Informe de Laboratorio de Química PDF

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UNIVERSIDAD REGIONAL AMAZÓNICA IKIAM Katherine Chamba, Marcos Hidalgo, Diego Pulla, Dario Borja, Carmen Toabanda Laboratorio de Química Primer Semestre – Grupo 2 OBTENCIÓN DE HIDRÓGENO Y DIÓXIDO DE NITRÓGENO (REACCIÓN DE SUSTITUCIÓN) Introducción Una reacción química es la transformación de una o varias sustancias en otras diferentes. Las sustancias que se transforman se llaman reactivos (R) y las que se originan productos de la reacción (P). Una reacción química se indica con una flecha que muestra el sentido de la transformación desde el estado inicial (reactivos) al final (productos): Reactivos 

Productos (Andrés Cabrerizo, Antón Bozal, & Barrio

Pérez, 2008) Una reacción química se considera exotérmica cuando el calor se desprende (se libera), y endotérmica cuando la reacción absorbe calor. “En las reacciones exotérmicas, el calor se desprende como un producto, mientras que en las reacciones endotérmicas el calor se absorbe y sirve como reactante” (Daub & Seese, 2005) Las reacciones químicas se pueden clasificar según diversos criterios. Su clasificación desde el punto de vista estructural se divide en cuatro tipos: Reacciones de síntesis. Reacciones de sustitución. Reacciones de descomposición. Reacciones de doble sustitución. En ésta práctica nos centraremos en las reacciones de sustitución que “son aquellas en las que un catión de un compuesto es desplazado por otro elemento (catión). Este desplazamiento se produce cuando el elemento sustituyente tiene más actividad que el átomo a sustituir (serie electromotriz)” (Rosales Guzmán, 2005) A + BC  B +AC Mg(s) + Cu2SO4(s)  MgSO4(s) + Cu(s)

Fig 1. Actividad electromotriz de los metales. http://images.slideplayer.es/5/1620212/slides/slide_8. Objetivos General 

Observar las reacciones químicas que se producen cuando mezclamos: ácido clorhídrico con aluminio y ácido nítrico con aluminio (reacciones de sustitución).

Específicos: 

Obtener hidrógeno a partir del ácido clorhídrico.



Obtener dióxido de nitrógeno a partir del ácido nítrico.

Materiales y Métodos Materiales 

Tubos de ensayo pírex



Tubo de vidrio para conexión en forma de L.



Soporte universal



Jeringa



Tapón horadado (un orificio)



Agua de grifo



Manguera



Vasos de precipitación



Probeta grande



Balanza analítica



Recipiente plástico



Pinza universal



Pinza para tubo de ensayo



Mechero de Bunsen



de aluminio



Reactivos: 1. 10mL de ácido clorhídrico HCl al 0,1% 2. 5mL de ácido nítrico HNO3

Procedimiento Armar el sistema En el tapón horadado cruzar una aguja de jeringa.

En el orificio del tapón colocar el tubo de vidrio para conexión en forma de L. Conectar una manguera al otro extremo del tubo de vidrio. El otro extremo de la manguera llevarlo hasta un sistema que servirá para recolectar el gas.

Armar el soporte universal y montar el sistema completo.

Experimento 1 (ÁCIDO CLOHÍDRICO CON ALUMINIO) 1. Colocar un pedazo de aluminio de 0.260g en el interior del tubo de ensayo. 2. Extraer 5ml de ácido clorhídrico 0.1% con la jeringa, luego adaptarla al sistema y verter su contenido lentamente.

Experimento 2 (ÁCIDO CLOHÍDRICO CON ALUMINIO) 1. Mismo procedimiento del Experimento 1. 2. Someter al fuego con el mayor cuidado. 3. Almacenar el gas para luego cuantificarlo. Experimento 3 (ÁCIDO CLOHÍDRICO CON ALUMINIO) 1. Mismo procedimiento del Experimento 1. 2. Someter al fuego con el mayor cuidado. 3. Cambiar el sistema de recolección de gas por un sistema de agua jabonosa en donde se le someterá al fuego a las burbujas formadas.

Experimento 4 (ÁCIDO NÍTRICO CON ALUMINIO) 1. Colocar un pedazo de aluminio de 0.260g en el interior del tubo de ensayo. 2. Extraer 5ml de ácido nítrico con la jeringa, luego adaptarla al sistema y verter su contenido lentamente. Experimento 5 (ÁCIDO NÍTRICO CON ALUMINIO) 1. Mismo procedimiento del Experimento 3. 2. Someter al fuego con el mayor cuidado. 3. Cambiar el sistema de recolección de gas por un sistema de agua jabonosa en donde se le someterá al fuego a las burbujas formadas. Observaciones Obs. experimento 1 En condiciones normales: Al momento de introducir lentamente el HCl en el tubo de ensayo no se observó ninguna reacción. Obs. experimento 2 Sometimiento al calor: Comenzó a liberar burbujas desde el pedazo de aluminio mientras que en la probeta se almacenó aproximadamente 47.0 mL de gas. Debido a que el hidrógeno molecular (P atómico=2.016 gr/mol) es más liviano que el agua (Patómico=18gr/mol) éste se fue a la parte superior de la probeta haciendo presión sobre el agua y desplazándola hacia el exterior. No presento ningún cambio de color. Obs. experimento 3 Sometimiento al calor:

En el sistema de agua jabonosa se formaron burbujas de jabón que al exponerlas al fuego, se reventaron y se combustionó el gas interno de la burbuja indicando la presencia de H2. Esta combustión se debe a la reacción del hidrógeno con el oxígeno del aire. 2H2 + 2O2  2H2O Obs. experimento 4 En condiciones normales: Al momento de introducir lentamente el HNO3 en el tubo de ensayo no se observó ninguna reacción. Obs. experimento 5 Sometimiento al calor: Comenzó a liberar burbujas desde el pedazo de aluminio y el gas que se emanaba de la solución era de color marrón-amarillento lo cual denota la presencia de NO 2, y la solución también se tornó de ese color. Al momento de exponer al fuego las burbujas que se formaban en el agua jabonosa no sucedió lo mismo que en el Obs. experimento 3

Reacciones Experimento 2 (ÁCIDO CLOHÍDRICO CON ALUMINIO)

2Al (s) + 6HCl (aq) → 3H2 (g) + 2AlCl 3

→ →

→ →

2Al + 6H → 3H2 + 2Al

Experimento 5 (ÁCIDO NÍTRICO CON ALUMINIO)

Al(s) + 6HNO3 (aq) → Al(NO3)3 + 3NO2 (g) + 3H2O

→ →

→ →

Al + 3H+ + 3HNO3 → Al + 3NO2 + 3H2O Reactivo limitante y reactivo en exceso



Experimento 2 (ÁCIDO CLOHÍDRICO CON ALUMINIO) |

R. exceso

R. limitante

|

|

|

|

|

Conclusión 

Se obtuvo H2 en el Experimento 3.



Se obtuvo NO2 en el Experimento 5.

Cuestionario Ácido Clorhídrico 1) ¿Se obtiene hidrógeno durante la reacción? 6 moles de HCL altamente corrosivo, al mezclarse con 2 moles de Al, libera 3 moles de H2, formándose el cloruro de aluminio AlCl3 .El cual es altamente peligroso y nocivo. 2) Completar las reacciones siguientes: Zn + 2HCl  ZnCl2 + H2 Cu + HCl  CuCl + H2 3) Ecuación química balanceada del ácido clorhídrico con el aluminio

2Al (s) + 6HCl (aq) → 3H2 (g) + 2AlCl 3 Ácido nítrico 4) ¿Por qué el aluminio no se disuelve en ácido nítrico? Porque el Al tiene un solo estado de oxidación y no puede reducir al HNO3. 5) Propiedades y características del NO2 El dióxido de nitrógeno es de color marrón-amarillento. Se forma como subproducto en los procesos de combustión a altas temperaturas, como en los vehículos motorizados y las plantas eléctricas. Por ello es un contaminante frecuente en zonas urbanas.

Anexos Reactivo

(Δ) energía

Desprendimiento de gas

Ácido clorhídrico

-

-

Ácido clorhídrico

+

Hidrogeno molecular (H2)

Ácido nítrico

-

-

Ácido nítrico

+

Dióxido de nitrógeno (NO2)

Bibliografía Andrés Cabrerizo, D. M., Antón Bozal, J. L., & Barrio Pérez, J. (2008). Física y Química 1º Bachillerato. Editorial Editex. Daub, G. W., & Seese, W. (2005). Química (Octava ed.). México D.F: Pearson Educación. Rosales Guzmán, E. (2005). Química 1 para Bachillerato. México D.F: Editorial Limusa Noriega....