Informe Reacciones Quimicas PDF

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REACCIONES QUÍMICASOBJETIVO GENERAL• Realizar, observar y analizar diferentes reacciones químicas, en cuanto a los cambiosque ocurren al desarrollarse cada uno de los diferentes fenómenos.OBJETIVOS ESPECIFICOS• Identificar las características y los productos obtenidos en las diferentes reacciones. I...

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REACCIONES QUÍMICAS 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 ESPECIFICOS • 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

FUNDAMENTO TEORICO Una reacción química, cambio químico o fenómeno químico, es todo proceso termodinámico en el cual una o más sustancias (llamadas reactantes), por efecto de un factor energético, se transforman en otras sustancias llamadas productos. Esas sustancias pueden ser elementos o compuestos. Un ejemplo de reacción química es la formación de óxido de hierro producida al reaccionar el oxígeno del aire con el hierro de forma natural, o una cinta de magnesio al colocarla en una llama se convierte en óxido de magnesio, como un ejemplo de reacción inducida. A la representación simbólica de las reacciones se les llama ecuaciones químicas. Los productos obtenidos a partir de ciertos tipos de reactivos dependen de las condiciones bajo las que se da la reacción química. No obstante, tras un estudio cuidadoso se comprueba que, aunque los productos pueden variar según cambien las condiciones, determinadas cantidades permanecen constantes en cualquier reacción química. Estas cantidades constantes, las magnitudes conservadas, incluyen el número de cada tipo de átomo presente, la carga eléctrica y la masa total. CLASES DE REACCIONES QUÍMICAS Según el tipo de transformación que tenga lugar, se consideran los siguientes tipos de reacción: POR EL MECANISMO -COMBINACION O SÍNTESIS Ocurre cuando se unen dos o mas sustancias para formar otra sustancia, cuyas

Moléculas son el resultado de una reagrupación de átomos de los reactivos. A + B ------------- A B La combinación de hidrógeno con oxígeno para producir agua: 2H2 + O2------------------- 2H2O - DESCOMPOSICION Ocurre cuando a partir de un compuesto se producen dos o mas sustancias. AB ---------------A + B El carbonato de calcio se descompone por medio de calentamiento para producir oxido de calcio y dióxido de carbono. CaCo3 ------------------CaO + CO2 - DESPLAZAMIENTO O SUSTITUCIÓN En estas reacciones, un elemento sustituye y libera a otro elemento presente en el compuesto. A + BC------------------AC + B Ejemplo: El bromo líquido, que desplaza al yodo en el yoduro de sodio para producir bromuro de sodio dejando al yodo libre. 2NaI + Br2-------------------2NaBr + I2 - INTERCAMBIO O DOBLE SUSTITUCIÓN Al reaccionar dos compuestos intercambian elementos y se producen dos nuevos compuestos. AB + CD----------------- AC + BD Es difícil encontrar reacciones inorgánicas comunes que puedan clasificarse correctamente como de doble sustitución. Ejemplo: La combinación del ácido clorhídrico con el hidróxido de sodio y el agua.(neutralización) HCl + NaOH--------------NaCl + H2O

POR EL CAMBIO DE ESTADO DE OXIDACION Se denomina reacción de reducción-oxidación, de óxido-reducción o, simplemente, reacción redox, a toda reacción química en la que uno o más pares de electrones se transfieren entre los reactivos, provocando un cambio en sus estados de oxidación. REACCION DE OXIDACION La oxidación es una reacción química muy poderosa donde un elemento cede electrones, y por lo tanto aumenta su estado de oxidación El nombre de "oxidación" proviene de que en la mayoría de estas reacciones, la transferencia de electrones se da mediante la adquisición de átomos de oxígeno (cesión de electrones) o viceversa. Sin embargo, la oxidación y la reducción puede darse sin que haya intercambio de oxígeno de por medio, por ejemplo, la oxidación de yoduro de sodio a yodo mediante la reducción de cloro a cloruro de sodio:

2 NaI + Cl2 → I2 + 2 NaCl Esta puede desglosarse en sus dos semirreacciones corresponden  

2I− → I2 + 2 e− Cl2 + 2 e− → 2 Cl−

REACCION DE REDUCCION En química, reducción es el proceso electroquímico por el cual un átomo o ion gana electrones. Implica la disminución de su estado de oxidación. Este proceso es contrario al de oxidación. Ejemplo El ion hierro (III) puede ser reducido a hierro (II): Fe3+ + e− → Fe2+

POR EL GRADO DE CONVERSIÓN Tomando en cuenta el grado de conversión de los reactivos en productos y la dirección de la reacción, las reacciones pueden ser: REACCIONES IRREVERSIBLES. REACCION IRREVERSIBLE ES AQUELLA REACCION QUE TIENE UN SENTIDO ÚNICO DE TRANSFORMACION, tomando en cuenta la transformación de los reactivos la misma termina cuando el reactivo limitante desaparece del sistema. 2 C6H6 + 15 O2

12 CO2 + 6 H20

REACCION REVERSIBLE Se denomina REACCION REVERSIBLE A AQUELLA REACCION QUE SE EFECTÚA EN AMBOS SENTIDOS, la reacción se realiza parcialmente ya que los productos vuelven a recombinarse entre sí para formar los reactivos iniciales. Por ejemplo: CH3COOH + C2H5OH

CH3COO C2H5 + H2O

POR FLUJO ENERGETICO REACCIONES EXOTERMICAS Se denomina reacción exotérmica a cualquier reacción química que desprenda energía, ya sea como luz o como calor,[1] o lo que es lo mismo: con una variación negativa (-Δ) de la entalpía (del hidrógeno, en este caso); es decir: -ΔH. El prefijo exo significa «hacia fuera». Por lo tanto se entiende que las reacciones exotérmicas liberan energía. Considerando que A, B, C y D representen sustancias genéricas, el esquema general de una reacción exotérmica se puede escribir de la manera siguiente: A + B → C + D + calor Ocurre principalmente en las reacciones de oxidación. Cuando éstas son intensas pueden generar fuego. Si dos átomos de hidrógeno reaccionan entre sí e integran una molécula, el proceso es exotérmico. H + H = H2 ΔH = -104 kcal/mol Son cambios exotérmicos las transiciones de gas a líquido (condensación) y de líquido a sólido (solidificación). Un ejemplo de reacción exotérmica es la combustión.

REACCIÓN ENDOTÉRMICA Se denomina reacción endotérmica a cualquier reacción química que absorbe calor. ejemplo: N2O4 (g) + 14,7 Kcal 2NO2 (g)

POR SU NATURALEZA POR NEUTRALIZACION Una reacción de neutralización es una reacción entre un ácido y una base. Cuando en la reacción participan un ácido fuerte y una base fuerte se obtiene sal neutra y agua.

Ejemplos: Hidróxido de sodio mas ácido carbónico que forma carbonato de sodio mas agua:

 POR HIROGENACION La hidrogenación es un tipo de reacción química (redox) cuyo resultado final visible es la adición de hidrógeno (H2) a otro compuesto. Los objetivos habituales de esta reacción son compuestos orgánicos insaturados, como alquenos, alquinos, cetonas, nitrilos, y aminas. POR COMBUSTION La combustión es una reacción química de oxidación, en la cual generalmente se desprende una gran cantidad de energía, en forma de calor y luz, manifestándose visualmente como fuego.

INFLUENCIA DEL MEDIO. REACCIONES REDOX Todo proceso redox requiere del ajuste estequiométrico de los componentes de las semireacciones para la oxidación y reducción. Para reacciones en medio acuoso, generalmente se añaden:  

en medio ácido iones hidrógeno (H+), moléculas de agua (H2O), y electrones en medio básico hidroxilos (OH−), moléculas de agua (H2O), y electrones para compensar los cambios en los números de oxidación.

MEDIO ÁCIDO En medio ácido se agregan hidronios (cationes) (H+) y agua (H2O) a las semirreacciones para balancear la ecuación final. Del lado de la ecuación que haga falta oxígeno se agregarán moléculas de agua, y del lado de la ecuación que hagan falta hidrógenos se agregarán hidronios.

MEDIO BÁSICO En medio básico se agregan iones hidróxilo ( aniones) (OH−) y agua (H2O) a las semirreacciones para balancear la ecuación final. MEDIO NEUTRO En solución neutra o ligeramente alcalina, el permanganato se reduce a MnO2, este último es un sólido de color castaño:

3.1 Materiales

Material

Característica

Cantidad

Ítem 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Vaso de precipitado Tubos de ensayo Gradilla Pipeta graduada Probeta Hornilla Balanza Cronómetro Pinza Piseta Pro pipeta Cepillo

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

4 12 1 4 1 1 1 1 1 1 1

Característica Concentrado Diluido Diluido Sólido Sólido Diluido Diluido Diluido Diluido Diluido Diluido Sólido Diluido Sólido Diluido Diluido Diluido Diluido

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

MATERIALES Y REACTIVOS REACTIVOS Ítem 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

Reactivo Ácido sulfúrico Hidróxido de sodio Cloruro de bario Hierro Cobre Ácido clorhídrico Nitrato de plata Ferrocianuro de potasio Cloruro férrico Amoniaco Sulfato cúprico Sacarosa Clorato de potasio Glucosa Oxalato de sodio Nitrato plumboso Cromato de potasio Permanganato de potasio Azul de metileno Fenolftaleína Agua destilada

Gota Gota 200 ml

PROCEDIMIENTO 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 0.1 g. Vierta unas gotas (2 a 4) del reactivo A 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. REACTIVO A

REACTIVO B

1.- Ácido sulfúrico + gota de fenolftaleína +

Hidróxido de sodio

2.- Ácido sulfúrico +

Cloruro de Bario

3.- Hierro +

Ácido Clorhídrico

4.- Ácido Clorhídrico +

Nitrato de Plata

5.- Ferrocianuro de potasio +

Cloruro Férrico

6.- Amoniaco +

Sulfato de Cobre

REDUCCIÓN DEL PERMANGANATO Medio fuertemente ácido En un vaso de precipitados de 100 ml introducir aproximadamente 0.05 g de KMnO4 y disuélvalo en 10 ml de agua destilada (solución de KMnO4) o bien puede utilizar la solución ya preparada si es que está disponible. Mida aproximadamente 2 ml de H2SO4 concentrado y diluya con 20 ml de agua destilada (solución de H2SO4). En otro vaso de precipitados de 100 ml pese aproximadamente 0.6 g de oxalato de sodio (o 0.8 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 añada 1 ml de la solución de KMnO4, Registre sus observaciones Medio neutro En un vaso de precipitados de 100 ml introducir un masa de aproximadamente 0.6 g de oxalato de sodio (o 0.8 g de oxalato de potasio) y disuélvalo con 20 ml 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. Medio fuertemente alcalino En un vaso de precipitado de 100 ml introduzca 2g de NaOH y añadir 20 ml de agua destilada (solución de NaOH). En otro vaso de precipitados de 100 ml introduzca aproximadamente 0.6 g de oxalato de sodio y disuélvalo con la solución de NaOH

(solución alcalina de oxalato). Mida 1 ml de solución de KMnO4 y vierta sobre la solución alcalina de oxalato de sodio. Registre sus observaciones REDUCCIÓN DE LA GLUCOSA En un vaso de 100 ml disuelva 1 g de glucosa en 50 ml de agua destilada (solución de glucosa), añada 5 gotas de azul de metileno a la solución de glucosa. En otro vaso de 100 ml, disuelva 0.24 g de NaOH con 2 ml de agua destilada (proceda con precaución, el proceso de disolución del NaOH es exotérmico). Vierta la solución de glucosa sobre la solución de NaOH CALCULOS Y RESULTADOS Reacciones Diversas. PRODUC NaSO4liquido

TOS H2O liquido

BaCl2 liquido

BaSO4liquido

(HCl) liquido

transparent e ninguno ---------

blanco

leche

REACTIVOS H2SO4 liquido

NaOH liquido

REACCION 1

Formula Estado de agregación Color

transparente ninguno -----H2SO4 liquido

REACCION 2

Olor Otras caracteristicas Formula Estado de agregación Color

transparent e ninguno -----

transparente

Olor Otras caracteristicas Formula

ninguno ----------Fe

HCl

Estado de agregación Color

solido

liquido

liquido con

negro

transparente con

Olor Otras caracteristicas Formula

ninguno no hay

transparent e alcohol reaccion

partes de solido metal

ninguno

ninguno

HCl

AgNO3

AgCl -

HNO3

Estado de agregación Color

liquido

liquido

Liquido

liquido

transparente

blanco

blanco

Olor Otras caracteristicas Formula

alcohol

transparent e ninguno

--

----

K4[Fe[CN6]]

FeCl3

REACCION 3

REACCION 4

Fe Cl-

[ C N ]6

H

+KCl

Fe ¿ ¿ Fe4 ¿ REACCION 5

Estado de agregación Color

liquido

liquido

amarillo

amarillobajo

Liquido

liquido

Olor

REACCION 6

Otras caracteristicas Formula Estado de agregación Color Olor Otras caracteristicas

ninguno

ninguno

-----

------

NH3 Liquido

CuSO4 liquido

Cu2SO4(OH)2 Liquido

NH4 liquido

transparente lavandina

celeste alcohol

lila

estado natural

Reducción del Permanganato. REACTI Medio

Acido

MEDIO

MADIO ALCALINO

PRODU

CTOS

Mn+Na+ K liquido transparente

SO4+

H2+C2O4

kMnO4

KOH+

MNO4

NACO2+H 2O

Liquido transparente -----

liquido transparente ------

liquido rosa

NaOH+ C2Na2O4 Liquido transparente ----

KMno4

H2O-H2SO4 Liquido transparente

KMnO4 liquido lila

C2Na2O4 solido blanco

Olor Otras caracteristicas Formula

-----

----

----

C2Na2O4

Estado de agregación Color

NEUTRO

VOS

Formula Estado de agregación Color

Olor Otras caracteristicas Formula Estado de agregación Color Olor Otras caracteristicas

liquido lila ---------

liquido rosa

Reduccion de la glucosa

Formula

REDUCCION DE LA

Estado de agregación Color Olor Otras caracteristicas

GLUCOSA

REACTIVO S C6H12O6 Solido

PRODU CTOS C16H18N3 solido

Blanco -----

azul -------

6.- CALCULOS 

Escribir la reacción química e igualarla.



Clasificar la reacción química por el mecanismo, cambio en el estado de oxidación, extensión, intercambio de energía y naturaleza con la ayuda de la bibliografía recomendada.

En el caso de la reducción del permanganato  

Identifique cual es el agente oxidante y cuál es el agente reductor; además cuales son las sustancias oxidadas y reducidas. Cuál es el propósito de calentar la solución antes de realizar la reducción.

En el caso de la reducción de la glucosa, además investigar lo siguiente: 

Explicar mediante reacciones, los ciclos de cambios de color del azul de metileno.

REACCION 1 REACTIVOS

PRODUCTOS

H 2 SO 4 +NaOH → N a 2 SO 4 + H 2 O

Formulas

Igualando:

H 2 SO 4 +2 NaOH → Na 2 SO4 +2 H 2 O

Es una reacción química de doble sustitución o metátesis, además de que es una reacción de neutralización. REACCION 2 REACTIVOS Formulas

PRODUCTOS

H 2 SO 4 + BaC l2 → Ba SO 4 + HCl

Igualando:

H 2 SO 4 + BaC l2 → Ba SO 4 +2 HCl

Es una reacción química de doble sustitución o metátesis, con formación de una sal acida. REACCION 3 REACTIVOS Formulas

PRODUCTOS

Fe+ HCl → FeC l2 + H 2

Igualando:

Fe+2 HCl→ FeC l2+ H 2

Es una reacción química de simple sustitución o desplazamiento, con formación de una sal y desprendimiento de hidrogeno REACCION 4 REACTIVOS

PRODUCTOS

HCl +AgN O 3 → HN O 3 + AgCl

Formulas

Igualando:

HCl +AgN O 3 → HN O 3 + AgCl

Es una reacción química de doble sustitución o metátesis. REACCION 5 REACTIVOS

PRODUCTOS

[C N ]6 Fe ¿ ¿ K 4 [ Fe [ C N ]6 ]+Fe C l3 → Fe4 ¿

Formulas

[C N ] 6 Fe ¿ ¿ 3 K 4 [ Fe[ C N ]6 ]+ 4 Fe C l 3 → Fe 4 ¿

Igualando:

Es una reacción química de doble sustitución o metátesis REACCION 6 REACTIVOS

PRODUCTOS

Cu¿ S O 4 N H 3+CuS O 4 → ¿

Formulas

Igualando:

Cu ¿ S O 4 4 N H 3 +CuS O 4 →¿

Es una reacción química de CONBINACION, que nos da como resultado el sulfato de tetramina de cobre II Medio fuerte acido

REDUCCION DEL PERMANGANATO

Formula

H 2 SO 4 + Na 2 C 2 O 4 + KMnO 4 → Mn+ Na + SO 4 + H 2 +C2 O 4 + K + O 2 −¿ → Mn−2 +4 H 2 O 0 ¿ +¿+ Mn O 4 ¿ −¿+8 H ¿ 5e

(REDUCCION)

Es una reacción de reducción del manganeso donde pasa de estado de oxidación de +7 a +2, el ácido sulfúrico simplemente proporciona el medio ácido y el oxalato de sodio es el agente reductor. Igualando

H 2 SO 4 + Na2 C 2 O 4 +KMnO 4 → Mn+ Na + SO 4 + H 2 +C2 O 4 + K +2 O 2 Medio neutro

Na 2 C 2 O 4 +KMn O4 → Mn O2 +KOH +NaC O2 + H 2 O −¿ → Mn 02+2 H 2 O 0 ¿ + ¿+Mn O4 (REDUCCION) ¿ −¿+ 4 H ¿ 3e Es una solución ligeramente alcalina de descomposición, el permanganato se reduce de

Mn O4

a

Mn O2

(agente reductor es el oxalato de sodio)

Igualando

3 Na2 C2 O 4 +2 KMnO 4 → 2 MnO 2+ 2 KOH + 6 NaCO 2 +2 H 2 O Medio fuertemente Alcalino

Na 2 C 2 O 4 +KMn O4 + NaOH → MnO 4 + KOH + NaCO2 +H 2 O −2

−¿ → Mn O 4 ¿ −¿+ Mn O4 ¿ e

El permanganato se reduce a ion manganato, agente reductor es el oxalato de sodio, el hidróxido de sodio le da la naturaleza fuertemente alcalina. “se debe de calentar la solución para que la solubilidad sea mayor y mas rápida, con esto se consigue acelerar el proceso de la reaccion” REDUCCION DE LA GLUCOSA C6H12O6 + C16H18N3 El cambio de color al cambio de temperatura es la característica mas especifica de esta reacción, a temperatura ambiente se torna transparente, mientras q a bajas temperaturas se torna azul

Azul de metileno.- El azul de metileno es un colorante que se usa para tratar una enfermedad llamada metahemoglobinemia. El azul de metileno también se usa como tintura para teñir ciertas partes del cuerpo antes o durante la cirugía. Su uso es principalmente como antiséptico y cicatrizador interno.. El Azul de metileno de formula molecular: C16H18Cl N3S y masa molecular de: 319.85 g/mol Es un colorante básico para tincion en bacteriologia y en comb...