Práctica 2.- Síntesis del agua a partir de hidrógeno y oxígeno gaseosos. PDF

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Los compuestos son combinaciones químicas de los elementos. Existen reacciones simples como la de síntesis o adición. Muchas reacciones químicas de los elementos para formar compuestos son espectaculares, pero deben efectuarse en condiciones especiales de laboratorio. En este caso se produjo oxígeno...

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Universidad Autónoma de Ciudad Juárez Instituto de Ciencias Biomédicas Licenciatura en Químico Farmacéutico Biólogo Mtra. Ivette Castañeda Breceda Química Inorgánica Práctica 2.- Síntesis del agua a partir de hidrógeno y oxígeno gaseosos. Resumen: Los compuestos son combinaciones químicas de los elementos. Existen reacciones simples como la de síntesis o adición. Muchas reacciones químicas de los elementos para formar compuestos son espectaculares, pero deben efectuarse en condiciones especiales de laboratorio. En este caso se produjo oxígeno e hidrógeno para poder sintetizar agua, donde al agregar una chispa a la mezcla de vapores se pudo observar la condensación de agua en la probeta. Palabras Clave: Gases, Síntesis, Reacciones. Introducción: Una reacción química se produce cuando las sustancias participantes en ella se transforman en otras distintas. A las primeras se les llama reactivos y a las segundas productos. La masa de las sustancias participantes es la misma antes y después de la reacción, es decir, se conserva. Esto sucede porque sólo se lleva a cabo un reordenamiento entre los átomos de los reactivos, que se rompen y forman nuevos enlaces ("Reacciones químicas", s.f.). Reacción de síntesis o adición. Este tipo de reacción consiste en la unión de dos o más substancias para formar otra más compleja. Su fórmula general que expresa la unión de las substancias A y B, es: A + B ——— > AB

Por síntesis se obtiene el agua, a partir de sus elementos hidrogeno y oxígeno, más calor: 2H2 + O2 ——— > 2H20 ("Reacción de adición o síntesis", 2011) Un volumen medido de gas hidrógeno y de otro de oxígeno pueden mezclarse y por medio de la energía de activación se lleva a cabo una reacción de síntesis verificándose por la formación de agua en las paredes del recipiente que contenía los gases (Mendoza, 2014). Materiales y Métodos: Reactivos    

Zn o Mg 1 gr KClO3 1 gr MnO2 0.5 gr HCl al 3% 3 Ml Agua destilada

Materiales          

1 Mechero Bunsen 2 Matraces de destilación 1 gradilla Espátula Pinzas para matraz Papel Parafilm Tapones (1 horadado s/horadar) Balanza analítica 1 Probeta 1 Cuba hidroneumática 2 Mangueras

Métodos: 1.- Producción de oxígeno (O2) 1.1 Se pesó el matraz en la balanza analítica electrónica. Acto seguido, se agregó 0.5 g de dióxido de manganeso (MnO2); se colocó el matraz sobre el platillo de la balanza ayudándose con el tapón para ser levantado su salida lateral; Se taró nuevamente y fue agregado entonces, dentro de él, 1 g de clorato de potasio (KClO3). 1.2 Se colocó el tapón sin horadar, fue agitado para homogenizar la mezcla, fue llevado a la sala de trabajo e insertado la manguera en la salida lateral. 1.3 Mientras se hicieron estas pesadas, se llenó una cuba hidroneumática con agua corriente, hasta aproximadamente ¾ partes de su volumen, e igualmente con agua, fue llenado completamente (hasta rebosar) una probeta de 100 ml y colocado un trocito de papel en su boca de manera que no quedara aire atrapado; Fue sujetado el papel e invertido lentamente (sin dejar entrar

aire); el agua permaneció en el interior aún después de ser invertida fue sumergida inmediatamente en la cuba. Se retiró el trozo de papel e insertó la manguera (que va unida al tubo) por la boca de la probeta. 1.4 Fue encendido el mechero, y calentó el fondo del matraz que se preparó en el paso 1.1 sosteniéndolo cerca de la salida lateral, con las pinzas. La reacción descomposición del KClO3 — produce oxígeno gaseoso, del cual se deberá recoger un volumen entre 15 y 20 ml. Se estuvo atento al volumen en la probeta y cuando éste llegó a 30 ml, fue retirado rápidamente el tapón del tubo y luego sacado la manguera de la probeta pero dejada sumergida dentro del agua para que el gas excedente escapase a la atmósfera; se continuó el calentamiento hasta que terminó completamente la producción de burbujas. Se apartó el matraz de la llama y apagó el mechero, se retiró luego cuidadosamente la manguera de la probeta, se midió y anotó el volumen realmente leído en esta. 2.- Producción de Hidrógeno (H2) Se pesó una granalla de zinc en la balanza analítica y se anotó su peso; se lavó el matraz que se usó en el anterior procedimiento, luego fue colocada la manguera en la salida lateral, se agregó 3 mL de solución de HCl 3:1, se insertó primero el extremo de la manguera en la boca de la probeta (la cual ya contenía los 30 mL del oxígeno), y después se

introdujo la granalla de zinc en el tubo y se colocó inmediatamente el tapón. Esta reacción dio como uno de sus productos el gas hidrógeno (H2). Recogió un volumen aproximadamente igual al doble del de oxígeno ya recogido. Al completarse el volumen deseado, se suspendió la recolección de gas retirando el tapón y luego la manguera, como ya se mencionó. 3.- Reacción de formación de agua Cuidadosamente, se levantó la probeta al mismo tiempo que se sostuvo un fósforo encendido (o encendedor) bajo la boca. Se escuchó un leve estallido que indicaba la reacción entre los dos gases, para producir agua. Resultados y Discusión:

Fig. 1: Muestra total del gas de oxígeno.

Resultados:

Fig. 2: Muestra del gas total hidrógeno.

con el

Discusión: Al ser realizada la producción del oxígeno, se pudo notar que la reacción era muy lenta y tardo unos minutos en ser completados los 30 mL de oxígeno requeridos. Cuando se produjo el hidrógeno, pudimos observar que la producción del mismo fue mucho más rápida a comparación del oxígeno y se obtuvo el doble de volumen. De gas se obtuvieron 90 mL, de los cuales 30 mL eran de Oxígeno y los otros 60 mL le pertenecían al hidrógeno, tiene sentido esto, ya que la fórmula del agua es H2O, dos de hidrógeno por una de oxígeno. Cuando se acercó el encendedor a los gases atrapados en la probeta, se pudo escuchar un sonido seco y muy leve que comprobó que el experimento fue realizado correctamente. Conclusión: Para la síntesis del líquido vital se necesitan bastante volumen de vapor

para solo obtener unas pequeñas gotas de agua. Pero eso no significa que no se pueda realizar solo se necesitó mucho insumo, además se pudo observar a reacción de síntesis o adición en una manera experimental. Referencias bibliográficas: Reacciones químicas. (s.f.). Recuperado 27 agosto, 2018, de https://portalacademico.cch.unam.mx/ alumno/quimica1/unidad1/aguacompuesto-o-elemento/reaccionesquimicas Reacción de adición o síntesis. (2011, 5 julio). Recuperado 27 agosto, 2018, de https://menteacida.com/reaccionde-adicion-o-sintesis.html Mendoza, I. (2014, 8 octubre). Síntesis de agua. Recuperado 27 agosto, 2018, de https://es.slideshare.net/ivannessco/p ractica-5-40043152...