Informe de Reacciones Químicas 2020 PDF

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UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRESFACULTAD DE INGENIERIACURSOS BASICOSLAB. QUIMICA GENERALESTUDIANTE: Univ. Loza Rojas CristianGRUPO: “P”DOCENTE: Ing. Huascar ArcienagaFECHA DE ENTREGA: 12 de mayo de 2020Laboratorio N° 2Laboratorio N° 2REACCIONES QUIMICASREACCIONES QUÍMICAS1. OBJETIVOSObjetivo General...

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UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES FACULTAD DE INGENIERIA CURSOS BASICOS LAB. QUIMICA GENERAL

Labor atorio N° 2 Labora

REACCI ONESQUI MI CAS ESTUDIANTE:

Univ. Loza Rojas Cristian

GRUPO:

“P”

DOCENTE:

Ing. Huascar Arcienaga

FECHA DE ENTREGA: 12 de mayo de 2020

REACCIONES QUÍMICAS 1. OBJETIVOS Objetivo General 

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

Objetivos Específicos Identificar los productos obtenidos en las diferentes reacciones. Clasificar cada una de las reacciones químicas. Estudiar la reducción del permanganato de potasio en medio ácido, neutro y básico (estandarización).  Estudiar la reducción de la glucosa.  Definir la coloración del indicador azul de metileno. 2. FUNDAMENTO TEÓRICO   

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 los enlaces químicos se forman, rompen o suceden ambas cosas. La presentación escrita de una reacción química se realizapor medio de 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 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. En el transcurso de una reacción existe además, transformación de la energía almacenada en las sustancias, algunas de ellas necesitan energía y otras liberan energía; esta energía puede manifestarse en forma de calor, energía eléctrica u otras formas de energía. Citemos como ejemplo, la combinación de carbono sólido y oxigeno gaseoso produciendo dióxido de carbono (algunas veces CO ó CO más CO2) yenergía en forma de calor es una REACCION EXOTERMICA; esta reacción puede representarse de la siguiente manera: C (graf) + O2 (g)

CO2 (g) H=-94.05 Kcal.

Carbono Oxigeno REACTIVOS

Dióxido de carbono PRODUCTOS

Las reacciones químicas que necesitan calor para llevarse a cabo se denominan: REACCIONES ENDOTÉRMICAS, por ejemplo: CaCO3(S)

CaO(s) + CO2 (g)

H > 0

Las reacciones se clasifican también de acuerdo a los cambios de oxidación de los elementos, en las REACCIONES DE OXIDACION Y REDUCCION. Se denomina una reacción de oxidación, aquella en que una especie química pierde electrones; por el contrario si una especie química gana electrones será una reacción de reducción. Si una o más especies sufren oxidación, para mantener el principio de electro neutralidad de la materia es necesario que una o más especies se reduzcan: por tanto, para cada proceso de oxidación existe el correspondiente proceso de reducción, por ejemplo: Mg Mg+2 + 2e- oxidación F2 + 2e 2 Freducción ----------------------------------------------------------------------------Mg +F2 Mg+2 + 2 F- redox Por el grado de conversión de los reactivos y la dirección de reacción, se clasifican a las reacciones en: REVERSIBLES E IRREVERSIBLES. De modo que la reacción reversible es aquella que ocurre en ambos sentidos simultáneamente y en general no llegaa ser completa dentro de un amplio margen de presión y temperatura, para indicar este fenómeno se escribe con doble flecha( )por ejemplo: N2O4(g)

2 NO2(g)

Una reacción será irreversible, si ocurre en un solo sentido y la conversión por lo general es completa en condiciones ideales de reacción y este se escribe con una sola flecha; por ejemplo: 2 C2H6(g) + 7O2(g)

4CO2(g) + 6H2O(l)

CLASIFICACIÓN DE LAS REACCIONES QUÍMICAS REACCIONES REDOX a)

MEDIO FUERTEMENTE ACIDO.

Algunas sustancias se oxidan o reducen de manera distinta, de acuerdo al medio en que es hallan presentes. Por ejemplo, el permanganato de color violeta, si el medio es fuertemente ácido se reduce a manganeso 2 (incoloro). 8H+1 + MnO2- + 5e  Mn+2 + 4 H2O

REDUCCION

b)

MEDIO NEUTRO O ALCALINO.

En solución neutra o alcalina, el permanganato se reduce a manganato, este ultimo de color castaño. MnO4- + 4H+ + 3e-  MnO2 + 4H2O c)

REDUCCION

MEDIO FUERTEMENTE ALCALINO.

Soluciones fuertemente alcalinas el permanganato se reduce a ion manganato, de color verde. MnO4- + e  MnO2

REDUCCION

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 havisto por conveniente realizar la siguiente clasificación: Por su mecanismo: Se clasifica a las reacciones en: a) Combinación: Reacción entre compuesto o elemento con otro compuesto o elemento para formar un solo producto. C (s) + O2 (g) SO2(g) + H2O(l)

CO2 (g) H2SO3(l)

b) Descomposición:Reacción en la cual a partir de un compuesto se obtiene varios productos. 2 H2O (l) 2 H2 (g) + O2 (g) 2 KClO3(s) 2 KCl(s) + 3 O2 (g) c) Reacción de metátesis: También denominada de Doble Desplazamiento, es aquella en que las unidades químicas intercambian posiciones y, al mismo tiempo conservan su estado original de oxidación y/o su carga iónica, por ejemplo: NO3Ag(aq) + ClNa(aq)

ClAg (s) + NO3Na(aq)

d) Reacción de desplazamiento: Es aquella en que un elemento por lo general un metal desplaza a otro de un compuesto, por ejemplo: SO4Cu (aq) + Zn(s)

SO4Zn (aq) + Cu (s)

Por su naturaleza, las reacciones químicas se clasifican en: a) Reacción de neutralización: Es la reacción entre un ácido y una base.

HCl(aq) + NaOH(aq)

ClNa (aq) + H2O (l)

b) Reacción con precipitación: En la cual los reactivos están en solución y por lo menos uno de los productos es un sólido, ejemplo: Cl2Ca (aq) + 2NaOH (aq) 2ClNa (aq) + Ca (OH)2(s) c) Formación de complejos: Será aquella en la cual en que por lo menos uno de los productos es un compuesto de coordinación, ejemplo: CuSO4 (aq) + 4NH3

[Cu (NH3) 4] SO4 (aq) + H2O (l)

Estas reacciones son las más frecuentes, pues la variedad de ellas y los nombres son abundantes. 3. MATERIALES Y REACTIVOS 3.1 Materiales ITEM MATERIAL 1 Vaso de precipitado 2 Tubos de ensayo 3 Gradilla 4 Pipeta graduada 5 Probeta 6 Hornilla 7 Balanza 8 Cronometro 9 Pinza 10 Piseta 11 Pro pipeta 12 Cepillo 13 Varilla 3.2 Reactivos ITEM 1 2 3 4 6 7 8 9 10

REACTIVO

Ácido sulfúrico Hidróxido de sodio Cloruro de bario Hierro Ácido clorhídrico Nitrato de plata Ferrocianuro de potasio Cloruro férrico Amoniaco

CARACTERISTICAS 100 ml

4

16*160 mm P/ 12 tubos 5 ml 50 ml Eléctrica Eléctrica Digital Madera 500 ml (plástica) Plástica p/ tubo Vidrio

12 1 4 1 1 1 1 1 1 1 1 1

CARACTERISTICA

CANTIDAD

CANTIDAD

Concentrado Diluido Diluido Sólido Diluido Diluido Diluido

2 ml 1 ml 1.5 ml 0.1 g 1 ml 1 ml 1 ml

Diluido Diluido

1 ml 1 ml

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Sulfato cúprico Sacarosa Glucosa Oxalato de sodio Nitrato plumboso Cromato de potasio Permanganato de potasio Azul de metileno Fenolftaleína Agua destilada

Diluido Sólido Sólido Diluido Diluido Diluido Diluido

1 ml 0.1 g 0.1 g 1 ml 1 ml 1 ml 1 ml Gota Gota 200 ml

4. PROCEDIMIENTO 4.1 Reacciones Diversas  En un tubo de ensayo colocar aproximadamente 1 ml del reactivo A. En otro tubo de ensayo, colocar 1 ml del reactivo B, si alguno de los reactivos fuera sólido, pesar aproximadamente 0.1g.  TeVierta unas gotas (2 a 4) del reactivo A sobre 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 qué se observe algún cambio. N° DE REACCION 1 2 3 4 5 6 7 8 9

REACTIVO A Sulfato de sodio Magnesio Ácido Clorhídrico Ferrocianuro de potasio Bicarbonato de sodio Sulfato ferroso Amoniaco Ácido Nítrico Concentrado Ácido nítrico Concentrado

REACTIVO B Cloruro de bario Ácido Clorhídrico Nitrato de plata Cloruro férrico Ácido clorhídrico Hidróxido de sodio Sulfato de cobre Hierro Hierro

4.2. Reducción oxido-reducción En un primer tubo de ensayo vierta 1 ml de reactivo A y 0.5 ml del reactivo B, en un segundo tubo de ensayo colocar 1 ml del reactivo C. Calentar los tubos de ensayo. Agregar gota a gota el reactivo C sobre el primer tubo de ensayo. Nota: Para la última reacción no es necesario el calentamiento. MEDIO Acido

REACTIVO A Acido Sulfurico

REACTIVO B Permanganato de potasio

REACTIVO C Oxalato de sodio

Neutro Agua Fuertemente Hidroxido de sodio alcalino Acido

Acido Sulfurico

Permanganato de potasio Permanganato de potasio

Oxalato de sodio Oxalato de sodio

Cromato de potasio

Sulfito de sodio

Reacción 5

Reacción 4

Reacción 3

Reacción 2

Reacción 1

5. CALCULOS Fórmula Estado de agregación Color Olor Otras características Fórmula Estado de agregación Color Olor Otras características Fórmula

H2SO4 liquido

REACTIVOS 2NaOH liquido

blanco Sin olor

incoloro Sin olor

Na2SO4 liquido

BaCl2 liquido

fuxia Sin olor

incoloro Sin olor

Fe

2HCl

Estado de sólido agregación Color negro Olor Sin olor Otras características Fórmula Estado de agregación Color Olor Otras características Fórmula Estado de agregación Color Olor

→

→

→

PRODUCTOS Na2SO4 2H2O liquido liquido fuxia Sin olor Sal neutra

incoloro Sin olor

BaSO4 liquido

2NaCl liquido

fuxia Sin olor precipitado

incoloro Sin olor

FeCl2

liquido

liquido

H2 ↑ Gas

incoloro característic o

plomizo carburo

incoloro Sin olor

Tarda en reaccionar → NaNO3 liquido

NaCl liquido

AgNO3 liquido

incoloro Sin olor

incoloro Sin olor

K4(Fe(CN)6) liquido

FeCl3 liquido

amarillo suave característic o

amarillo

azul oscuro

azul

Sin olor

Sin olor

Sin olor

blanco Sin olor Precipitado sólido → 12KCl liquido

AgCl liquido Incoloro Sin olor Fe4(Fe(CN)6)3 liquido

Reacción 6

Otras características Fórmula 2NH4OH Estado de liquido agregación Color incoloro

CuSO4 liquido incoloro

azul

Olor

Sin olor

característic o

característic o

→

(NH4)2SO4 liquido

Azul Prusia Cu(OH)2 liquido

de

celeste verdoso Sin olor

Reacción 8

Reacción 7

Otras características

Fórmula Pb (NO3)2 K2CrO4 Estado de liquido liquido agregación Color blanquecino amarillo Olor Sin olor característic o Otras características Fórmula FeCl3 3NaOH Estado de liquido liquido agregación Color amarillo incoloro Olor Sin olor Sin olor Otras características

→ PbCrO4

solido amarillo característic o → Fe(OH)3

NaCl acuoso

naranja Sin olor

naranja Sin olor

1.H2SO4 (l) + 2NaOH (l) Na2SO4(l)+ BaSO4 (l)

Na2SO4 (l) + 2H2O (l) BaSO4 (l) + 2NaCl (l)

3.4.-

Fe(s)

+

2HCl(l)

NaCl(l)+ AgNO3(l)

FeCl2(l) +

H2(g) ↑

NaNO3(l)+ AgCl(l)

5.6.-

K4[Fe(CN)6)] (l) + FeCl3(l) 2FeCl3 +3Cu SO

7.-

amarillento característico

solido

5.1 Reacciones diversas

2.-

2KNO3 liquido

12KCl(l) + Fe4 [Fe(CN)6)]3(l) Fe2(SO4 )3 +3CuCl2

CuSO4 +2NH4OH

(NH4)2SO4 + Cu(OH)2

8.9.-

Pb(NO3)2 + K2CrO4

PbCrO4 + 2KNO3

FeCl3 +3 NaOH

Fe(OH)3 + 3NaCl

5.2 Influencia del medio redox a) Reducción del permanganato de potasio en medio ácido. 1.- Escriba las sermireacciones balanceadas de reducción y oxidación. 8H+ + MnO4-+ 5e-  2C2O4-2



Mn++ + 4H2O 2CO2 +2e-

2.- Escriba la reacción global (red – ox) ajustada, además indique el color de los reactivos y productos. 2KMnO4 +3Na2C2O4+11H2SO4  +3Na2SO4+11 H2O Violeta

4Mn2SO4 + 4Na2SO4 + 6CO2 Incoloro

3.- Indique cual el agente oxidante y cual el agente reductor. Cite también, ¿Cuáles de las sustancias se oxidan y reducen? El agente oxidante es: KMnO4 El agente reductor es: Na 2C2O4 La sustancia reducida es: KMnO4 La sustancia oxidada es: Na2C2O4 4.- ¿Cuál el propósito de calentar la solución antes de realizar la reacción? El propósito de calentar la reacción es en derretir por la temperatura las bolitas del oxalato de sodio ya que en principio el mismo se encuentra en estado sólido, y al convertirse en líquido el mismo procede a reaccionar. b) Reducción del permanganato de potasio en medio neutro. A. Reacción de desplazamiento Al mezclar el Mg con el HCl se observó una cierta efervescencia, la mezcla aumento de T° , lo cual significa que se presenció una reacción exotérmica de desplazamiento simple con l siguiente ecuación química. 1Mg(s) + 2HCl(ac)= MgCl2(ac) + H2(g) + Q En la mezcla del Mg con el CH 3COOH también se observó efervescencia, liberando H2, el color de las virutas de magnesio cambio de un color negro a un

color plateado, n la reacción se presenció liberación de calor no muy intensa. La reacción tiene la siguiente ecuación química: Mg(s) + CH3COOH = H2 + Mg (CH3COO)2 + Q 

Al comparar las dos reacciones se observó que en la primera reacción el H2 (g) se liberó con una mayor velocidad que en la segunda reacción , esto se explica porque el HCl es un ácido fuerte mientras que el CH3COOH es un ácido débil.

B. Reacción de doble desplazamiento o metátesis N°1 sin precipitación Al añadir el indicador anaranjado de metilo al Na 2CO3 este se torna de un color entre amarillo y naranja y esto indica que se encentra en un medio básico. Luego al agregarle el HCl, la solución se torna de un color rojizo, lo cual indica que se encuentra en un medio acido. La solución tiene la siguiente ecuación química: Na2CO3(ac) + HCl(ac) = NaCl + H2CO3 N°2 Con precipitación: Al añadir Pb(NO3)2 al K2CrO4 (color amarillo) se forma un precipitado con un ligero cambio de color a anaranjado. La reacción tiene la siguiente ecuación química: K2CrO4 + Pb(NO3)2 = 2 KNO3 + PbCrO4 C. Reacción de descomposición Al exponer al KClO3 mezclado con MnO2 al fuego, este se vuelve negro, porque libera oxígeno, este oxigeno es transportado por una madera que lo lleva al tubo de ensayo, desplazando al agua contenida en el tubo, ya que el O2 es poco soluble con el agua.

2 kclo3 + mno2 + CALOR -------> 2 kcl + 3 O2 + mno2 D. Reacción de adición Después de calentar el pedazo de cobre, inmediatamente después se introdujo en el tubo de ensayo que contenia oxigeno y se pudo observar que el cobre se puso de color negro.

2Cu

+

O2

2CuO

E. Reacción reversible Primero se vio que el FeCl3 era de color amarillo y que después de añadir KSCN se volvió de color rojo sangre. FeCl3 +

KSCN

↔

Fe(SCN)Cl2 +

KCl

1.- Escriba las sermireacciones balanceadas de reducción y oxidación. MnO4- + 2H2++3e-

MnO2 + 2OH-



C2O4-2



2CO2 + 2e-

2.- Escriba la reacción global (redox) ajustada, además indique el color de los reactivos y productos. 2KMnO4 + 4H2O + 3Na2C2O4 Violeta



2MnO2 + 6CO2 + 2KOH + 6NaOH lila claro

a) Indique cual es el agente oxidante y cual el agente reductor El agente oxidante es: KMnO4 El agente reductor es: Na2C2O4 b) Señale también. ¿Cuáles de las sustancias se oxida y cuales se reducen? La sustancia reducida es: KMnO4 La sustancia oxidada es: Na2C2O4 3.- ¿Cuál es el propósito de calentar la solución antes de realizar la reacción? Al igual que en el medio acido el oxalato de potasio se encuentra en estado sólido en consecuencia a la temperatura nos ayuda a que el mismo se funda y a su vez que reaccione con el reactivo correspondiente. c) Reducción del permanganato de potasio en medio básico. 1.- Escriba las sermireacciones balanceadas de reducción y oxidación. 1e- +MnO4-



MnO4-2

C2O4-2



2CO2 + 2e-

(reducción) (oxidación)

2.- Escriba la reacción global (redox) ajustada, además indique el color de los reactivos y productos.

2KMnO4 + Na2C2O4  2CO2 + K2MnO4 +Na2MnO4 Violeta Lila oscuro 3.- Indique cual el agente oxidante y cuál es el agente reductor. Señale también ¿Cuáles de las sustancias se oxidadas y reducidas? Los agentes oxidante y reductor son: El agente oxidante es: KMnO4 El agente reductor es: Na2C2O4 Las sustancias que se reducen y se oxidan. La sustancia reducida es: KMnO4 La sustancia oxidada es: Na2C2O4 d) Reducción de la glucosa. 6. CONCLUSIONES  Considero que la práctica fue muy interesante y que en ella aprendí los diferentes tipos y mecanismos de reacciones químicas existentes, asimismo creo que esta práctica sirvió para aprender a manipular los reactivos con los que se trabajó en esta práctica.  Ahora se tiene conocimientos, y estamos aptos para identificar cuándo y como ocurren las reaccione, el predecir su posible comportamiento en cuanto transcurre el tiempo, e identificar también, sus tipos, ya sea de adición, de descomposición, desplazamiento, doble desplazamiento o metátesis, reversible y no reversible, exotérmica y endotérmica y por último, las que se llevan a cabo por el mecanismo redox y los que no.  Tendremos en cuenta siempre las ecuaciones de cada reacción, con lo cual podremos predecir algunas de las propiedades de los productos de cada reacción, tales como su pH, el estado en el que se producirán, o los niveles de concentración que necesitaremos de los reactantes para llegar a un satisfactorio proceso.  Es notable que de ahora en adelante, el juicio analítico del observador es fundamental para seguir en cada proceso, buscar una buena causa del porqué en cada reacción, nos abrirá la mente a muchos otros aspectos de la naturaleza, y llevar lo aprendido a nuestra rutina, y no solo en cuestiones experimentales de laboratorio.  En el desarrollo de la práctica también conocí la manipulación de un objeto tan importante como es la pro pipeta, dado que con la ayuda de este instrumento se puede reducir los peligros en el manipuleo de reactivos tóxicos y ácidos.. 7. BIBLIOGRAFÍA  Babor, Joseph — lbarz. José. Química General Moderna. Saya Editorial Marin 1977  Docentes Facultad de Ingeniería. Química Curso Prefacultati’o. 2004  Manual de química general e inorgánica. Mg. Sc. Leonardo G. Coronel Rodriguez

 Montecinos Edgar— Montecinos José. Química General. Prácticas de Laboratorio

8. ANEXOS...