Informe 5 Cambios Fisicos Y Quimimcos PDF

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DEPARTAMENTO DE CIENCIAS AGRONÓMICAS

PRACTICA Nº5 CAMBIOS FISICOS Y QUIMICOS

VALERIA RAMOS MORALES LINDA AMALIA MERLANO HERNANDEZ EDWARD ANDRÉS MARCHENA LONDOÑO LUIS MIGUEL TORRES CLEMENTE CRISTIAN DAVID VERGARA ANAYA

PROFESOR: JAVIER DOMINGO MARTINEZ GUZMAN

UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA FACULTAD DE CIENCIAS AGRÍCOLAS Y DESARROLLO RURAL INGENIERÍA AGRONÓMICA 2019 – I

1. OBJETIVOS. •

Establecer la diferencia entre procesos químicos y físicos, de acuerdo a los cambios que ocurran en la materia.

2. TEORÍA RELACIONADA. La materia puede experimentar distintas clases de cambios, los cuales pueden clasificarse en dos grupos: CAMBIOS FÍSICOS: Cuando este tipo de cambio ocurre, no se altera la estructura de la sustancia; pero sí se modifican algunas de sus propiedades, como su forma, sus estados, etc., por ejemplo: en los cambios de estado no se presentan modificaciones en los enlaces que componen las moléculas, simplemente éstas presentan una distribución diferente, acorde a su mayor o menor energía cinética. Cuando el hielo se funde para formar agua líquida y ésta se evapora para formar vapor, la sustancia conserva sus características propias y sólo se presenta un cambio de estado. (López y Calderón. 2009). Si el valor de la propiedad depende de la cantidad de sustancia que se tome, ésta se denomina propiedad física extensiva, por ejemplo, volumen, masa, peso. Si el valor de la medición no depende de la cantidad de sustancia ésta será una propiedad física intensiva, por ejemplo, densidad, punto de fusión; la relación entre dos propiedades físicas extensivas produce una intensiva. (Brown et al. 2004). CAMBIOS QUÍMICOS: Es aquel en el cual los átomos se reordenan al romperse algunos enlaces en los reactivos y formarse algunos enlaces en los productos, éstos tienen propiedades físicas y químicas diferentes a los reactivos: Por ejemplo, cuando se quema un trozo de madera, durante la combustión el cuerpo entra en contacto con el oxígeno del aire y por cambio químico se obtienen diferentes productos; el trozo de madera inicial es irrecuperable, en éste caso el cambio es irreversible. (Whitten et al.1992). Cuando ha ocurrido un cambio químico los principales indicadores son: • Aparición de una sustancia nueva con propiedades diferentes: Es la capacidad de una sutancia de reaccionar y formar una nueva sustancia diferente. • Cambios de color: Es la capacidad que tiene una sustancia para cambiar de tonalidad mediante una reacción. • Formación de gases: Es la capacidad que tiene una sustancia para cambiar de estado de materia. • Formación de precipitados: Es la capacidad que tiene una sustancia de descomponerse y diferenciar un precipitado en una solución acuosa.

CAMBIOS DE ESTADO DE LA MATERIA:

3. PROCEDIMIENTO. •

Prepare 3 tubos de ensa yo con 2 ml de solución de CuSO₄ 0.1 F, luego adicione una pequeña cantidad de Zn al primero, Mg al segundo y Cu al tercero; deje por media hora y anote sus observaciones cada 10 minutos.

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Coloque una pequeña cantidad de cloruro de sodio (sal común) en un tubo de ensayo, adicione 5 ml de agua, agite y anote sus observaciones.

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Vierta 1 ml de HCl 0.1 F en un tubo de ensayo, agregue una gota de fenolftaleína; adicione 2 ml de NaOH 0.1 F. Anote las observaciones.

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Prepare un tubo de ensayo con 1 ml de Ba(NO₃)₂ 0.1 F; en un tubo diferente vierta 1 ml de K₂CrO₄ 0.1 F, observe cada solución; luego mezcle los dos contenidos y anote sus observaciones.

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Sostenga con una pinza un trozo de Zn y colóquelo sobre la llama, haga lo mismo con un trozo de Mg (no mire directamente la llama) anote sus observaciones.

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Vierta 2 ml de HCl 4.0 F en un tubo de ensayo, adiciónele una granalla de Zn, observe.

4. RESULTADOS. Se realizaron diferentes procedimientos para aprender a diferenciar los cambios físicos y químicos que se estaban presentando en dicha sustancia o material. •

En 3 tubos de ensayos que contenían una solución de CuSO₄ se le agregó zinc, magnesio y cobre, uno en cada tubo de ensayo y se observaron los distintos cambios que se produjeron cada 10 minutos durante media hora de tiempo.

Zinc (Zn)

Magnesio (Mg)

Cobre (Cu)

A LOS 10 MINUTOS Se notan reacciones Zinc (Zn): La sustancia agregada presenta burbujas de aire alrededor y sobre ella. Magnesio (Mg): La sustancia agregada se va deshaciendo y el color del líquido va cambiando. Cobre (Cu): Se depositó en el fondo y no presento algún cambio. A LOS 20 MINUTOS Se notan más reacciones Zinc (Zn): Presenta oxidación y las burbujas de O que salen, quedan en las paredes internas del tubo. Magnesio (Mg): Las partículas de la capa exterior (que se descompuso) se mueve en el líquido de abajo hacia arriba. Cobre (Cu): Se depositó en el fondo y no presento algún cambio. A los 30 minutos Se observaron las mismas reacciones anteriores Zinc (Zn): la sustancia no presenta cambio en relación con las observaciones anteriores. Magnesio (Mg): no presenta cambios con respecto a las observaciones anteriores. Cobre (Cu): Se depositó en el fondo y no presento algún cambio.

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En un tubo de ensayo se agregó una solución de H₂O, se le adiciono NaCl (sal Común) se agito y se comenzó a observar los cambios que present. La sal común se mezcla en el agua y se observa una sola fase.

Al transcurrir unos minutos el tubo de ensayo que contiene H2O y NaCl no cambia se mantiene igual, es decir se alcanzan a evidenciar las partículas de sal en el fondo del tubo de ensayo. Al transcurrir unos minutos La solución de H2O + NaCl presenta un cambio visible, las partículas de sal ya no se encuentran en la misma proporción como se observó anteriormente.

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En un tubo de ensayo se vertió 1 ml de Hidróxido de sodio 0.1 Formal. NaOH es una base es l se forman cuando se junta un compuesto más el ion hidroxilo (es incoloro).

Luego se le agrego fenolftaleína. La fenolftaleína es solo un indicador para diferenciar los distintos cambios. Cuando se le agrego la Fenolftaleína se notó como cambia de color a fucsia.

Después a la sustancia de hidróxido de sodio con fenolftaleína se le adicionó HCL (ácido clorhídrico) este ácido clorhídrico funcionó como neutralizante. Y se observó como la base NaOH fue neutralizada por el ácido, despues vuelve a ser incoloro. •

Se prepararon dos tubos de ensayo uno con Ba(NO₃)₂ (cloruro de bario) y otro con K₂CrO₄ (cromato de potasio). Se observó cada uno. Ba(NO₃)₂: es incoloro y K₂CrO₄: es de color amarillo.

Luego se mezclaron los dos contenidos, Apenas se mezclaron las dos sustancias se presentaron cambios, el color cambio de amarillo a un amarillo pastel, al pasar cierto tiempo nos pudimos dar cuenta que se formó un precipitado con dos fases muy claras.

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Se sostuvo con la pinza un trozo de zinc se coloca sobre la llama y se observó como este se derrite al alcanzar su temperatura de ebullición, al igual que cuando se dejó en reposo otra vez vuelve a estar sólido. Luego se sostuvo con la pinza un trozo de magnesio se coloca sobre la llama se sugiere que no se mire directamente la llama porque genera un brillo incandescente, un poco molesto para la vista. Lo sucedido al magnesio al calentarlo, fue una transformación energética produciendo destellos luminosos y a la vez una serie de gases, que termino en la formación de una ceniza. Magnesio reacciona con el Oxígeno en una reacción extremadamente exotérmica, El oxígeno es el tomado de la llama Las temperaturas durante el quemado pueden ser tan altas como 2400 °C. Esto provoca que el Óxido de Magnesio se caliente a un punto de brillo blanco. La flama es tan brillante que objetos bañados en luz de Magnesio arrojan profundas sombras inclusive cuando están en la luz solar.

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En un tubo de ensayo que contenia HCL, se le adicionó una gradalla de Zinc. Se observó Al instante se observa un burbujeo y salida de gas por el extremo del tubo, es el hidrógeno que se está formando en la reacción. El tubo de ensayo se calienta debido a que la reacción es exotérmica, es decir, con desprendimiento de calor. La presencia del hidrógeno en la reacción se puede comprobar poniendo el mechero en el extremo del tubo y observando que se produce una pequeña explosión. PARA LOS DISTINTOS PROCEDIMIENTOS LOS CAMBIOS QUE SE EVIDENCIARON FUERON: En la solución con zinc se presentó un cambio de color en el líquido y el sólido se oxidó, lo que significa que hubo un cambio químico. En la solución con magnesio el líquido cambio de color y la capa externa del solido se deterioró, lo que indica un cambio químico. En la solución con cobre no ocurrió ningún cambio en los 30 minutos de prueba, lo que significa que no hubo cambio físico o químico en las dos sustancias.

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Es Un cambio físico: Es un Proceso Reversible, la Sal(ClNa) se separa en sus iones(Cl+ Na+) luego al evaporarse toda la masa líquida queda la Sal, no se modificaron sus propiedades intensivas.

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Es un cambio químico En este caso, los cambios si alteran la naturaleza de las sustancias: desaparecen unas y aparecen otras con propiedades muy distintas. No es posible volver atrás por un procedimiento físico (como calentamiento o enfriamiento, filtrado, evaporación, etc.) Una reacción química es un proceso por el cual una o más sustancias, llamadas reactivas, se transforman en otra u otras sustancias con propiedades diferentes, llamadas productos. En una reacción química, los enlaces entre los átomos que forman los reactivos se rompen. Entonces, los átomos se reorganizan de otro modo, formando nuevos enlaces y dando lugar a una o más sustancias diferentes a las iniciales.

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Es un cambio químico. La especie que precipita es el cromato de bario, el cloruro de potasio es una sal neutra que se disocia prácticamente por completo. El cromato de bario tiene un Kps= 1,17*10^(-10) donde Kps es la constante de solubilidad, muy insoluble, para solubilizar este precipitado se necesita un medio muy ácido , generalmente se usa HCl concentrado ( 6N) para tales efectos.

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Es un cambio físico ya es reversible y está asociado a los cambios de estado de la materia. Es un cambio químico ya que al calentar el magnesio se produce una reordenación de átomos dando origen a sustancias nuevas. Que origina el compuesto oxido de magnesio.

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Es un cambio químico, puesto que se han producido Cloruro de zinc (ZnCl2), a partir de la reacción entre el Zinc (Zn) y el Acido Clorhídrico (HCL), aparte de ello se observaron reacciones tales como calentamiento de la sustancia, evaporación, en este caso del hidrogeno. La reacción del zinc y el acido clorhídrico creo un gas, el gas que se produjo en dicha reacción fue el Hidrogeno, el cual vino del Hidrogeno presente en el acido Clorhídrico.

5. CUESTONARIO •

ESCRIBA LAS ECUACIONES DE LAS REACCIONES PARA CADA UNO DE LOS PROCEDIMIENTOS REALIZADOS. -

Sulfato de cobre + lamina de zinc. CuSo4 (ac) + Zn(s) ---> Cu(s) + ZnSO4 Sulfato de cobre + magnesio. Mg + CuSo4 --> MgSo4 + Cu2

- Sulfato de cobre + cobre. No hay reacción, el cobre (Cu), es un metal que no reaccionaria con sulfato de cobre disuelto en agua. •

HCL+ NaOH -----------> NaCl + H2O BaCL2 + K2CrO4 -----------> BaCrO4 + 2 KCl 2Mg + O2 -----------> 2 MgO. Zn (s) + 2HCl (aq) ----> ZnCl2 (aq) + H2 (g) ↑

CONSULTE QUE EJEMPLOS.

SON

LOS

INDICADORES;

DE

ALGUNOS

LOS INDICADORES son sustancias que siendo ácidos o bases débiles a añadirse a la muestra sobre la que se desea realizar el análisis ,se produce un cambio químico que es apreciable ,generalmente un cambio de color ;esto ocurre porque estas sustancias sin ionizar tiene un color distinto que al ionizarse. La variación de color se denomina viraje para esto el indicador debe cambiar su estructura química ya sea al perder o aceptar un protón. Este cambio en el indicador se produce debido a que durante el análisis se lleva a cabo un cambio en las condiciones de la muestra e indica el punto final de la valoración. El funcionamiento y la razón de este cambio varían mucho según el tipo de valoración e indicador. Alguno de los parámetros que debe seguir los indicadores para que dé un resultado satisfactorio son los siguientes: - A valores cercanos de PH, el valor del indicador debe diferenciarse claramente. - El color del indicador debe cambiar bruscamente los valores de PH. - El color de indicador debe de ser lo más intenso posible. - El cambio de color del indicador debe ser un proceso plenamente reversible. CLASIFICACIÓN DE LOS INDICADORES Se clasifica de acuerdo al tipo de valoración: -

Indicadores acido _base.

Podemos definir a un indicador ácido-base como, una sustancia que puede ser de carácter ácido o básico débil, que posee la propiedad de presentar coloraciones diferentes dependiendo del pH de la disolución en la que dicha sustancia se encuentre diluida.

Ejemplo:

-

El papel indicador universal:

Es gran utilidad en los laboratorios para poder medir de manera muy sencilla los diferentes pH de las disoluciones. Su manejo es extremadamente sencillo, pues basta con introducir un trocito de papel en la disolución problema, y éste inmediatamente mostrará un color determinado, que puede ir desde el rojo al azul, dependiendo si es ácida o básica.1

-

Indicadores oxido _ reducción.

Un indicador redox es una sustancia cuyo color es intenso, bien definido, y distinto en sus estados oxidado y reducido. Se utilizan como indicador en las titulaciones redox, ya que estas sustancias requieren sólo un ligero cambio en la proporción de un estado u otro, para variar de color, y no alteran significativamente el titulante, ya que el color se puede apreciar aun cuando la concentración del indicador es baja. Entonces, cuando se ha llegado al punto de equivalencia, una sola gota más del titulante hará variar al indicador.1 Indicador

Color Reducido

Color Oxidado

Azul de Metileno

Azul

Incoloro

Incoloro

Púrpura

Nitro-Ferroina

Rojo

Azul-Pálido

Rojo neutro

Rojo

Incoloro

Tionina

Violeta

Incoloro

Ferroina

Rojo

Azul-Pálido

Difenillamin-Sulfato Bario

de

Por ejemplo, la titulación de hierro (II) con cerio (IV), la reacción sería la siguiente:

El objetivo es determinar la cantidad de hierro presente en la muestra, titulando con una sal de cerio. Un indicador redox ideal para esta reacción es la 1,10 fenantrolina o ferroína. Tres moléculas de ferroína se coordinan con un ión de hierro, produciendo distintos colores: Fe(fen)33+

es de color azul pálido

Fe(fen)32+

es de color rojo

-

Indicadores de neutralización.

Es una reacción acido - base, se llama neutralización al punto en el cual la concentración de ácidos y bases son iguales.

Un indicador es una sustancia orgánica pudiendo ser un ácido o base débil que indica cuando la neutralización se ha realizado. El indicador nos muestra cuando la reacción se ha neutralizado mediante el viraje que es el cambio de color. La reacción es notoria puesto que el indicador se encuentra en el seno de la reacción por tanto es capaz de avisar cuando la neutralización se ha completado.

Ejemplos de indicadores de neutralización: Ácido pícrico: Cambia de incoloro a amarillo al aumentar el pH., tiene un rango de pH de 0.1 - 0.8 Azul de timol: Cambia de color rojo a amarillo al aumentar el pH., tiene un rango de 1.2 - 2.8 Amarillo de metilo: Cambio de rojo a amarillo al aumentar el pH., tiene un rango de 2.9 - 4.9 Azul de bromofenol: Al aumentar el pH cambia de amarillo a azul, tiene un rango de pH de 3.0 - 4.6 Anaranjado de metilo: Al aumentar el pH cambia de rojo a naranja-amarillo, se usa en una concentración de 1 gota al 0.1% por cada 10 ml de disolución. Verde de bromocresol: Cambia de color amarillo a azul con el aumento de pH., tiene un rango de pH de 3.8 - 5.4 Rojo de metilo: Al aumentar el pH cambia de color rojo a amarillo, tiene un rango de 4.2 - 6.2

Tornasol: Cambia de rojo a azul al aumentar el pH., tiene un rango de pH de 5 a 8.

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QUE SON LAS REACCIONES ENDOTÉRMICAS Y EXOTÉRMICAS, EN QUE PARTE DE LA PRÁCTICA SE PRESENTÓ TALES FENÓMENOS.

La reacción endotérmica es una reacción química que absorbe energía. Casi todas las reacciones químicas implican la ruptura y formación de los enlaces que forman los átomos. Normalmente, la ruptura de enlaces requiere un aporte de energía, mientras que la formación que la formación de enlaces nuevos desprende energía. Si la energía desprendida en los enlaces es menor que la que la requerida en la ruptura, entonces se necesita un aporte energético, en general en forma de calor, para obtener los productos. Algunas reacciones endotérmicas necesitan más energía de la que puede obtenerse por la absorción de calor de los alrededores a temperatura ambiente.

Cuando una reacción libera energía en forma de calor o energía térmica al entorno se dice que la reacción es exotérmica En una reacción exotérmica la energía contenida en los reactivos es mayor que la requerida en la formación de los productos, por esta razón la energía no utilizada se libera.

Al momento de realizar la práctica en distintas ocasiones se presentaron reacciones: Describir el cambio del producto de la combustión del magnesio. Lo que sucedió en la cinta de magnesio al calentarla, fue una transformación energética produciendo destellos luminosos y a la vez una serie de gases, que termino en la formación de ceniza. Se trata de una reacción muy exotérmica (se desprende calor). El magnesio reacciona con el oxígeno en una reacción extremadamente exotérmica de acuerdo a: 2400 °C. esto provoca que el óxido de magnesio se caliente a un punto de brillo blanco. Se trata de hacer reaccionar el zinc con el ácido clorhídrico, se coloca una granalla de zinc en un tubo de ensayo, posteriormente se adicionan aproximadamente 2ml de HCl. Al instante se observa un burbujeo y salida de gas por el extremo del tubo, es el hidrógeno que se está formando en la reacción. El tubo de ensayo se calienta debido a que la reacción es exotérmica, es decir, con desprendimiento de calor. La presencia del hidrógeno en la reacción se puede comprobar poniendo el mechero en el extremo del tubo y observando que se produce una pequeña explosión. •

CLASIFIQUE LOS SIGUIENTES CAMBIOS COMO FÍSICO O QUÍMICOS: Fermentación de uvas  cambio químico Se oxida una cadena de plata  cambio químico Se descompone el agua por electrolisis  cambio químico El etanol se somete a ebullición  cambio físico Se funde un pedazo de hierro  cambio físico

Quemas un trozo de papel  cambio químico Se disuelve sacarosa en agua  cambio físico Se funde un pedazo de hielo  cambio físico Rompe una roca en trozos  cambio físico •

EN LA SIGUIENTE REACCIÓN EXPLIQUE POR QUÉ SE PRESENTA UN CAMBIO QUÍMICO. Glucosa + oxígeno kilocalorías

dióxido de carbono + Agua

+ 686

La reacción es química y está dado por el proceso de óxido-reducción; en las reacciones de óxido-reducción espontáneas, los electrones van de niveles de energía mayores a niveles de energía menores, cuando una molécula se oxida, habitualmente libera energía. En la reacción el oxígeno pasa de estado de oxidación 0 a -2 (se reduce) y el carbono en la glucosa se oxida a dióxido de carbono, por tanto el cambio es químico. 6. CONCLUSIÓN. En este trabajo se presentó en todos los experimentos realizados la forma en como las...