PRÁCTICANº3

REACCIONESQUÍMICAS

1 OBJETIVOGENERAL

* Realizar, observar y analizar diferentes reacciones químicas, en cuanto a los cambios que ocurren al desarrollarse cada uno de los diferentes fenómenos.

1.1 OBJETIVOSESPECIFICOS

* Identificar las características y los productos obtenidos en las diferentes reacciones.* Igualar y clasificar cada una de las reacciones químicas.* Estudiar una reacción química en diferentes medios (medio ácido, neutro y básico)

*Estudiar la reducción de la glucosa como un ejemplo de reacción reversible

2 FUNDAMENTOTEORICO

Cuando ocurre una reacción química, los productos obtenidos presentan diferentes características con relación a los reactivos, la estructura molecular cambia, de tal modo que existen cambios de color, olor, densidad, etc; en muchas de estas transformaciones pueden ocurrir cambios de estado de la materia, es decir formación de gases, líquidos o sólidos. Se dice que ocurre una reacción química cuando se forman o rompen los enlaces químicos u ocurren ambas cosas en un proceso de cambio profundo en las características de la materia.

La representación escrita de un cambio químico se denomina reacción química, y se realiza por medio del uso de símbolos de los elementos y fórmulas de los compuestos tanto para los reactivos como para los productos. En el lado izquierdo de la ecuación se indican los reactivos con sus respectivos estados de agregación como subíndices, y en el lado derecho se escriben los productos o compuestos finales también con sus respectivos subíndices. Según:(s)para el estado sólido,(l) para el estado líquido, (g) para el estado gaseoso y(aq) en solución acuosa.

Si una reacción química se iguala mediante coeficientes estequiométricos de modo que cumpla con la ley de conservación de la materia de Lavoisier, entonces se denomina ecuación química y si la ecuación química incluye el intercambio de energía en forma de un valor de entalpía de reacción(ΔH)esta se denomina ecuación termoquímica.

2.1 Clases de transformaciones químicas.

Al analizar las reacciones químicas se puede observar que existe una amplia gama de reacciones. En un intento por agrupar las reacciones químicas más frecuentes, se ha

visto por conveniente realizar la siguiente clasificación:

2.1.1 Por el mecanismo.

Tomando en cuenta el mecanismo de la reacción, las mismas se pueden clasificaren:

COMBINACION.SedefineREACCIONDECOMBINACIONALAUNIONDEDOS0MASSUBSTANCIASSIMPLESOCOMPUESTAS PARA FORMAR UN UNICO COMPUESTO. Por ejemplo:

S+Fe- - - - - - FeS

2 H2+02 ------- 2H20

Ca0+H20--------Ca(OH)2

La unión de dos compuestos para formar una única substancia se denomina ADICION.

DESCOMPOSICION.DESCOMPOSICION ES LA FORMACION DE DOS O MAS SUBSTANCIAS SENCILLAS(elementales o no) A PARTIR DE UN COMPUESTO DETERMINADO. Muchos compuestos se comportan de esta forma cuando se calientan. Por ejemplo:

2 HgO---------2 Hg +O2

2 KClO3--------- 2 KCl+ 3O2

Si los productos formados en la descomposición se vuelven a combinar para formar la substancia original, el proceso se denomina DISOCIACION. Por ejemplo:

NH4Cl----------NH3+ HCl

PCl5 ------------Cl2+ PCl3

DESPLAZAMIENTOoSUSTITUCION. DESPLAZAMIENTO o SUSTITUCION ES CUANDO UN ELEMENTO SUSTITUYE A OTROEN UN COMPUESTO, como resultado de esta reacción se tiene la liberación de uno de los elementos que forman el compuesto original, debido a la diferencia de electronegatividades. Por ejemplo:

CUSO4+Zn--------- ZnSO4+ Cu

2 HCl +Fe--------- FeCl2-H2

DOBLE DESCOMPOSICION o METATESIS.ES LA REACCION OCURRIDA ENTRE DOS COMPUESTOS CON INTERCAMBIO MUTUO DE SUS CATIONES, existiendo la formación de dos compuestos nuevos químicamente análogos a los reaccionantes. Por ejemplo:

AgNO3+HCl AgCl+HNO3

CaCl2+Na2CO3 2 NaCl + CaCO3

2.1.2 Por el cambio en el estado de oxidación.

Existen reacciones en las cuales se produce un cambio de oxidación en los reactivos, en tal sentido las reacciones se clasifican en:

REACCION DE OXIDACION. Se denomina REACCIONDEOXIDACIONATODA REACCION EN EL CUAL EL REACTIVO AL CAMBIAR DE ESTADO PIERDE

ELECTRONES. Por ejemplo:

2 Cl- -2e- Cl2

REACCION DE REDUCCION. Por el contrario LAREACCION DE REDUCCION ES LA REACCION QUE GANA ELECTRONES. Por ejemplo:

2 e-+4H+ + MnO2 Mn++

En las reacciones redox, se emplea nombres como agente oxidantes (aquella sustancia que oxida al otro reactivo y a su vez se reduce),agente reductor (sustancia que reduce al otro reactivo y a su vez se oxida),sustancia oxidada (sustancia producto de la oxidación)y sustancia reducida (sustancia producto de la reducción). El siguiente ejemplo ilustra lo mencionado:

2MnO4- +5HCHOH+6H+ 2Mn+2 + 5HCOOH +3H2O

agente

oxidante

agente

reductor

sustancia

reducida

sustancia

oxidada

(que se (que se

reduce) oxida)

Las sustancias orgánicas ,al igual que las inorgánicas sufren procesos de oxidación y reducción ;por ejemplo los alquenos (como el eteno CH2=CH2)en presencia de permanganato de potasio en medio acido se oxida a glicoles, aldehído, cetonas y finalmente a ácidos carboxílicos:

KMnO4

2H2O + H2C=CH2 ----------- H2C–CH2+2H2 +2e[ [

H+ OH OHEtilenglicol

Del mismo modo los alcoholes se oxidan a aldehídos acetonas, los aldehídos se oxidan a ácidos carboxílicos(ácidos orgánicas)y los ácidos orgánicos a CO2,por ejemplo:

CH3–CH2OH CH3CHO +2H+ + 2e- (oxidación)Etanol

(alcohol)

etanal

(aldehido)

2.1.3 Por el grado de conversión.

Tomando en cuenta el grado de conversión de los reactivos en productosy la dirección de la reacción, las reacciones pueden ser:

REACCIONES IRREVERSIBLES.REACCION IRREVERSIBLE ESAQUELLA REACCION QUETIENE UN SENTIDO ÚNICO DE TRANSFORMACION, tomando en cuenta la transformación de los reactivos la misma termina cuando el reactivo limitante desaparece del sistema. Por ejemplo:

2 C6H6+15 O2 12CO2 +6H20

REACCION REVERSIBLE. Se denomina REACCION REVERSIBLE AAQUELLA REACCION QUE SEEFECTÚA EN AMBOS SENTIDOS, la reacción se realiza parcialmente ya que los productos vuelven a recombinarse entre sí para formarlos reactivos iniciales .Por ejemplo:

CH3COOH+C2H5OH CH3COOC2H5+H2O

2.1.4 Por el flujo energético.

De acuerdo con el intercambio de calor con el medio ambiente las reacciones se pueden clasificaren:

REACCIONESEXOTERMICAS.REACCIONEXOTERMICAESTODAREACCION EN LA CUAL EL SISTEMA LIBERA CALOR AL MEDIO AMBIENTE .Por ejemplo:

C (graf) + O2(g CO2(g)+9405Kcal/mol

REACCIONESENDOTERMICAS. Por el contrario REACCION ENDOTERMICA ES TODA REACCION EN LA CUAL PARA QUE SE EFECTUÉ LA TRANSFORMACION SE NECESITA ADICIONARCALORALSISTEMA. Por ejemplo:

N2O4(g) +14,7Kcal 2NO2(g)

2.1.5 Por su naturaleza

REACCION DE NEUTRALIZACION.ES LAREACCION DE ACIDOCON UNA BASE. Dando como producto una sal +agua. Por ejemplo:

HCl(aq) + NaOH(aq) ClNa(aq) + H2O(l)

REACCION DE HIDROGENACION.ES LAADICION DEUNA o MÁS MOLÉCULAS DE HIDRÓGENOAUNHIDROCARBUROINSATURADO PARATRANSFORMARLO EN UN HIDROCARBUROSATURADO. Por ejemplo:

C2H2+2 H2 C2H6

REACCION DE COMBUSTION.ES LACOMBINACION DE UNCOMPUESTO ORGANICOCON ELOXIGENO DEL AIRE, PRODUCIENDO ANHIDRIDO CARBONICO Y AGUA. Las reacciones de combustión son reacciones rápidas que producen llama.

2C2H6 (g) +7O2(g) 4CO2(g) + 6H2O(l)

REACCION DE POLIMERIZACION.CONSISTEEN LA ADICION DE DOS HIDROCARBUROS INSATURADOS ENTRE SIPARA FORMAR UNA CADENAMAS LARGA. Por ejemplo:

CH2=CH2+CH2= CH2 * CH2-CH2-CH2-CH2*

Además de las reacciones anteriormente enunciadas existen otras más, las cuales resultaría muy largo de enumerar.

2.2 Influencia del medio .Reacciones REDOX

Algunas sustancias se oxidan y/o reducen de manera distinta, de acuerdo al medio en que se hallan presentes

2.2.1 Medio fuertemente ácido

Por ejemplo el permanganato (MnO4)-de color violeta, si el medio es

fuertemente ácido(en H2SO41.5M)se reduce a Mn-2(incoloro).

8H Mn4 5e Mn2 4H2O (reducción)(violeta) (incoloro)

2.2.2 Medio neutro

En solución neutra o ligeramente alcalina, el permanganato se reduce a MnO2, este último es un sólido de color castaño:

MnO4 4H 3e MnO2(S) 2H2O (reducción)

2.2.3 Medio fuertementealcalino

En soluciones fuertemente alcalinas(como NaOH2M)el permanganato se reduce a ion manganato(MnO-2

4), de color verde.

Mn4 +1e- Mn-24

3 MATERIALESYREACTIVOS

3.1 Materiales

Ítem Material Característica Cantidad1 Vaso de precipitado 100ml 42 Tubos de ensayo 16*160mm 123 Gradilla P/12tubos 14 Pipeta graduada 5ml 45 Probeta 50ml 16 Hornilla Eléctrica 17 Balanza Eléctrica 18 Cronómetro Digital 19 Pinza Madera 110 Piseta 500ml(plástica) 111 Propipeta Plástica 112 Cepillo P/tubo 1

3.2 Reactivos

Ítem Reactivo Característica Cantidad1 Ácidosulfúrico Concentrado 2ml2 Hidróxidodesodio Diluido 1ml3 Clorurodebario Diluido 1.5ml4 Hierro Sólido 0.1g5 Cobre Sólido 0.1g6 Ácidoclorhídrico Diluido 1ml7 Nitratodeplata Diluido 1ml8 Ferrocianurodepotasio Diluido 1ml9 Cloruroférrico Diluido 1ml10 Amoniaco Diluido 1ml11 Sulfatocúprico Diluido 1ml12 Sacarosa Sólido 0.1g13 Cloratodepotasio Diluido 1ml14 Glucosa Sólido 0.1g15 Oxalatodesodio Diluido 1ml16 Nitratoplumboso Diluido 1ml17 Cromatodepotasio Diluido 1ml18 Permanganatodepotasio Diluido 1ml19 Azuldemetileno Gota20 Fenolftaleína Gota21 Aguadestilada 200ml

4 Procedimiento

4.1 Reacciones diversas

En un tubo de ensayo colocar aproximadamente 1ml del reactivoA.En otro tubo de ensayo, colocar 1ml del reactivoB, si alguno de los reactivos fuera sólido, pesar aproximadamente0.1g.Vierta unas gotas(2a4)del reactivoA sobre el B ,observe y registre los cambios. Luego vierta el resto, agite el tubo de ensayo, observe y anote los cambios. En algunos casos, la reacción puede ser lenta, de modo que si no observa ningún cambio inmediato, deje el tubo en reposo hasta que se observe algún cambio.

REACTIVOA

1.- Ácido sulfúrico+gota defenolftaleína +

2.- Ácido sulfúrico +3.- Hierro +4.- Acido Clorhídrico +5.- Ferrocianurode potasio +6.- Amoniaco +7.- Ácido nítrico +9.- Nitrato plumboso +

REACTIVOB

Hidróxido de sodio

Cloruro de Bario Acido Clorhídrico Nitrato de Plata Cloruro Férrico Sulfato de Cobre CobreCromato de potasio

4.2 Reduccióndelpermanganato

4.2.1 Medio fuertemente ácido

En un vaso de precipitados de100ml introducir aproximadamente 0.05gde KMnO4y disuélvalo en10ml de agua destilada(solución de KMnO4)o bien puede utilizarla solución ya preparada si es que está disponible. Mida aproximadamente2 ml de H2SO4 concentrado y diluyacon20 ml de agua destilada (solución de H2SO4).En otro vaso de precipitados de100ml pese aproximadamente 0.6gde oxalato de sodio(o0.8 g de oxalato de potasio)y disuélvalo con la solución de H2SO4 (solución ácida de oxalato),luego caliente la solución ácida de oxalato hasta aproximadamente 60ºC,a esta solución añada1ml de la solución de KMnO4,Registre sus observaciones

4.2.2 Medio neutro

En un vaso de precipitados de100 ml introducir un masa de aproximadamente 0.6 g de oxalato de sodio(o0.8g de oxalato de potasio)y disuélvalo con 20ml de agua destilada, caliente la solución de oxalato de sodio hasta una temperatura aproximada de 60ºC.Luego añada a la solución caliente de oxalato de sodio,1 ml de solución de KMnO4. Registre sus observaciones.

4.2.3 Medio fuertemente alcalino

En un vaso de precipitado de100ml introduzca 2g de NaOH y añadir20mlde agua destilada(solución de NaOH). En otro vaso de precipitados de100ml introduzca aproximadamente 0.6 g de oxalato de sodio y disuélvalo con la solución de NaOH(solución alcalina de oxalato).Mida1ml de solución de KMnO4 y vierta sobre la solución alcalina de oxalato de sodio. Registre sus observaciones

4.3 Reducción de la glucosa

En un vaso de100ml disuelva1g de glucosa en50ml de agua destilada (solución de glucosa),añada 5 gotas de azul de metileno a la solución de glucosa. En otro vaso de100 ml,disuelva 0.24gde NaOHcon2 ml de agua destilada (proceda con precaución, el proceso de disolución del NaOH es exotérmico). Vierta la solución de glucosa sobre la solución de NaOHSi es necesario, caliente la mezcla anterior. Registre sus observaciones. Enfríela solución agitándola, o mejor, trasvase de un vaso a otro. Registre susobservaciones. Luego deje en reposo la solución y observe. Registre susobservaciones. Puede repetirlos dos pasos anteriores varias veces. Registre sus observaciones.

DATOS EXPERIMENTALES

Olor

Otras características

Reacció

n 4

Fórmula

Estado de agregación

Color

Olor

Otras características

Re

acció

n 5

Fórmula

Estado de agregación

Color

Olor

Otras características

Re

acció

n 6

Fórmula

Estado de agregación

Color

Olor

Otras características

Reacció

n 7

Fórmula

Estado de agregación

Color

Olor

Otras características

REACTIVOS PRODUCTOS

Reacció

n 1

Fórmula H2SO4 NaOHEstado de agregación liquido granular líquidoColor transparente transparente transparent

eOlor Acido sulfurico inoloro inoloroOtras características

Reacció

n 2

Fórmula H2SO4 BaCl2

Estado de agregación líquido liquido liquidoColor transparente transparente blanquesino blanquesino transparenteOlor Acido sulfurico inoloro Inoloro InoloroOtras características precipitado precipitado

Reacció

n

3

Fórmula

Estado de agregación

Color

Red

ucci

ónde

Glu

cosa

Med

ioal

calino

Med

ione

utro

Med

ioác

ido

5.2 Reduccióndelpermanganato

FormulaEstadodeagregaciónColorOlorOtrascaracterísticasFormulaEstadodeagregaciónColorOlorOtrascaracterísticasFormulaEstadodeagregaciónColorOlorOtrascaracterísticas

REACTIVOS PRODUCTOS

5.3 Reduccióndelaglucosa

FormulaEstadodeagregaciónColorOlorOtrascaracterísticas

REACTIVOS PRODUCTOS