Reacciones Quimicas - Lab 2

REACCIONES QUIMICAS

LABORATORIO N2REACCIONES QUIMICASSEMESTRE I/2011

REACCIONES QUIMICAS1. OBJETIVO. General: Realizar, observar y analizar diferentes reacciones qumicas, en cuanto a los cambios que ocurren al desarrollarse cada uno de los diferentes fenmenos. Especficos: Identificar las caractersticas y los productos obtenidos en las diferentes reacciones. Igualar y clasificar cada una de las reacciones qumicas. Estudiar una reaccin qumica en diferentes medios (medio cido, neutro y bsico). Estudiar la reduccin de la glucosa con un ejemplo de reaccin reversible.2. RESUMEN.En esta prctica se realizo observaciones de diferentes reacciones, tanto fsicas como qumicas. Tambin se estudio de la reduccin del permanganato en diferentes medios, cido, alcalino, y neutro, se pudo observar fsicamente las diversas transformaciones de los productos en otros ms notorios que otros.La parte ms fuerte estaba en la reduccin de la glucosa, ya que se vio una reaccin reversible y se podra asegurar que casi mgica en cuanto a la transformacin fsica del producto a falta de oxigeno y como esta vuelve a su estado original cuando se la deja en reposo y fuera de cualquier fuente de calor.3. FUNDAMENTO TEORICO.Una reaccin qumica o cambio qumico es todo proceso qumico en el cual dos o ms sustancias (llamadas reactantes), por efecto de un factor energtico, se transforman en otras sustancias llamadas productos. Esas sustancias pueden ser elementos o compuestos. Un ejemplo de reaccin qumica es la formacin de xido de hierro producida al reaccionar el oxgeno del aire con el hierro.A la representacin simblica de las reacciones se les llama ecuaciones qumicas.Los productos obtenidos a partir de ciertos tipos de reactivos dependen de las condiciones bajo las que se da la reaccin qumica. No obstante, tras un estudio cuidadoso se comprueba que, aunque los productos pueden variar segn cambien las condiciones, determinadas cantidades permanecen constantes en cualquier reaccin qumica. Estas cantidades constantes, las magnitudes conservadas, incluyen el nmero de cada tipo de tomo presente, la carga elctrica y la masa total.Los tipos de reacciones inorgnicas son: cido-base (Neutralizacin), combustin, solubilizacin, reacciones redox y precipitacin.Desde un punto de vista de la fsica se pueden postular dos grandes modelos para las reacciones qumicas: reacciones cido-base (sin cambios en los estados de oxidacin) y reacciones Redox (con cambios en los estados de oxidacin).Podemos citar tambin algunas de las caractersticas que tienen las reacciones qumicas:A. La o las sustancias nuevas que se forman suelen presentar un aspecto totalmente diferente del que tenan las sustancias de partida.B. Durante la reaccin se desprende o se absorbe energa: Reaccin exotrmica: se desprende energa en el curso de la reaccin. Reaccin endotrmica: se absorbe energa durante el curso de la reaccin.C. Se cumple la ley de conservacin de la masa: la suma de las masas de los reactivos es igual a la suma de las masas de los productos. Esto es as porque durante la reaccin los tomos ni aparecen ni desaparecen, slo se reordenan en una disposicin distinta.3.1. CLASES DE TRANSFORMACIONES QUIMICAS Al analizar las reacciones qumicas se puede observar que existe una amplia gama de reacciones. En un intento por agrupar las reacciones qumicas ms frecuentes, se ha visto por conveniente realizar la siguiente clasificacin: 3.1.1 Por el mecanismo. Tomando en cuenta el mecanismo de la reaccin, las mismas se pueden clasificar en: COMBINACION. Se define REACCION DE COMBINACION A LA UNION DE DOS 0 MAS SUBSTANCIAS SIMPLES O COMPUESTAS PARA FORMAR UN UNICO COMPUESTO. Por ejemplo: S + Fe ------ FeS2 H2 + 02 ------- 2 H20Ca0 + H20 -------- Ca(OH)2La unin de dos compuestos para formar una nica substancia se denomina ADICION. DESCOMPOSICION.DESCOMPOSICION ES LA FORMACION DE DOS O MAS SUBSTANCIAS SENCILLAS (elementales o no) A PARTIR DE UN COMPUESTO DETERMINADO. Muchos compuestos se comportan de esta forma cuando se calientan. Por ejemplo: 2 HgO --------- 2 Hg + O2 2 KClO3 --------- 2 KCl + 3 O2 Si lo productos formados en la descomposicin se vuelven a combinar para formar la substancia original, el proceso se denomina DISOCIACION. Por ejemplo: NH4Cl ---------- NH3 + HCl PCl5 ------------ Cl2 + PCl3 DESPLAZAMIENTO o SUSTITUCION. DESPLAZAMIENTO o SUSTITUCION ES CUANDO UN ELEMENTO SUSTITUYE A OTRO EN UN COMPUESTO, como resultado de esta reaccin se tiene la liberacin de uno de los elementos que forman el compuesto original, debido a la diferencia de electronegatividades. Por ejemplo: CUSO4 + Zn --------- ZnSO4 + Cu 2 HCl + Fe FeCl2 - H2 DOBLE DESCOMPOSICION o METATESIS. ES LA REACCION OCURRIDA ENTRE DOS COMPUESTOS CON INTERCAMBIO MUTUO DE SUS CATIONES, existiendo la formacin de dos compuestos nuevos qumicamente anlogos a los reaccionantes. Por ejemplo: AgNO3 + HCl AgCl + HNO3 CaCl2 + Na2CO3 2 NaCl + CaCO3 3.1.2 Por el cambio en el estado de oxidacin. Existen reacciones en las cuales se produce un cambio de oxidacin en los reactivos, en tal sentido las reacciones se clasifican en: REACCION DE OXIDACION. Se denomina REACCION DE OXIDACION A TODA REACCION EN EL CUAL EL REACTIVO AL CAMBIAR DE ESTADO PIERDE ELECTRONES. Por ejemplo:2 Cl - - 2 e- Cl2 REACCION DE REDUCCION. Por el contrario LA REACCION DE REDUCCION ES LA REACCION QUE GANA ELECTRONES. Por ejemplo: 2 e- + 4 H++ MnO2 Mn++En las reacciones redox, se emplea nombres como agente oxidantes (aquella sustancia que oxida al otro reactivo y a su vez se reduce), agente reductor (sustancia que reduce al otro reactivo y a su vez se oxida), sustancia oxidada (sustancia producto de la oxidacin) y sustancia reducida (sustancia producto de la reduccin). El siguiente ejemplo ilustra lo mencionado:

2MnO4- + 5HCHOH + 6H+ 2Mn+2+ 5HCOOH + 3H2O

Sustancia oxidadaAgente reductor (que se oxida)Agente oxidante (que se reduce)Sustancia reducida

Las sustancias orgnicas, al igual que las inorgnicas sufren procesos de oxidacin y reduccin; por ejemplo los alquenos (como el eteno CH2 = CH2) en presencia de permanganato de potasio en medio acido se oxida a glicoles, aldehdo, cetonas y finalmente a cidos carboxlicos:

KMnO4 2H2O + H2C = CH2 ----------- H2C CH2 +2H2 +2e [ [ H+ OH OH Etilenglicol Del mismo modo los alcoholes se oxidan a aldehdos a cetonas, los aldehdos se oxidan a cidos carboxlicos (cidos orgnicos) y los cidos orgnicos a CO2, por ejemplo: CH3 CH2OH CH3CHO + 2H+ + 2e- (oxidacin) E tan ol e tan al (Alcohol) (Aldehdo)

3.1.3 Por el grado de conversin. Tomando en cuenta el grado de conversin de los reactivos en productos y la direccin de la reaccin, las reacciones pueden ser: REACCIONES IRREVERSIBLES. REACCION IRREVERSIBLE ES AQUELLA REACCION QUE TIENE UN SENTIDO NICO DE TRANSFORMACION, tomando en cuenta la transformacin de los reactivos la misma termina cuando el reactivo limitante desaparece del sistema. Por ejemplo:

REACCION REVERSIBLE. Se denomina REACCION REVERSIBLE A AQUELLA REACCION QUE SE EFECTA EN AMBOS SENTIDOS, la reaccin se realiza parcialmente ya que los productos vuelven a recombinarse entre s para formar los reactivos iniciales. Por ejemplo: CH3COOH + C2H5OH CH3COO C2H5 + H2O 3.1.4 Por el flujo energtico. De acuerdo con el intercambio de calor con el medio ambiente las reacciones se pueden clasificar en:

REACCIONES EXOTERMICAS. REACCION EXOTERMICA ES TODA REACCION EN LA CUAL EL SISTEMA LIBERA CALOR AL MEDIO AMBIENTE. Por ejemplo:

C (graf) + O2 (g) CO2 (g) + 9405 Kcal/mol

REACCIONES ENDOTERMICAS. Por el contrario REACCION ENDOTERMICA ES TODA REACCION EN LA CUAL PARA QUE SE EFECTU LA TRANSFORMACION SE NECESITA ADICIONAR CALOR AL SISTEMA. Por ejemplo:

N2O4 (g) + 14,7 Kcal 2NO2 (g) 3.1.5 Por su naturaleza

REACCION DE NEUTRALIZACION. ES LA REACCION DE ACIDO CON UNA BASE. Dando como producto una sal + agua. Por ejemplo: HCl (aq) + NaOH (aq) ClNa (aq) + H2O (l)

REACCION DE HIDROGENACION. ES LA ADICION DE UNA o MS MOLCULAS DE HIDRGENO A UN HIDROCARBURO INSATURADO PARA TRANSFORMARLO EN UN HIDROCARBURO SATURADO. Por ejemplo:

C2H2 + 2 H2 C2H6

REACCION DE COMBUSTION. ES LA COMBINACION DE UN COMPUESTO ORGANICO CON EL OXIGENO DEL AIRE, PRODUCIENDO ANHIDRIDO CARBONICO Y AGUA. Las reacciones de combustin son reacciones rpidas que producen llama.

2C2H6 (g) +7O2 (g) 4CO2 (g) + 6H2O (l)

REACCION DE POLIMERIZACION. CONSISTE EN LA ADICION DE DOS HIDROCARBUROS INSATURADOS ENTRE SI PARA FORMAR UNA CADENA MAS LARGA. Por ejemplo: CH2 = CH2 + CH2 = CH2 CH2- CH2- CH2- CH2

Adems de las reacciones anteriormente enunciadas existen otras ms, las cuales resultara muy largo de enumerar.

3.1. INFLUENCIA DEL MEDIO. REACCIONES REDOX

Algunas sustancias se oxidan y/o reducen de manera distinta, de acuerdo al medio en que se hallan presentes

3.2.1 Medio fuertemente cido Por ejemplo el permanganato (MnO4)- de color violeta, si el medio es fuertemente cido (en H2SO4 1.5 M) se reduce a Mn-2 (incoloro).

(Reduccin) (Violeta) (Incoloro)3.2.2 Medio neutro En solucin neutra o ligeramente alcalina, el permanganato se reduce a MnO2, este ltimo es un slido de color castao:

(Reduccin)

3.2.3 Medio fuertemente alcalino En soluciones fuertemente alcalinas (como NaOH 2M) el permanganato se reduce a ion manganato (MnO-24), de color verde.

4. PROCEDIMIENTO.Para la presente prctica de laboratorio nos separamos en 3 grupos diferentes, cada grupo compuesta por una persona, los cuales hicimos diferentes partes de la prctica. De la cual mi persona hizo la reduccin del permanganato en medio fuertemente alcalino, y tambin la reduccin de la glucosa, a continuacin detallare el procedimiento que segu para lograr la reduccin.Primeramente reun los reactivos que necesitaba los cuales son: 20 ml de solucin de NaOH, 0.6 g de Na2C2O4 y 1 ml de solucin de KMno4, los materiales que use son un vaso precipitado de 100 ml. Luego de reunir los materiales mezcle primero el NaOH con el Na2C2O4, como el Na2C2O4 estaba slido lo mezcle hasta disolverlo con la varilla de vidrio, incluso lo calent para facilitar la disolucin, luego de disolverlo le puse el KMnO4, lo repet 2 veces.Terminado la reduccin del permanganato pasamos a la reduccin de la glucosa, la cual lo hicimos todos los integrantes. Para esta parte de la prctica necesitamos los siguientes reactivos 1 gramo de glucosa, 50 ml de agua destilada, 5 gotas de azul de metileno, 4 ml de NaOH. Primeramente se disuelve 1 gramo de glucosa en 50 ml de agua destilada, se le aaden las 5 gotas de azul de metileno, luego se le agrega los 4 ml de NaOH, despus de juntar todos los reactivos se le pone al fuego, y se empieza a notar una decoloracin de la mezcla, despus de que se decoloro totalmente se lo aparto de la estufa, y cuando se estuvo enfriando se vio que volva a su color original.5. MATERIALES Y REACTIVOS.Los materiales que usamos para el presente Laboratorio son los siguientes:MATERIALCARACTERISTICASCANTIDAD

Vaso de precipitado100 ml4

Tubos de ensayo16*160mm12

Gradillap/12 tubos1

Pipeta graduada5 ml4

Probeta50 ml1

Hornilla Elctrica1

BalanzaElctrica1

PinzaMadera1

Piseta500 ml (plstica)1

Pro pipetaPlstica1

Cepillop/tubo 1

Esptula1

Y los reactivos que utilizamos son:

REACTIVOCARACTERISTICACANTIDAD

cido sulfricoConcentrado2 ml

Hidrxido de sodio Diluido 1 ml

Cloruro de barioDiluido 1.5 ml

HierroSlido0.1 g

Cobre Slido0.1 g

cido clorhdrico Diluido1 ml

Nitrato de plataDiluido1 ml

Ferrocianuro de PotasioDiluido1 ml

Cloruro frrico Diluido1 ml

Hidrxido de amonioDiluido1 ml

Sulfato cpricoDiluido1ml

SacarosaSlido0.1 g

Clorato de potasioDiluido1 ml

GlucosaSlido0.1 g

Oxalato de sodioDiluido1 ml

Nitrato PlumbosoDiluido1 ml

Cromato de potasio Diluido1 ml

Permanganato de PotasioDiluido1 ml

Azul de metilenoGota

Fenolftalena Gota

Agua destilada200 ml

6. DATOS RECOLECTADOS.

6.1. REACCIONES DIVERSAS

REACTIVOSPRODUCTOS

Reaccin 1Formula H2SO4NaOHC20H14O4Na2SO4 + H2O

Estado de agregacin Liquido LiquidoLiquido Liquido

Color No tieneNo tieneNo tieneRosacio

Olor No TieneMaderaAlcoholCenizas

Otras Caractersticas

Reaccin 2FormulaH2SO4BaCl2BaSO4 + HCl

Estado de agregacin LiquidoLiquidoLiquido

Color No tiene No tieneNo tiene

Olor No tieneNo tieneNo tiene


Reaccin 3FormulaFeHClFeCl2 + H2

Estado de agregacin SolidoLiquidoLiquido

Color Plomo oscuroNo tieneNegro

Olor Amargo No tieneCloaca


Reaccin 4FormulaHClAgNO3AgCl + HNO3


Color No tieneNo tieneVioleta suave

Olor No tieneNo tieneCenizas

Otras CaractersticasDesprende calor

Reaccin 5FormulaK4Fe(CN)6FeCl3KCl + Fe4(Fe(CN)6)3


Color No tieneNo tieneAzul Claro (Celeste)

Olor No tieneNo tieneAroma suave


Reaccin 6FormulaNH4OHCuSO4Cu(OH)2+(NH4)2SO4


Color IncoloroCelesteCeleste verdoso

Olor CloacaMedicamentoLigero olor a alcohol


Reaccin 7FormulaHNO3CuCu(NO3)2 + NO + H2O

Estado de agregacin LiquidoSolidoLiquido

Color No tieneAmarillo rojizoRojo claro

Olor No tieneAgrioNo tiene


Reaccin 8FormulaPb(NO3)2K2CrO4PbCrO4 + KNO3


Color No tieneAmarilloAmarillo Claro

Olor No tieneNo tieneCenizas


6.2. REDUCCION DEL PERMANGANATO

REACTIVOSPRODUCTOS

Medio cidoFormula KMnO4H2SO4K2C2O4MnSO4+K2SO4+CO2+H2O

Estado de agregacin Liquido LiquidoSolido Liquido

Color MoradoNo tieneMarfil Rosado/Rojo Sangre

Olor No TieneNo tieneNo tieneNo tiene


Medio neutroFormulaNa2C2O4H2OKMnO4Mn2++CO2+H2O

Estado de agregacin LiquidoLiquidoLiquidoLiquido

Color No tieneNo tieneMoradoFucsia/Violeta

Olor No tieneNo tieneNo tieneNo tiene


Medio AlcalinoFormulaNaOHNa2C2O4KMnO4

Estado de agregacin LiquidoSolidoLiquido Liquido

Color BlancoBlancoMoradoMorado/Morado

Olor MaderaNo tieneNo tieneNo tiene


6.2. REDUCCION DE LA GLUCOSA

REACTIVOSPRODUCTOS

Medio cidoFormulaNaOHC6H12O6Azul de metileno

Estado de agregacin Liquido LiquidoLiquidoLiquido

Color MoradoNo tieneAzulAzul/no tiene

Olor No TieneNo tieneNo tieneNo tiene


7. CALCULOS. Clasificacin de las reacciones e igualaciones Para la primera reaccin tenemos:H2SO4+2NaOH---->Na2SO4+2H2Oste es un caso de neutralizacin, es decir, una reaccin que ocurre al mezclar cantidades equivalentes de un cido y un hidrxido, de modo que se anula el efecto mutuo de estas sustancias debido a la formacin de ambas sustancias.En forma de esquema:cido +hidrxido----> sal + aguaEn este caso:H2SO4 + 2 NaOH ----> Na2SO4 +2 H2Ocido sulfrico + hidrxido de sodio ----> sulfato de sodio + aguaPara la segunda reaccin:Es una reaccin de doble desplazamiento Y la ecuacin balanceada es: H2SO4 + BaCl2 ----------> BaSO4 + 2HClEn la tercera ecuacin lo q ocurre es una reaccin de oxido-reduccin entre el nitrato y el cloruro la ecuacin balanceada es:HCl + AgNO3 ----------> AgCl + HNO3Para la cuarta reaccin se tendr:3Cu + 8HNO3 ----------> 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2OFenmeno qumico, transformacin de materia y cambio de energa.Reaccin de oxido reduccin donde se pueden dar dos reacciones dependiendo el estado de oxidacin de producto final. El HNO3 es un oxidante fuerteEn la quinta reaccin se tiene una reaccin de desplazamiento y la ecuacin balanceada es:K2CrO4 + Pb(NO3)2 ----------> PbCrO4+ 2KNO3 En la sexta reaccin:Es una reaccin de doble desplazamiento, donde se intercambian los iones de un compuesto con el del otro, la reaccin igualada es:3 K4Fe(CN)6 + 4 FeCl3 ----------> 12 KCl + Fe4[Fe(CN)6]3Y para la sptima y ltima tenemos una reaccin de desplazamiento o sustitucin, la ecuacin igualada ser:Fe+2HCl---------->FeCl2+H2

Reduccin del PermanganatoPrimeramente para la reduccin del permanganato en medio cido tenemos:2KMnO4+8H2SO4+5K2C2O4---------->2MnSO4+10CO2+8H2O+6K2SO4Y el agente reductor y agente oxidante son los siguientes:Agente oxidante es el KMnO4Agente reductor es el K2C2O4

Sustancia reducida es el MnSO4Sustancia oxidada es el CO2Para el caso del medio neutro tenemos:Tenemos:2KMn04+5C2O42-+16H+---------->2Mn2++10CO2+8H2OEn este caso el agente oxidante tambin es el KMnO4El agente reductor es el Na2C2O4

La sustancia reducida es el Mn2+La sustancia oxidada es el CO2En esta parte es donde se tena que calentar para que se disuelva, ya que al calentar la solucin aumenta la solubilidad. No solo para esta parte sino para medio cido y medio bsico.Para el ltimo caso del medio alcalino tenemos:El KMnO4 en medio alcalino es un oxidante Reduccin de la GlucosaLa glucosa es una sustancia que se oxida fcilmente cuando se encuentra en un medio alcalino.Glucosa + oxgeno a cido glucnico + Para observar la reaccin utilizamos un indicador, el azul de metileno, que se presenta en dos formas: cuando hay oxgeno presente en la disolucin el indicador toma un color azul (forma oxidada). Al calentarla estamos disolviendo el oxgeno del aire en la disolucin que tenemos. Pero, si el oxgeno se agota la disolucin se decolora porque el azul de metileno se transforma en su forma reducida. Al dejar en reposo el oxgeno disuelto reacciona con la glucosa.Podemos considerar la reaccin en dos etapas:Al dejar reposar:(Indicador azul) + Glucosa a (indicador incoloro) + cido glucnicoForma oxidada Forma reducidaCon el oxgeno y calentndola (Indicador incoloro) + Oxgeno + agua a (indicador azul) + OH-Forma reducida Forma oxidada8. CONCLUSION.Para concluir podemos decir que se pudo observar los distintos tipos de reacciones que vimos en la parte terica, identificamos las caractersticas de los productos y vimos las transformaciones de los diferentes reactivos a los productos. Para la parte de la reduccin del permanganato en medio cido, medio neutro y en medio bsico, se vio como reaccionaban, la transformacin que sufran en cada medio de estudio, como por ejemplo en medio cido, cuando tena un color rosado bajito, que al aumentar KMnO4 el color cambio a un rojo claro (rojo sangre).En la parte del medio neutro el producto fue de color fucsia, al aadir 1 ml de KMnO4 el color cambio a uno violeta.En la ltima del medio alcalino se vio que la sustancia solo se concentro mas, o sea que el color que mas domino es el morado, al aumentar KMnO4 solo se concentro mas.Para la parte de la reduccin de la glucosa, la reaccin que se produjo pareca un truco, ya que al principio la reaccin estuvo de color azul y luego de calentarla se volvi incoloro, despus de ello se lo alejo de la hornilla y poco a poco se volva a poner de color azul, aqu se vio fsicamente una reaccin reversible.En otro punto se puede argumentar que en la parte del permanganato en medio alcalino, no se pudo ver el producto de la reaccin lo mismo que en la glucosa, solo se anoto las caractersticas fsicas que se vio.9. BIBLIOGRAFIA.Gua de laboratorio qumica general semestre I/2011http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_fyq3/tema6/index6.htmhttp://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_qu%C3%ADmica

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