener las sustancias iniciales por separado?

Cmo? Identifique cada una de las sustancias utilizadas como elemento, compuesto, mezcla

segn corresponda.

2. Coloque una punta de esptula de sulfato de cobre (II) pentahidratado (CuSO4*5H2O) enun tubo de ensayo. Caliente levemente sobre la llama de un mechero por unos 5 minutos.Y observe todos los cambios observados. Permita que la muestra se enfre y entoncesaada unas pocas gotas de agua. Anote sus observaciones e investigue que tipo decambio se ve involucrado con en esta experiencia?


3. Coloque en un vaso de precipitado una pequea cantidad de yodo. Tpelo con un matrazErlenmeyer con agua fra. Caliente el vaso pp. Sobre un trpode con mechero. Observe yanote todos los cambios. Qu cambios se ven involucrados en esta experiencia?. Qupapel desempea el matraz de agua fra?

PARTE 3: Caractersticas de un cambio Fsico y Qumico

En un tubo de ensayo agregar 5 mL de una solucin de nitrato de plomo (Pb (NO3)2)En otro tubo de ensayo colocar 5 mL de una solucin de yoduro de potasio (KI)Pese ambos tubos con sus respectivos contenidos en un vaso precipitadoVierta cuidadosamente el contenido de un tubo sobre el otro tubo y observe.Vuelva a pesar ambos tubos al interior del mismo vaso y registre los resultados en su

cuaderno.Preguntas:Qu tipo de cambio se ve asociado durante esta experiencia?Cul es la conclusin ms importante que puede afirmar respecto de la masa inicial yfinal durante este experimento?


LABORATORIO N 2

CARACTERSTICAS DE CIDOS Y BASES

Objetivos Diferenciar los cidos y bases por sus caractersticas generales, como el valor de pH y reaccin

frente a metales. Diferenciar entre cidos fuertes y dbiles de acuerdo a su capacidad de conducir la corriente. Comprender el concepto de pH, fuerza de cidos y bases y neutralizacin.

INTRODUCCINUna de las clasificaciones ms importantes de las sustancias, es en termino de sus propiedades cido-base. Es as, que el reconocimiento de una de las propiedades de la materia como lo son estaspropiedades permite tener antecedentes relevantes sobre algn compuesto o sustancia conocida y aspoder predecir resultados con respecto a alguna reaccin. En la mayora de los procesos industrialeses muy importante el control de los niveles de pH que presenten los productos que son elaborados olas soluciones que sern utilizadas para alguna parte del proceso.Las aplicaciones se encuentran en muchos campos tales como: tratamiento de la pureza del agua,regulacin de la velocidad de reacciones qumicas, tratamiento y neutralizacin de aguas residualespara su posterior utilizacin, regulacin de acidez y control de activacin de bacterias en la cerveza,regulacin del pH en la fermentacin del etanol, en la industria farmacutica, para jarabes ymedicamentos, en la industria cosmtica, para controlar el nivel de pH de los productos que tendrncontacto con la piel, entre otros.CONCEPTO DE CIDO Y BASE

Svante Arrhenius explica cmo las disoluciones acuosas de ciertos compuestos pueden conducir lacorriente elctrica debido a que en medio acuoso se ionizan produciendo iones positivos y negativos.Dentro de este marco terico, los cidos son sustancias capaces de ionizarse en agua para formariones hidrgeno (H+) y las bases o sustancias alcalinas capaces de ionizarse en agua para ceder ioneshidroxilo (OH-).Sin embargo, otra teora ms satisfactoria fue la formulada en 1923 por el qumico Dans JohannesBrnsted y paralelamente por el qumico britnico Thomas Lowry, que indica que los cidos sonsustancias capaces de ceder protones (iones hidrgeno) y las bases como sustancias capaces deaceptar dichos protones, por lo tanto no es necesaria la presencia de un medio acuoso. Segn estateora, una reaccin cido-base es la transferencia de un protn de un cido hacia una base.Dentro del caso de los cidos, podemos identificar tres tipos segn la cantidad de protones que cedanal medio: Monoprtico (aquellos que en su estructura qumica contiene un hidrgeno asociado aeste), Diprtico (en su estructura qumica contienen asociados dos hidrgenos) Triprticos (en suestructura qumica contienen asociados tres hidrgenos)


PROPIEDADES GENERALES DE LOS CIDOS Y BASES

cidos:Los cidos pueden existir en forma de slidos, lquidos o gases, dependiendo de la temperatura.Dentro de las principales caractersticas comunes de las sustancias cidas se mencionan:

Tienen sabor cido como en el caso del cido ctrico en la naranja y el limn. Cambian el color del papel tornasol azul a rosado, el anaranjado de metilo de anaranjado a

rojo y deja incolora a la fenolftalena. Producen quemaduras en la piel. Son buenos conductores de la electricidad en disoluciones acuosas. Ocasionan cambio de color en pigmentos vegetales. Reaccionan con ciertos metales y producen gas hidrgeno.(Na, K, Ca, Al, Fe, Ni, Zn, Pb, etc) Reaccionan con los carbonatos y bicarbonatos, liberando CO2 gaseoso Neutralizan la accin de las bases

Bases: Tienen sabor amargo. Son resbaladizas. No reaccionan con los metales. Azulean el papel tornasol. Reaccionan con los cidos (neutralizndolos). La mayora son irritantes para la piel. Ocasionan cambio de color en pigmentos vegetales. Neutralizan la accin de los cidos

CONCEPTO DE PH

El pH es simplemente una abreviacin que permite expresar fcilmente la acidez e indirectamente labasicidad de una sustancia. Dado que las concentraciones de los iones H+ y OH- con frecuencia sonnmeros muy pequeos y, por lo tanto, es difcil trabajar con ellos, Soren Sorensen propuso unamedida ms prctica denominada pH que se define como:

Por ejemplo, si se dispone de una concentracin de 0,0000001 moles/L de H+, es mucho ms cmodotrabajar con el logaritmo negativo que vale 7. El rango de pH se encuentra entre 0 y 14. Siendo:

Zona cida pH < 7, donde [H+] >[OH-]Zona bsica pH > 7, donde [H+] < [OH-]Zona neutra pH =7, donde [H+] = [OH-]

pH= -log [H+]


NEUTRALIZACIN CIDO-BASE

Es una de las caractersticas generales de los cidos y bases, es la reaccin entre ellos para anular suspropiedades especficas. Generalmente, en las reacciones entre cidos y bases fuertes se formaagua y una sal.

cido + base sal + agua

Ejemplo: HCl + NaOH Na Cl +H2OEste tipo de reacciones son especialmente tiles como tcnicas de anlisis cuantitativo. En este casose puede usar una solucin indicadora para conocer el punto en el que se ha alcanzado laneutralizacin completa.FORTALEZA DE CIDOS Y BASESLa fortaleza de un cido o base se establece de acuerdo con su grado de ionizacin al disolverse enagua. Se clasifican como cidos y bases fuertes aquellas especies que s ionizan totalmente cuando sedisuelven en agua y que por lo tanto conducen la corriente elctrica. Como cidos o bases dbilesaquellas especies que al disolverse en agua se ionizan parcialmente y por lo tanto conducendbilmente la corriente elctrica.

PROCEDIMIENTO

A. CLASIFICACIN DE PRODUCTOS COMUNES COMO CIDOS Y BASES

Colocar en placa de toque 10 gotas de cada una de las soluciones de sustancias de prueba yagregue una pequea cantidad de agua destilada.

Medir el pH con papel indicador universal. Compare con la tabla de distribucin de coloresversus pH. Complete la tabla.

Clasifique cada una de las sustancias como cido o bsico en funcin de su pH

Muestra pH Muestra pHJugo de limn Limpiador con amoniacoVinagre Cloro gelAgua potable Lquido desengrasanteSoda Custica Bebida colaJabn lquido Saliva


B.IDENTIFICACIN DE LA FUERZA DE ACIDOS Y BASESMida el pH y conductividad elctrica de cada una de las soluciones, Utilizando para ello papel pH yun circuito abierto para detectar la conduccin de la corriente.

De acuerdo a sus resultados como se explica la marcada diferencia en los valores de conductividadentre disoluciones acuosas cuando son de la misma naturaleza acida o bsica. Fundamente surespuesta.

C. REACCION DE ACIDOS Y BASES CON METALES

Colocar una gradilla con 6 tubos de ensayo limpios y lavados con agua destilada En un primer tubo de ensayo agregue una muy pequea cantidad de magnesio, en el segundoaluminio y en el tercer tubo cobre metlico.

Con precaucin y bajo campana aada 3 mL de cualquiera de las sustancias cidas que haestudiado y observe si hay reaccin.

Repita la misma experiencia pero utilizando, una sustancia de carcter bsica

Smbolo metal Reaccin en mediocido

Reaccin en mediobsico

MgAlCu

D. REACCIONES DE NEUTRALIZACIN

Coloque tubos de ensayo por separado, 3 ml de solucin de cidos y bases estudiadas. Luego agregue gotas del indicador azul de bromofenol a cada tubo y agite. Observe el color

obtenido. A cada tubo que contiene cido agregue gota a gota solucin de NaOH 0,1 M hasta cambio de

color (a verde) y anote la cantidad de gotas ocupadas para cada caso Luego de la misma forma pero con las soluciones bsicas agregue cido clorhdrico (HCl) 0,1 M y

cuente las gotas utilizadas.

Disolucin pH Conductividad elctricacido clorhdrico (HCl) 0,1 MHidrxido de potasio (KOH) 0,1 Mcido Ntrico (HNO3)0,1 Mcido actico (CH3COOH) 0,1 MHidrxido de sodio (NaOH) 0,1 MAmoniaco (NH3) 0,1 MAgua destilada


LABORATORIO N3ELECTROQUMICA:

REACCIONES REDOX- ELECTROLISIS- PILASObjetivos:

Comprender el concepto de celda electroltica Observar la descomposicin qumica de sustancias por la corriente elctrica e Identificar los

productos formados, depositados y desprendidos Construir una pila galvnica y observar cmo puede obtenerse una corriente elctrica como

consecuencia de una reaccin qumica espontnea.

Reacciones Oxido-ReduccinLos procesos redox o reacciones de oxidacin-reduccin implican una transferencia de electronesdesde un tomo que se oxida a otro que se reduce. En la reaccin redox global el nmero deelectrones que se pierden en la oxidacin debe ser igual al nmero de electrones que se ganan en lareduccin.

Oxidacin: implica prdida de electrones.Reduccin: implica ganancia de electrones.

s. de oxidacin: Zn(s) Zn2+ (ac) + 2es. de reduccin: Cu2+ (ac) + 2e Cu(s)

La tendencia a reducir u oxidar a otros elementos qumicos se cuantifica por el potencial dereduccin, valores que se encuentran tabulados en la tabla de potenciales estndar de reduccin, encondicin de 25 0C y una concentracin de los iones de 1M, para los gases una presin de 1atmsfera. Mientras mayor es este potencial significa que el elemento tiene ms tendencia areducirse que otro. Esta informacin es til para saber quin se oxidar y reducir cuandoenfrentamos dos elementos en una reaccin .ElectrlisisLa electrlisis es el proceso que separa los elementos de un compuesto por medio de la electricidad.En la electrlisis una corriente elctrica producida por una fuente externa consigue que se produzcauna reaccin qumica que no tiene lugar espontneamente, por lo que es un proceso mediante el cualse transforma la energa elctrica en energa qumica. Se aplica una corriente elctrica continuamediante un par de electrodos conectados a una fuente de alimentacin elctrica y sumergida en ladisolucin. Los electrodos son barras slidas conductoras de la electricidad que en contacto con elelectrolito logran la reaccin de oxidacin y reduccin, estos pueden ser:


Activos: participan en la reaccin y por lo tanto sufren cambios qumicos durante el proceso(Zn, Cu, Ag, Fe, etc)Inertes: No sufren cambios qumicosdurante el proceso (grafito, platino, etc)

El electrodo conectado al polo positivo seconoce como nodo y el conectado al negativocomo ctodo. La fuente externa de corriente obatera ejerce la funcin de bombear electronesdesde el electrodo positivo (nodo) al electrodonegativo (Ctodo) y de dirigir los iones hacia loselectrodos. Cada electrodo atrae a los iones decarga opuesta. Los iones con carga positiva (+)en la solucin van hacia el ctodo donde tomanlos electrones, se reducen y se llaman cationes,a la inversa los iones cargados negativamente(-) van hacia el nodo donde los electrones son separados se oxidan y se llaman aniones.

La electrlisis es utilizada en la industria, por ejemplo, en la purificacin electroltica de diversosmetales, cuando se quieren obtener elementos como Sodio, Aluminio, Litio y otros. En laGalvanoplastia, cuando se quiere proteger a un metal de la corrosin, se le aplica una pelcula de otrometal que es inoxidable. Para la produccin de gases como el Hidrgeno y Oxgeno tambin se usa laelectrlisis. En la industria minera se utiliza para obtener metales a partir de sales de dichos metalesutilizando la electricidad como fuente de energa

Pilas o Celdas GalvnicasSon aquellos instrumentos que producenenerga elctrica mediante reacciones redoxespontneas. Al igual que la cubaelectroltica, las pilas estn compuestas pordos electrodos, ctodo y nodo, conectados ados terminales. En el ctodo se produce lareduccin y en el nodo la oxidacin. Ladiferencia es que respecto de una celdaelectroltica, en una pila, el ctodo es positivoy el nodo negativo, el sentido del proceso esinverso, ya que no se aplica energa elctrica Figura 2: Pila o Celda Galvnica


para producir iones, sino que la reaccin redox es la que provee energa elctrica cuantificada atravs de la diferencia de potencial generada por la pila, la cual se mide en Volt (V).

Un ejemplo de reaccin redox espontnea es la que tiene lugar cuando un trozo de Zn metal seintroduce en una disolucin de sulfato de cobre (II). Conforme avanza la reaccin el color azul tpicode la disolucin de Cu2+ se desvanece. Esto se debe a que los iones Cu2+ se depositan como Cu metalsobre la lmina de Zinc. Al mismo tiempo el Zinc metlico se disuelve transformndose en Zn2+.Por el contrario, si se aade Cobre metlico a una disolucin de sulfato de cinc, no ocurre reaccinporque el Cobre metlico no es oxidado por el Zn2+. La facilidad de oxidacin de los metales dependede su potencial estndar de reduccin (E0Reduccin)Si la reaccin se lleva a cabo en un dispositivo como el de la Figura 2, parte de la energa qumicaliberada se convierte en energa elctrica.

PROCEDIMIENTO1. Comportamiento de algunos metales en presencia de iones metlicosEn 5 tubos de ensayo limpios aadir:1: Zn(s) + 3 mL de una disolucin 1M de CuSO42: Zn(s) + 3 mL de una disolucin 1M de FeSO43: Cu(s) + 3 mL de una disolucin 1M de Zn SO44: Cu(s) + 3 mL de una disolucin 1M de FeSO45: Fe(s) + 3 mL de una disolucin 1M de Cu SO4Dejar en contacto cada uno de los metales con las disoluciones correspondientes durante 10 minaproximadamente y observar los cambios.

2. Electrolisis del agua1. Poner 800 mL aprox. de agua destilada en un vaso precipitado de 1L.2. Llenar una probeta de 50 mL con agua destilada y tapar con la palma de su mano, invertir e

introducir en el agua del vaso precipitado de manera que no exista aire en el interior de esta.Asegrese de sujetar la probeta con soporte. Hacer lo mismo con la otra probeta(ver figura 1)

3. Conectar cada electrodo de grafito a cables conductores e introduzca cada uno de los electrodosal interior de cada probeta.

4. Aadir unos 4 mL de cido sulfrico concentrado y homogeneizar con varilla de vidrio.5. Conectar los cables conductores, cerrar el circuito conectando a la batera o una fuente de

electricidad. Hacer circular la corriente durante 20 minutos aproximadamente.


6. Durante el transcurso de la reaccin en dos vidrio reloj por separado aada unas gotas de unasolucin cida y en otro gotas de una solucin bsica y aada a cada uno gotas del indicadorfenolftalena y observe el cambio de coloracin.

7. Luego aada gotas del indicador al vaso precipitado donde se desarrolla la electrolisis y observe.8. Verifique al final de la reaccin el volumen de agua desplazado en cada una de las probetas y

saque sus propias conclusiones.

4. Construccin de una Celda Galvnica (Pila)

1. Preparar el nodo poniendo unos 100-150 mL de la disolucin de sulfato de cinc 1 M (ZnSO4) enun vaso de precipitado de 200 mL. Introducir el electrodo de cinc en esa disolucin y conectar laparte descubierta con pinza y cable negro al conector COM del voltmetro (ver figura 2)

2. Preparar el ctodo poniendo unos 100-150 mL de la disolucin de sulfato de cobre 1M (CuSO4) enel otro vaso de precipitado. Introducir el electrodo de Cobre en esa disolucin y conectar la partedescubierta con pinza y cable rojo al conector V (+) del voltmetro

3. Una vez conectada la lmina de zinc al polo negativo del voltmetro y la de cobre al positivo, anotela lectura del voltmetro. Observar que la aguja del voltmetro se mantiene en cero de la escalaindicando que no circula corriente porque el circuito est abierto.

4. Preparar el puente salino llenando completamente un tubo en forma de U con solucin saturadade KCl, se debe cuidar especialmente que no se formen burbujas dentro del tubo ya que estasimpedirn el paso de los iones de una semicelda a la otra. Finalmente tape los extremos del tubocon algodn y humedezca estos con la solucin saturada de KCl.

5. Lavar con agua destilada los extremos del puente salino preparado, secarlos e introducir unextremo en cada vaso, de forma que ambos estn en contacto con las disoluciones

6. Encienda el voltmetro y registre la diferencia de potencial7. Observe la reaccin en cada una de las celdas.


LABORATORIO N 4CORROSIN

La corrosin es un tipo de oxidacin que se suele limitar a la destruccin qumica de metales. Es difcildar una definicin exacta de corrosin aunque todas hacen referencia a la evolucin indeseable de unmaterial como consecuencia del medio que lorodea. Dicha corrosin se produce en los materiales porla accin de una serie de agentes externos,que pueden ser la atmsfera, el aire hmedo, el agua ocualquier otra disolucin. Por ejemplo en el caso del hierro, componente principal del acero, eloxgeno crea un lento proceso de desgaste que da lugar al xido de hierro, un material esponjoso ypermeable a travs del cual avanza la oxidacin, a pesar de ello, todos los metales pueden ser usadossiempre que su velocidad de deterioro sea aceptablemente baja.Reacciones qumicas que tienen lugar durante la corrosin

Las reacciones de corrosin de los metales no son ms que reacciones de oxidacin-reduccin, esdecir, procesos electroqumicos donde alguna sustancia se oxida a la vez que otra se reduce. Se tratade una reaccin de transferencia de electrones donde una sustancia pierde electrones (nodo) y otrasustancia gana (ctodo) simultneamente.En la corrosin de losmetales, los procesos de oxidacin y reduccin seproducen en la propiasuperficie del metal y dan lugar dos tipos dereacciones:Reacciones andicas:

Las reacciones andicas, consisten en el paso de iones metlicos al medio corrosivo, es decir, elmaterial afectando se va disolviendo poco a poco:

Metal (s) Metaln+ (aq) + n e-En el caso del hierro, Fe (s) Fe2+(aq)+ 2 e-Reacciones catdicas:

En funcin del metal y del medio, las reaccionesque tienen lugar en las zonas catdicas pueden serdiferentes. As, una de las reacciones catdicas ms importantes que se produce es la reduccin deloxgeno y tiene lugar en casi todos los procesosde corrosin en medio acuoso:

O2 + 4 H+ + 4e- 2 H2OOtra reaccin catdica importante, en especial en los casos de corrosin en medios cidos o enausencia de oxgeno, es la de desprendimiento de hidrgeno, que tiene lugar siempre que el pH < 4,3:

2 H+ + 2 e- H2(g)


Por ltimo, si en la zona catdica el oxgeno esabundante puede tener lugar la siguiente reaccin:

O2(g) + 2 H2O (l) + 4 e- 4 OH-(pH > 4,3)

Mtodos de proteccin

El proceso de corrosin puede prevenirse de mltiples formas. Una de ellas es la tcnica delrecubrimiento metlico. Estos recubrimientos se aplican de modos diversos y sirven como pelculasprotectoras o como materiales que se corroen en lugar de los metales a los que cubren. En el caso delacero galvanizado (acero recubierto de zinc), el zinc, posee una mayor tendencia a la oxidacin y, porlo tanto constituye el nodo de la reaccin. El acero actuar como ctodo y no sufrir oxidacinalguna. Sin embargo, otros metales como el cobre no pueden proteger al hierro al ser menos oxidable(mayor potencial de reduccin E).Otra Tcnica es la denominada Proteccin catdicaque consiste en conectar un trozo de Fe (u otrometal) a un cuerpo de menor potencial de reduccin por ejemplo Mg (EMg= -2.38V) y expuesto almismo medio agresivo. El Mg se convierte en nodo y el Fe (EFe= -0.44V) se convierte en ctodo.

nodo: Mg(s) Mg2+ + 2e- semirreaccin de oxidacin

El nodo agregado se corroe y tiene capacidad de proteger al trozo de Fe que se transforma en ungran ctodo. El nodo que se llama nodo de sacrificio. Se protegern as tanques, calderas, cascosde buques, tuberas sumergidas, etc.Otra forma de dar proteccin es conectar el metal a proteger en forma permanente al polo negativode una fuente de corriente continua y de voltaje adecuado. En general esto se realiza estableciendouna diferencia de potencial constante de 1-2 volts entre el cuerpo a proteger y un nodo.En resumen los mtodos para proteger pueden proteger de la corrosin

Proteccin electroqumicaCatdica

1. con nodo de sacrificio2. con fuente de corriente3. cubiertas de metal(galvanizado, etc.)

Andica: Por formacin de pelculasprotectoras de cromatos, fosfatos, etc.

Proteccin no electroqumica

1. recubrimiento con pintura2. Eliminacin de humedad: con desecantes,

silicagel, etc.


En esta prctica vamos a estudiar las reacciones de xido-reduccin que tienen lugar en varios clavos en losque se provocan fenmenos de corrosin. Comprobaremos que en los clavos de hierro existen zonas condiferente potencial andico, esto es, con distinta capacidad para la oxidacin. En las zonas sometidas amayor tensin (cabeza y punta del clavo) el metal es ms andico y por tanto ms fcilmente oxidable. Lasolucin de fenolftalena en presencia de iones hidroxilo (OH-) da una coloracin fucsia y el hexacianoferrato(III) de potasio en presencia de Fe 2+ forma un compuesto color azul , ambas soluciones nos permitirn ponerde manifiesto el avance de la oxidacin.PROCEDIMIENTOProteccin Electroqumica por nodo de Sacrificio

1. Prepare tres placas de Petri cada una con dos clavos de hierro previamente desengrasados conacetona. Ordene de la siguiente forma:Placa 1: un clavo de referencia sin manipular que no posee imperfecciones en su estructura y otroclavo al cual Ud. ha realizado una hendidura con una lima o alicate y un clavo con galvanizado dezinc.Placa 2: un clavo que ha sido doblado una vez y otro clavo que ha sido doblado repetida veces

Placa 3: un clavo enrollado con alambre de cobre y otro unido en su extremo inferior a una granallade zinc.

2. Para preparar el medio oxidante,en un vaso pp. de 200 mL disuelva 2 g de agar-agar en 150 ml deagua destilada, calentando hasta disolucin total. Una vez disuelto, y todava caliente, aada 20gotas de Hexaciano ferrato (III) de potasio y 20 gotas de fenolftalena. Espere que el medio se enfre yvierta en el contenido en las placas de Petri de forma que los clavos queden completamentecubiertos.

3. Observe los cambios de color y de apariencia en la superficie de los clavos y en el medio que losrodea transcurrido 10 minutos de reaccin. Cules metales son ms fcilmente oxidables que elhierro y que, por tanto, puedan protegerlo de la corrosin?Qu metal (Cu o Fe) tiene mayorcapacidad para oxidarse?Cul de los dos es ms oxidante? Si estos dos metales se ponen juntos enuna disolucin acuosa que contenga iones de ambos, qu metal resultar reducido y culoxidado?Sera el aluminio un buen protector para evitar la corrosin del hierro?

Corrosin de armaduras de aceroCELDA A: Preparacin de la celda electroltica en ambiente no salino.

1. Conectar la pinza roja (polo positivo o nodo) a una barra de acero. La pinza negra (polo negativo octodo) se conectar al electrodo de acero inoxidable.


2. El electrodo formado por la barra de acero corrugada es nuestro electrodo detrabajo, mientras que elelectrodo de acero inoxidable acta solo de soporte fsico permitiendo el paso de corriente.

3. Rellene el vaso de 600 mL con 400 mL de agua de potable y con la fuente de alimentacin apagada,introduce ambos electrodos enla disolucin. Conecta despus a la fuente

NOTA: Evite el contacto de los terminales metlicos de las pinzas con la disolucin4. No mueva el vaso ni los electrodos durante la experiencia. Observe los electrodos tras 5 a 10 minutos.

CELDA B: Preparacin de la celda electroltica en ambiente salino.

1. En este caso, conecte los electrodos de la misma forma que en la experiencia anterior;la barra deacero a la pinza roja (nodo) y la plancha de acero inoxidablea la pinza negra (ctodo).

2. Aada 400 mL de agua potable y disuelva 12 g de cloruro de sodio en vaso pp. de 600 mL.3. Sumerja los electrodos en esta disolucin con las mismas precauciones que en el caso anterior. Una

vez sumergidos los electrodos, conecte la batera.4. Observe la zona circundante de ambos electrodos transcurridos 5 minutos de iniciar la experiencia.

Describe resumidamente los cambios producidos.Preguntas:

Se necesita oxgeno para producir corrosin? El agua salada es lo ms perjudicial para la armadura? Sera ms perjudicial un agua salada rica en oxgeno? La corrosin es un proceso que depende exclusivamente de lapresencia de cloruros y otras sales?

Mtodos de Proteccin:

Pasivado.

a. Pulir con papel de lija dos clavos de hierro y limpiar bien la superficie.b. Sumerja uno de los clavos en un tubo de ensayo con cido ntrico concentrado (HNO3) durante tres

minutos aproximadamente.c. Elimine con gran precaucin el cido bajo campana y con la llave de agua abierta. Retirar el clavo,

lavar y secar.d. Luego, sumerja los dos clavos en cido sulfrico concentrado en dos tubos por separado y observe la

intensidad con la que es atacada la superficie de cada uno de los clavos.


LABORATORIO 5

PROPIEDADES DE LOS COMPUESTOS ORGANICOS

Objetivos: Identificar experimentalmente las principales diferencias que existen entre compuestos orgnicos e

inorgnicos mediante pruebas cualitativas. Reconocer los principales elementos que se encuentran presente en compuestos orgnicos

Las sustancias orgnicas se forman naturalmente en los vegetales y animales pero principalmente en losprimeros, mediante la accin de los rayos ultravioleta durante el proceso de la fotosntesis: el dixido decarbono y el oxgeno tomados de la atmsfera y el agua, el amonaco, los nitratos, los nitritos y fosfatosabsorbidos del suelo se transforman en azcares, alcoholes, cidos, steres, grasas, aminocidos, protenas,etc., que luego por reacciones de combinacin, hidrlisis y polimerizacin entre otras, dan lugar a estructurasms complicadas y variadas.Todos los compuestos orgnicos utilizan como base de construccin al tomo de carbono es por ello que laQUMICA ORGNICA aquella rama de la qumica que estudia los compuestos del carbono. Al iniciar el estudiode la Qumica Orgnica es conveniente conocer las propiedades de los compuestos orgnicos y los elementosque los constituyen. El papel de los peridicos como la tinta de sus impresos, la goma de los neumticos y elcombustible de los automviles, insecticidas y pesticidas, jabones detergentes, el gas de calefaccin elperfume de una esencia, una bolsa y productos farmacuticos son una nfima parte de los artculos derivadosde compuestos cuyo estructura tiene como pilar fundamental al tomo de carbono.

DESARROLLO EXPERIMENTAL

1. PROPIEDADES DE LOS COMPUESTOS ORGNICOS

Las caractersticas ms importantes de los compuestos orgnicos son las relativas a la composicin,naturaleza covalente de sus enlaces, combustibilidad y abundancia. En el presente estudio analizaremoscomo aunque existen muchos compuestos orgnicos inicos, la inmensa mayora son covalentes, lo que setraduce en que poseen caractersticas totalmente diferentes de los compuestos.

A) Combustin:

Al comenzar el estudio de los compuestos orgnicos se puede obtener una valiosa informacin cuando estoscompuestos son sometidos al calor, ya que estos tienen una propiedad comn que los distingue de lassustancias inorgnicas, todos ellos presentan combustin dando origen a la formacin de dixido de carbonoy agua y residuos de carbn dependiendo del tipo de combustin,

Combustin completa:Compuesto orgnico + O2 CO2 + H2O + Calor

Combustin incompleta:Compuesto orgnico + O2 CO2 + H2O + C + cenizas + Calor


Procedimiento:

En tres tubos de ensayo secos y por separado, caliente una pequea cantidad de cloruro de sodio, sacarosa ygotas de etanol respectivamente. Observe los resultados. En dnde hubo formacin de carbono?

B) Solubilidad:

La naturaleza qumica de un soluto o un solvente es un factor fundamental en la solubilidad de este. Cuandola naturaleza del soluto y del solvente son de polaridad similar, se dice que las sustancias son solubles en casocontrario son insolubles. As los compuestos orgnicos debido al enlace covalente que predomina en ellos secaracterizan por ser dbilmente polares o apolares y por lo tanto insolubles en solvente polares como el agua. As, podramos decir que lo semejante disuelve a lo semejante.Procedimiento:

En tubos de ensayo por separados, vierta aproximadamente 2 ml de los compuestos a ensayarrespectivamente. Para conocer la solubilidad de un compuesto probar la solubilidad en diferentes solventestales como agua (polar), acetona (polaridad intermedia) y ter de petrleo (apolar).

C) Punto de fusin

El punto de fusin de un slido cristalino se puede definir como la temperatura a la cual la sustancia pasa delestado slido al estado lquido, en una sustancia pura. El cambio de estado es generalmente muy rpido y latemperatura es caracterstica. El tipo de enlace es determinante del punto de fusin de una sustancia, debidoa que la fuerza de atraccin que existe en los compuestos inorgnicos es debida a la formacin de enlacesinicos, por la tonto la energa necesaria para lograr la fusin de un compuesto es mucho ms elevada(superior a 300 C) a la energa necesaria en un compuesto orgnico en donde predominan los enlacescovalentes.

Compuestos Solubilidad enAgua

Solubilidad enAcetona

Solubilidad enter

NaClNaftalenoAcido benzoicoEtanolBencenoHexano


Procedimiento:

Introducir una pequea cantidad de muestra a ensayar (cloruro de sodio, sacarosa, acido benzoico,urea, naftaleno) en un tubo capilar que ha sido cerrado por uno de sus extremos, de manera que noqueden espacios vacos entre la muestra

Cerrar el otro extremo del tubo capilar aplicando calor. Unir el capilar con un alambre de cobre al termmetro de tal forma que la muestra quede a la altura

del bulbo del termmetro.PRECAUCIN: Verificar que el tubo Thiele o el vaso donde se va a depositar el aceite estn completamentesecos para evitar quemaduras por proyecciones del aceite.

Aada aceite mineral a un tubo de Thiele hasta la altura donde termina el codo del tubo eintroduzca el termmetro con el tapn horadado cuidando de no tocar las paredes del tubo. Calientey Determinar la temperatura cuando se inicie y termine la fusin. Comparta sus resultados con elresto de sus compaeros y construya una tabla clasificando cada compuesto en orgnico oinorgnico en funcin el punto de fusin.

2. COMPOSICIN ELEMENTAL DE LOS COMPUESTOS ORGANICOS

El conocimiento de los elementos que constituyen los compuestos orgnicos es esencial al tratar decaracterizarlos. El primero que debemos identificar es el carbono, para definir si lo que tenemos es uncompuesto orgnico o inorgnico. Posteriormente, podemos aplicar diversos mtodos para detectar lapresencia de otros elementos.Procedimiento: Reconocimiento del carbono y del hidrogeno

Introduce en el tubo de ensayo una pequea cantidad de glucosa, con CuO en una proporcin 5:1respectivamente.

Cierra el tubo con un tapn. Conecta el tubo lateral de desprendimiento y sumerge el extremo libreen un tubo de ensayo que contenga 5 mL de agua de cal.

Calienta fuertemente el contenido del tubo hasta que observes desprendimiento de burbujas en eltubo que contiene cal.

Observa los resultados. Qu cambios se observan en el agua de cal? Y en las paredes del tubo deensayo?

Procedimiento: Reconocimiento del Nitrgeno

Agregar a un tubo de ensayo una punta de esptula de urea, humedezca la sustancia con una gota desolucin de MgCl2 al 50%. Conecte un tubo de desprendimiento y caliente. Coloque un papel tornasol rojo opapel indicador de pH humedecido con agua destilada en contacto con el gas que se desprende y observe.


LABORATORIO 6POLMEROS

Objetivos: En esta prctica se sintetizaran distintos tipos de polmeros y se discutir sobre las distintaspropiedades de cada uno de ellos.

La palabra polmero proviene del griego y significa literalmente muchas partes. Los polmeros sonmolculas gigantes que se fabrican uniendo qumicamente molculas ms pequeas llamadas monmeros.En la naturaleza hay numerosas sustancias polimricas que intervienen en proceso vitales cabe recordar quelas unidades estructurales (polisacridos y protenas) y de informacin (ADN y ARN) de los seres vivos sonpolmeros. Adems la importancia de los polmeros en la industria es muy grande, as mismo, muchos de losmateriales que manejamos habitualmente (bolsas y botellas de plstico, el nylon y muchos otros tejidos)estn realizados empleando materiales polimricos.El trmino macromolcula, o polmero, se aplica a las sustancias de peso molecular elevado que estncompuestas por un gran nmero de unidades de bajo peso molecular, llamadas monmeros, (normalmentemayor a 100) que se unen entre s por medio de enlaces covalentes formando polmeros que poseen pesosmoleculares de miles a millones. Si los monmeros que forman la macromolcula estn unidos por susextremos formando una cadena larga sin que las distintas cadenas se encuentren unidas entre si por enlacescovalentes, se denominan polmeros lineales. Dichos polmeros, salvo que su peso molecular sea muy alto(mayor a 1.000.000) suelen ser solubles en distintos disolventes y al calentarse se ablandan o se funden, porlo cual pueden extruirse en forma de fibras o moldearse, adoptando la forma que se desee. Por ello, se diceque son termoplsticos.Por el contrario, aquellos polmeros cuyas cadenas se encuentran entrecruzadas, unindose entre si endiversos puntos mediante enlaces covalentes, se denominan polmeros entrecruzados o termoestables. Estetipo de polmero adopta la forma de grandes redes tridimensionales que hacen que sean insolubles einfusibles.El proceso por el que se unen distintos monmeros para formar una macromolcula se denomina reaccin depolimerizacin y puede realizarse de dos formas distintas: Polimerizacin por adicin yPolimerizacin por condensacin, ambos tipos de reacciones han de ser capaces de continuarindefinidamente. Siempre que reaccionen dos molculas de monmero, el producto resultante debe ser capazde reaccionar con otro monmero para que la cadena pueda alargarse.As los polmetros pueden ser clasificados en funcin de sus propiedades segn:

Tipo: Origen Natural, sinttico, semisintticoRespuesta trmica: Termoestables, termoplsticosFormacin: Adicin, condensacinEstructura: Lineales, ramificados, entrecruzadosAplicaciones: Fibras, plsticos, elastmeros, recubrimientos, adhesivos


PROCEDIMIENTO

Obtencin de polmeros a partir del almidn de la papaParte 1: Extraccin del almidn de la papa:El almidn de la papa se extrae rallando 100 g de papa mediante un rallador de cocina. La papa rallada secoloca en un mortero al que se le aaden 80 mL de agua se machaca la ralladura hasta formar una pasta loms homognea posible. El lquido de la mezcla se filtra con un colador sobre un vaso de precipitado de 200ml. Nuevamente agregar agua sobre la ralladura para aumentar la eficiencia en la obtencin del almidn. Lamezcla se deja reposar hasta que se forma en el fondo del vaso un precipitado blanco correspondiente alalmidn. Se decanta para eliminar la mayor parte del lquido sobrenadante y obtener solamente el almidnque se utilizar para la obtencin del polmero.Parte 2: Obtencin del polmero utilizando almidn:

a. A una muestra de almidn obtenido segn el procedimiento anterior , aada 20 ml de agua y 3 ml decido clorhdrico 0,1 M y caliente la mezcla suavemente procurando que no llegue a ebullicin duranteunos minutos hasta la formacin de un lquido viscoso.b. Aada gotas de colorante a eleccin y mezcle con ayuda de una varilla de vidrio hasta formar unapasta homognea.c. Extienda sobre un vidrio reloj formando una pelcula delgada del producto y lleve a estufa a 80 Cdurante una hora aproximadamente y observe las caractersticas del polmetro elaborado.

Preparacin de fibra de Rayna. Pesar 5,0 g de CuCO3 Cu(OH)2 en un vaso de precipitado de 200 mL y bajo campana aadir 50 mL deamoniaco concentrado. La mezcla se agita manualmente durante dos minutos.b. Se deja reposar unos minutos para decantar la disolucin de color azul profundo obtenida, quecontiene tetramincobre (II) y luego virtala en un segundo vaso de precipitado de 200 mL para separar lasolucin del residuo slido del fondo del vaso.c. A esta disolucin aadir 1,0 g de algodn en porciones pequeas lo ms deshilachado posible, agitelentamente y constante, hasta que la solucin tome la consistencia de un gel azul traslucido yhomogneo, y no se observen grumos de algodn.d. Posteriormente llene una jeringa de plstico con la mezcla formada anteriormente y vierta elcontenido de la jeringa en un vaso precipitado de 200 ml que contiene 100 ml de cido sulfrico 1 M.

Ud obtendr fibras de rayn cuyo grosor depender de la jeringa utilizada. Al cabo de unos minutos seobservar la decoloracin de la fibra, que pueden ser secadas sobre un trozo de papel.


Obtencin de un polmero fenlico tipo baquelitaa. Pesar aproximadamente 1 g de resorcinol en un vaso de precipitado de 100 mlb. Agregar 1 ml de NaOH 4 M y homogenicec. Aada 5 ml de formaldehdo al 40%.d. Bajo campana caliente suavemente con mechero manteniendo la temperatura de la mezcla sobre

50 C hasta que todos los cristales se disuelvan. La mezcla de reaccin debe estar perfectamentedisuelta. Aumentar la temperatura de la solucin hasta la formacin del polmero.

Precaucin: no oler vapores desprendidos ni acercar ojos al vaso precipitado hasta que el producto obtenidoeste completamente fro. Dejar enfriar la mezcla y observar las propiedades fsicas del plstico obtenido.

Obtencin de un polmero saltarna. En un vaso precipitado de 100 ml prepara 20 ml de una solucin de tretraborato de sodio al 4% p/v

(0,8 g en 20 ml de solucin).b. En otro vaso precipitado aada 10 ml de Acetato de polivinilo (PVA) y aada gotas de la solucin de

tetraborato de sodio previamente preparada, agitando con varilla de vidrio hasta la transformacinen un slido tipo esponja.

c. Saque el polmero del recipiente con la ayuda de una varilla y tmela con sus manos y amase ymodele hasta formar una pelota. Observe las propiedades fsicas del producto

Investigue cada uno de los polmeros estudiados y clasifique cada uno de ellos en funcin de:Tipo - Respuesta trmica- Formacin- Estructura- Aplicaciones e identifique el monmero(s) en cada

uno de ellos

Practicas de Química Inorgánica y Orgánica(OTRO)-2

Documents

Transcript of Practicas de Química Inorgánica y Orgánica(OTRO)-2