Estructura para obtener el O2

OBJETIVO

-La obtención del oxígeno a nivel de laboratorio así como también las principales propiedades de este elemento.

- Conocer la obtención del peróxido de hidrógeno, sus propiedades oxidantes y reductoras de forma experimental en el laboratorio

DESARROLLO EXPERIMENTAL

1. OBTENCION DE OXIGENO.En un tubo de ensayo seco. Se coloca 2g de KClO3 y 0.5g de MnO2, se tapa con tapón, se calienta el tubo.Se recoge el O2 por desplazamiento de agua en un tubo y en un matraz, se tapa herméticamente los recipientes con el oxígeno y se guarda para la siguiente experiencia.

2KClO3 MnO2 3O2 + 2KCl

Observaciones

Notamos que en el proceso, que es realizado bajo el agua, el O2 desplaza al líquido en los recipientes de recolección. El MnO2 es utilizado de catalizador en la descomposición, ya que nos asegura una mayor rapidez en la liberación del gas. Mientras el gas se libera, se puede ver como el aire en la conexión de goma es desplazado por el O2 recién formado.

2. PROPIEDAEDES DEL OXIGENO.a. En una cuchara de combustión se calienta azufre en polvo hasta que se encienda,

y se introduce en el matraz que contiene oxígeno. Cuando la llama da un color intenso azul, y está casi apagada se retira la cuchara y rápidamente se adiciona un poco de agua, agitando el matraz.

SO2 + O2 → SO2

S(s) + O(g) SO2(g)

SO2 (g) +H2O → SO2 (ac)

b. Se vierte en un tubo de ensayo, 1ml de solución de MnCl2 al 5%, se adiciona al mismo 1ml de solución de NaOH 2N y se añade el contenido de este tubo al tubo que contiene oxígeno, se tapa y se agita bien el tubo.

MnCl2+NaOH→Mn (OH)2+NaCl (Color marrón claro)

Mn (OH)2+O2→MnO2+H2O

(Marrón claro) (Rojizo pardo)

Observaciones

a) Al someter al calor el S se ve la formación de una llama azul tenue, producida por la formación de SO2 en la cuchara de combustión. Al volverse más tenue por el consumo del azufre, es introducida en el matraz con O2 recogido de la parte 1. Podemos observar la formación de una llama más intensa, que posee la misma coloración azul, producto de la formación de más SO2. Cuando la llama se consume totalmente, procedemos a verificar el carácter ácido de la solución resultante, por lo cual se añade unas gotas de anaranjado de metilo, indicador ácido-base. Al resultar una coloración rosa, se comprueba el carácter de la solución.

b) Cuando se combinan el MnCl2 y NaOH se forma el Mn(OH)2, sustancia incolora por la presencia del Mn2+. Sin embargo, se puede observar que empieza a adquirir un tinte rosa ligero. Al ser añadido al O2 del tubo, y luego de agitar, se nota su coloración pardo rojiza propia del Mn4+

3. OBTENCIÓN DEL PERÓXIDO DE HIDROGENO.

En un tubo de ensayo seco, se coloca 0.5g de BaO2 y se agrega 2ml de H2SO4 2N. Se enfría el tubo de ensayo en un vaso con agua helada.

H2SO4 + BaO2 →H2O2 + BaSO4↓ (Frío)

Observaciones

Se lleva el tubo con el H2SO4 a enfriar y, en el hielo, se le añade el BaO2. Al retirarlo luego de un tiempo, se observa la formación de una solución transparente. Este compuesto debe ser sacado del hielo sólo cuando va a ser utilizado de inmediato, ya que mientras más tiempo permanezca en el frío se asegurara una mayor efectividad de la reacción.

4. REACCIÓN DE IDENTIFICACIÓN DEL PERÓXIDO DE HIDRÓGENO.

Se mezcla en un tubo de ensayo 1ml de peróxido de hidrogeno al 3% y 1ml de H 2SO4 2N. Se agrega éter hasta que forme una capa de 1cm de espesor. Luego se adiciona K 2Cr2O7 al 5%. No se agita el tubo.

H2O2 + H2SO4 + éter +K2Cr2O7 → CrO5 + K2SO4 + H2O + éter

Observaciones

a) Al hacer reaccionar el H2O2 al 3%con H2SO4, éter y K2Cr2O7, se nota la formación de una capa azulina en la parte superior de la solución, que resulta ser el CrO5 en equilibrio con el éter. Al ser

Agitar el tubo

Presencia de CrO5 Presencia de Cr2 (SO4)3

Reacción con el H2O2 preparado experimentalmenteReacción con el H2O2 brindado en laboratorio

agitado, se observa un gran desprendimiento de O2 gaseoso, con la formación del Cr2 (SO4)3

definido por el color verde esmeralda, aunque aún se observa presencia del CrO5.

b) Al hacer reaccionar el H2O2 que fue preparado en la parte 3 con todos los reactantes anteriormente mencionados, notamos que se produce un cambio de coloración hacia un anaranjado, producto de la baja concentración del H2O2 preparado experimentalmente, por lo que el dicromato no reacciona manteniendo su color naranja.

5. PROPIEDADES OXIDANTE DEL PERÓXIDO DE HIDRÓGENO.

a) A 1ml de KI al 5%, se acidula con 1ml de H2SO4 0.1N y se añade 1ml de H2O2 al 3%.

KI + H2SO4 + H2O2 → I2 +K2SO4 +H2O

Presencia de I2 Presencia de I2 con indicador almidón

(color rojizo pardo)

b) A 1ml de cromito de sodio se añade 1ml de NaOH al 5% y 1ml de H 2O2 al 3%,y se calienta la mezcla.

NaCrO2 + NaOH + H2O2 ∆ Na2CrO4 + H2O

(MEDIO BÁSICO) (AMARILLO LIMÓN)

Observaciones

a) Al mezclar KI y H2SO4, notamos una solución incolora, pero al agregar el H2O2, aparece una coloración parda en la parte superior, que indica la presencia del I2. Si se añade almidón, aparecerá una coloración azul oscura.

b) En esta reacción notamos el cambio de coloración del verde esmeralda propio del NaCrO3 hacia el amarillo limón del Na2CrO4, aunque hay que acotar que en este caso se observó un amarillo suave luego de calentar la solución.

6. PROPIEDADES REDUCTORAS DEL PEROXIDO DE HIDROGENO.

a. En un tubo de ensayo se vierte 1ml de KMnO4 0.01M, 1ml de H2SO4 0.1N y 1ml de H2O2 al 3%.

KMnO4 + H2SO4 + H2O2 → MnSO4 + K2SO4 +O2↑ + H2O

b. A 1ml de H2O2 al 3%, se añade 5 gotas de NH3 0.1N y 0.1g de óxido de mercurio (II) en polvo.

H2O2 + NH3 + HgO → Hg + O2↑ + H2O + NH3

Observaciones

a) Como se puede observar, la solución es inicialmente de color grosella por el KMnO4, coloración característica del Mn7+. Al ser reducido a Mn2+, cuando se convierte en MnSO4, se nota la decoloración del producto que pasa a transparente.

b) Luego de agregar los reactantes en el orden correspondiente, vemos que la solución toma un tinte anaranjado, por ser el HgO de este color. Al agitarlo, sin embargo, se nota el cambio de coloración hacia un plomo oscuro, además se observa la liberación del gas O2 mientras se mueve el tubo.

7. DESCOMPOSICIÓN DEL PERÓXIDO DE SODIO.

En un tubo de ensayo seco, se calienta 0.5g de Na2O2 hasta eliminar todo el O2(g).Al residuo frío se añade 1ml de agua y se agrega gotas de fenoltaleína.

Na2O2 ∆ Na2O (l) + O2 (g)

Na2O + H2O → NaOH

Observaciones

Al calentar el Na2O2, notamos que empieza a ebullir y se desprende O2, lo que se comprueba con la astilla encendida introducida en el tubo. Luego de secar el compuesto y dejarlo enfriar, se le agrega agua y unas gotas de fenolftaleína, que le otorgaron una coloración rosa, que demuestra su medio básico.

CONCLUSIONES

Se comprueba una de las propiedades químicas del oxígeno, su capacidad oxidante al reaccionar con otros compuestos, esto se verifica con el cambio de color.

Se verifica, como nosotros podemos identificar, si una muestra es peróxido de hidrógeno.

Se concluye que el peróxido de hidrógeno tiene propiedades químicas, que actúa como agente reductor con ciertos compuestos en medio básico y ácido, pero también actúa como agente oxidante con algunos compuestos, en medio acido y básico. La oxidación del peróxido de hidrogeno, se comprueba con la salida de oxígeno y la reducción del peróxido de hidrógeno se comprueba con el cambio de color, ya que este oxida con quien está reaccionando.

Secamiento de Na2O2 Coloración luego de añadir fenolftaleína