Reporte numero 4 Cambios fisicos y quimicos PDF

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Reportes del laboratorio de química...

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Practica No. 4 Cambios Físicos y Químicos

Resumen En este reporte se plasmaron las observaciones que se hicieron en la práctica de laboratorio, respecto a los procedimientos realizados en dicha práctica (reacciones químicas), como los cambios físicos y químicos que surgieron, los compuestos que se obtuvieron, así como las ecuaciones químicas correspondientes a cada cambio químico, se plasmo la energía requerida para los cambios de materia y se mostraron ejemplos de cambios físicos y químicos que se presentan en el diario vivir. Se investigo en libros y en el navegador los temas teóricos de este reporte y se compararon con los obtenidos en la práctica y se escribieron los datos obtenidos en dicha práctica con su respectiva comparación teórica. Se concluyó que los cambios físicos y químicos tienen características que los diferencian y que siempre un cambio químico con lleva a un cambio en la estructura de las moléculas, mientras que los cambios físicos no. Además se determinó que los cambios de materia requieren de la energía térmica. Y por último se concluyó que como personas realizamos una infinidad de cambios químicos y físicos en el diario vivir.

Resultados Tabla No. 1 Porcentaje de oxidación y error relativo de la masa de la cinta de magnesio. Porcentaje de oxidación de la cinta de magnesio. 58.84 % gr

Error relativo 45.16% gr

Fuente: Ecuación 1 y 2

Tabla No.2 Reacción de magnesio con oxígeno (2Mg +O2 ------> 2MgO) Cuestionamiento Describir el cambio y el producto.

Respuesta Lo que sucedió en la cinta de magnesio al calentarla, fue que hubo una transformación de energía, produciendo destellos luminosos y a la vez una serie de gases, que terminó en la formación de una ceniza.

¿Fue el cambio Exotérmico? ¿Por qué?

El cambio fue exotérmico, ya que la temperatura durante el quemado de la cinta de magnesio liberó energía de calor y un brillo blanco en la cinta al quemarse. ¿Se formó un nuevo Se formó un nuevo compuesto ya que al compuesto? quemarse la cinta de magnesio se produce una ¿Cuáles? reordenación de átomos dando origen a nuevas sustancias. Que origina el compuesto óxido de magnesio: 2Mg+O2 --> 2MgO ¿Qué prueba existe después Al agregar la solución de fenolftaleína al compuesto de agua con el producto de la de agregar solución de fenolftaleína para afirmar que combustión, la solución cambio a un color violeta, lo cual indicó que hubo un cambio químico. ocurrió un cambio químico? Fuente: Observaciones de la práctica de laboratorio, navegador.

Tabla No. 3 Reacción de desplazamiento (Fe + Cu (SO4) ------> Fe (SO4) + Cu) Cuestionamiento Note el color de la solución en el tubo. Al evaporar unas gotas de la solución en el vidrio de reloj ¿Es el residuo sulfato de cobre? ¿Qué evidencia tiene para asegurar que ocurrió un cambio químico?

Respuesta El color de la solución fue celeste. El residuo no fue sulfato de cobre, ya que se produjo la siguiente reacción Cu (SO4)+ Fe --> Fe (SO4)+ Cu lo cual genera sulfato ferroso mas cobre, el hierro que contiene el clavo desplaza al cobre, y se formo sulfato ferroso. Se afirmó que hubo un cambio químico cuando se sumergió el clavo en la solución de sulfato de cobre y se observó que el color de la solución cambió y que en el clavo se depositaron pequeñas partículas rojizas, lo que genero como una especie de oxidación. La mayoría de reacciones químicas van acompañadas de un cambio de color o formación de un pequeño precipitado como en este caso se produjo una reacción de un metal con una sal, es decir el clavo desplazó al cobre de la solución de sulfato de cobre.

Fuente: Observaciones en la práctica de laboratorio, navegador.

Tabla No.4 Reacción de Zn con HCI (Zn + 2HCl -----> ZnCl2 + H2). Cuestionamiento ¿Qué observó? ¿Qué tipo de cambio ocurrió? ¿Qué sustancias se obtuvieron?

Respuesta Al agregar el zinc sobre el acido clorhídrico se observó una efervescencia. Ocurrió un cambio de tipo químico, puesto que se produjo cloruro de zinc. El zinc (Zn) reaccionó con el ácido Clorhídrico (HCI), y se produjo Cloruro de Zinc (Zn CI2) e Hidrogeno.

Fuente: Observaciones en la práctica de laboratorio, navegador.

Tabla No.5 Cambios físicos o químicos de cada procedimiento. Procedimiento

Cambio físico y/o químico

Reacción de magnesio con oxígeno

Reacción de desplazamiento

Reacción de Zn con HCI

-Quema de la cinta de magnesio: cambio químico. -Se agregó agua al producto: cambio físico. -Se agregó solución de fenolftaleína: Cambio físico y Químico. -Se introdujo el clavo a la solución de sulfato de cobre: Cambio físico (al introducirlo) y Cambio químico. -Se evaporaron unas pocas gotas de la solución de sulfato de cobre mezclado con el calvo en una capsula de porcelana: Cambio físico. Se agregó zinc al ácido clorhídrico: cambio físico (agregar el zinc al ácido) y cambio químico.

Propiedades que cambiaron. -Combustión de la cinta de magnesio, emisión de luz. -Se mezclo el producto y el agua. -La solución cambio a un color violeta. -El clavo empezó a obtener unas partículas rojizas lo que genero como una especie de oxidación. -El líquido se evaporo y quedo un polvo rojizo, como óxido.

-La Solución se volvió efervescente.

Fuente: Observaciones de la práctica de laboratorio.

Tabla No. 6 Clase de energía requerida para los cambios de estado de la materia. Cuestionamiento ¿Qué clase de energía se requiere para los cambios de estado de la materia?

Respuesta Para los cambios de estado se necesita la acción de agentes físicos como el calor y la presión. Es decir básicamente se utiliza la energía calórica. Los pasos directos (de izquierda a derecha): SÓLIDO ------> LIQUIDO ---------- >GASEOSO se pueden llevar a cabo con un aumento de temperatura o una disminución de la presión. Los pasos inversos: GASEOSO------ >LIQUIDO ------------>SÓLIDO se realizan con una disminución en la temperatura o un aumento de la presión. Fuente: Navegador.

Diagrama No.1 Clase de energía requerida para los cambios de estado de la materia.

Fuente: Navegador.

Tabla No. 7 Ecuaciones químicas. Cambios químicos Combustión de la cinta de magnesio Producto de la combustión de la cinta de magnesio mezclada con agua Mezcla del clavo con el sulfato de cobre. Zinc mezclado con ácido clorhídrico.

Ecuaciones químicas 2Mg +O2 ------> 2MgO 2MgO + H2O ------> Mg(OH)2 Fe + Cu (SO4) ------> Fe (SO4) + Cu Zn + 2HCl -----> ZnCl2 + H2

Fuente: Navegador.

Tabla No.8 Ejemplos de fenómenos físicos y químicos observados en actividades diarias. Ejemplos de fenómenos físicos. Evaporación de agua, alcohol, etc. Congelación de agua. Fundición de un metal. Ruptura de un vaso, papel, etc. Movimiento de un cuerpo. Formación de cualquier mezcla: agua con alcohol, agua con arena, etc. Formación de una aleación al fundir 2 metales. La lluvia.

Ejemplos de fenómenos químicos. Descomposición de leche, pintura, etc. (también se observa un cambio físico). Oxidación de un clavo. Cualquier cosa que se queme plástico, madera, papel, etc. Fermentación de frutas, etc. Generación de gases cuando se quema la gasolina. La descomposición de un cuerpo (putrefacción). Hacer un huevo frito.

Fuente: Observaciones diarias, navegador.

Interpretación de resultados En la práctica cambios físicos y químicos se trabajó con diferentes reacciones químicas y se observó lo que sucedió en cada cambio químico y/o físico. Se calculó el porcentaje de oxidación de la cinta de magnesio esto se hiso observando y calculando la diferencia que hubo entre la masa final y la masa inicial con el fin de saber cuál fue el porcentaje de oxidación que tubo dicha cinta. Al igual se calculo el error relativo esto para saber cuánto hubo de diferencia entre la masa total y la masa que quedo (la que no reacciono). En el procedimiento A se sumergió la cinta de magnesio en agua para ensayar su solubilidad y se observó que no tuvo ningún cambio. En cambio cuando se sometió a calentamiento la cinta de magnesio tubo combustión emitiendo luz y desprendiendo ceniza lo cual dio lugar a un cambio exotérmico ya que liberó energía, según Brown (1999) un proceso exotérmico se lleva a cabo cuando la energía de calor es liberada, disminuyendo la energía térmica del sistema. Al tomar el producto (cenizas) y agregarle agua hubo un cambio químico, esto se comprobó al agregar la solución de fenolftaleína, ya que hubo un cambio de color (tomo un color violeta). En el procedimiento B se sumergió un clavo en una solución de sulfato de cobre, en el tiempo que estuvo sumergido el clavo en esta solución (10 minutos) se observó que al clavo se le adherían unas pequeñas partículas color rojizas que le daban un aspecto de oxidación al clavo, por eso se dedujo que ocurrió un cambio químico en su estructura, ya que todo cambio químico viene acompañado de uno o más efectos, en este caso el que se observa a simple vista es el cambio de color. Al sacar el clavo de la solución y rasparlo se obtuvo un polvo rojizo como óxido. Se evaporó unas gotas de la solución y al terminar la evaporación se observó que el resultado era un polvo rojizo, el residuo que se obtuvo de la evaporación fue sulfato ferroso. En el procedimiento C se mezcló zinc en ácido clorhídrico y se observó que al realizar esta mezcla hubo un cambio químico, puesto que se produjo cloruro de zinc, aparte de ello se observaron reacciones tales como la efervescencia en el momento de su mezcla. Cada procedimiento realizado en esta práctica tuvo cambios químicos y/o físicos dependiendo de la mezcla. En el procedimiento A (Reacción de magnesio con oxígeno) en los momentos que se agrego agua hubo un cambio físico ya que lo único que se hiso fue agregar este liquido, cuando se quemo la cinta de magnesio ocurrió un cambio químico ya que hubo emisión de luz, y al agregarle agua al producto de esta combustión hubo un cambio químico esto se comprobó cuando

se agrego fenolftaleína ya que la solución cambio de color (torno a un color rojizo). En el procedimiento B (Reacción de desplazamiento) se introdujo una clavo en sulfato de cobre, esta mezcla tubo un cambio químico ya que el clavo adquirió pequeñas partículas color rojizas lo que hiso un cambio en su estructura molecular, esta mezcla produjo sulfato ferroso. Y por ultimo en el procedimiento C (Reacción de Zn con HCI) ocurrió un cambio físico esto en el momento de introducir el zinc al ácido clorhídrico, y la reacción de esta mezcla tubo un cambio químico ya que ocurrió una efervescencia y un aumento en la temperatura de esta solución lo que llevó a una evaporación. La clase de energía requerida para los cambios d estado de materia dependen básicamente de la energía calórica, ya que con un aumento de temperatura los cambios de materia se dan de la siguiente manera: SÓLIDO ------> LIQUIDO ---------- >GASEOSO,y con una disminución en la temperatura los cambios de materia se dan de esta manera: GASEOSO------------->LIQUIDO --------------->SÓLIDO. Un ejemplo claro se dio en la mezcla de zinc con HCl ya que al momento de mezclarlos hubo una efervescencia y luego una evaporación del HCl, esto se dio porque hubo un aumento de temperatura al momento de la mezcla. Las ecuaciones químicas son una forma de calcular las combinaciones de las moléculas y átomos de cada sustancia a mezclar, y nos podemos dar cuenta en esta práctica los cambios que ocurrieron en las moléculas (los cuales son cambios químicos) ya que en cada mezcla hubo una reorganización de los átomos y esa reorganización se le llama producto. A las soluciones iniciales se les llama reactivos. En los procedimientos realizados en esta práctica hubo cambios físicos y químicos los cuales se diferencian en que los cambio químicos siempre van acompañados de un cambio de color, formación de un precipitado, desprendimiento de una sustancia gaseosa que puede ser colorada o no según su naturaleza, intercambio de energía que puede manifestarse como absorción o emisión de luz, calor, o emisión de olor. Mientras que los cambios físicos son los cambios de estado o de forma. Y en la vida real podemos observar tantos cambios químicos como físicos en cualquier actividad cotidiana, ejemplos simples de cambios físicos es cuando evaporamos agua o la congelamos y cambios químicos cuando freímos un huevo, ya que estamos cambiando la estructura del huevo y una vez frito ya no es posible regresarlo a su forma inicial. .

Conclusiones 1. Se determinó que el porcentaje de oxidación de la cinta de magnesio y el error relativo ocurrido en dicha oxidación dependió de la parte de la cinta que no reaccionó. 2. Todo cambio exotérmico implica liberación de energía, por lo que en la combustión de la cinta de magnesio se concluye que fue un cambio exotérmico ya que liberó una luz.

3. Siempre que no cambia la naturaleza de las sustancias es un cambio físico, mientras que cuando cambia, el cambio es químico. Esto lo comprobamos es esta práctica ya que en la mezcla del clavo con el ácido clorhídrico la naturaleza del clavo cambio (ya que adquirió unas pequeñas partículas rojizas), mientras que cuando le agregamos agua a la cinta de magnesio el cambio fue físico (ya que la naturaleza de la cinta no cambio).

4. En todo cambio químico se necesita energía ya sea exotérmica o endotérmica, esto se debe a que siempre ay una reorganización de los átomos en las moléculas del nuevo compuesto. Por ejemplo en la mezcla del zinc con HCI hubo una liberación de energía (en el momento de mezclarse) ya que hubo una efervescencia y se puedo observar dicha reacción, la cual corresponde a una reacción exotérmica.

5. Los cambios químicos conllevan a la transformación de las sustancias iniciales a otras sustancias finales distintas, las cuales no cambian de átomos, solo ay una reorganización de los mismos, y esto lo observamos en los 3 procedimientos realizados en esta práctica ya que en cada uno de ellos ocurrió un cambio químico.

6. La energía requerida para los cambios de materia dependen de la energía térmica ya que cuando ay un aumento de temperatura como la que se da en la mezcla de zinc y HCl la solución liquida tendió a evaporarse. Ahora bien si hubiera una disminución en la temperatura un gas tiende a volverse liquido generalmente.

7. Gracias a las ecuaciones químicas podemos observar los átomos de una solución y la reorganización que estas toman en los productos. 8. Podemos concluir que en la vida diaria como personas realizamos un sinfín de cambios físicos y químicos con o sin darnos cuenta, con el simple hecho de cocinar un huevo frito o de meter agua a la hielera.

Procedimiento PROCEDIMIENTO A. OXIDACIÓN DEL MAGNECIO: 1. Se tomó la masa de la cinta de magnesio. Se anoto este dato. 2. Se observó la apariencia de un fragmento de cinta de magnesio y se ensayó su solubilidad en agua. Se anotó lo observado. Se secó muy bien la cinta de magnesio. 3. Se sujetó por un extremo la cinta de magnesio con las pinzas y se calentó el otro extremo directamente en la llama del mechero de alcohol. ¡no se observó la llama! 4. Se tomó la masa del magnesio que no reaccionó. Se recogió el producto de la combustión en una capsula de porcelana previamente tarada. Se tomó la masa con el producto, y se encontró la masa de este. 5. Se agrego 1 mL de agua al producto y se ensayó el pH con solución de fenolftaleína.

PROCEDIMIENTO B: REACCIÓN DE DESPLAZAMIENTO: 1. Se tomó la masa de un clavo de hierro en un vidrio de reloj y se anotó el dato. 2. Se colocó en un tubo de ensayo 5 mL de solución de sulfato de cobre; se inclinó el tubo y se dejó deslizar con cuidado un clavo de hierro, limpio, hasta ponerlo en contacto con la solución. La solución debió cubrir el clavo. 3. Se dejó en reposo por 10 minutos. 4. Se retiró con cuidado el clavo y se examinó también cuidadosamente. Se raspó el clavo y se colocó lo raspado en un papel mayordomo. Se tomó la masa del clavo nuevamente y lo raspado. Se anotaron los datos. 5. Se evaporaron unas pocas gotas de esta solución sobre una cápsula de porcelana y se examinó el residuo sobre una porción de papel filtro.

PROCEDIMIENTO C: REACCIÓN DE ZN CON HCI 1. Se midió 0.01 g de zinc con la ayuda de una espátula limpia, en un beacker de 25 mL. 2. Se midió 1 mL de ácido clorhídrico en una probeta y se agregó en un tubo de ensayo. Todo esto se realizó en la campana de extracción. 3. Se agregó el zinc al tubo de ensayo tratando de agregarlo todo. 4. Se observó la reacción y se anotó.

Muestra de Cálculo 1. Determinación del porcentaje de oxidación de la cinta de magnesio. Para ello se utilizó la siguiente ecuación: % Oxidación de la cinta= ((mf-mi)/ mi) * 100 (ecuación 1) Donde: mf= masa final mi = masa inicial Para la corrida No. 1 se tienen los siguientes datos: mf = 0.014gr mi = 0.031gr Sustituyendo en la ecuación No. 1: %Oxidación de la cinta= ((0.014-0.031)/ 0.031) * 100 = 54.84% % (tabla No. 1 Porcentaje e oxidación y error relativo de la cinta de magnesio).

Análisis de Error 1. Determinación del error relativo de la masa de la cinta de magnesio. Para ello se utiliza la siguiente ecuación: Error = 100 - %Ox (ecuación NO. 2) Donde: %Ox = porcentaje de oxidación de la cinta de magnesio Para la corrida No. 1 se obtuvieron los siguientes datos: %Ox = 54.84% Sustituyendo en la ecuación No. 2: Error = 100- 54.84 = 45.16% (tabla No. 1 Porcentaje e oxidación y error relativo de la cinta de magnesio).

Datos Calculados Tabla No. 1 Porcentaje de oxidación y error relativo de la masa de la cinta de magnesio. Porcentaje de oxidación de la cinta de magnesio. 58.84 % gr

Error relativo 45.16% gr

Fuente: Ecuación 1 y 2.

Bibliografía

1. Brown, T.L. Lemay. H.E. & Bursten, B.E. 1999. Química: La ciencia central. Pearson-Prentice may, septima edición, México. 2. Chang, R. 2002. Química, editorial McGraw-Hill, Septima Edición, Colombia. 3. Coto (2009) ] Química general, España, ediciones

S. Química, recuperado el 11 de enero del 2012 de https://sites.google.com/search? ssite:Es.quimica=&source=hp&q=tablegwx.12.9.2074.0.7AKxv-jDdQ4...