Actividad 2 Rutherford

En este artículo hemos realizado un trabajo sobre el descubridor del núcleo atomico: Ernest Rutherford.

1. J.J thomsom en 1884 se convirtió en profesor de Física Cavendish. Uno de sus alumnos fue Ernest Rutherford, quién más tarde sería su sucesor en el puesto. Rutherford siguió los pasos de su profesor J.J thomsom y realizo investigaciones para descubrir la estructura de átomo pero eso lo explicaremos después.En 1907 Geiger empezó a trabajar junto a Ernest Rutherford en la Universidad de Manchester. Geiger invento el contador Geiger que es un instrumento que permite medir la radiactividad. Si nos damos cuenta, (ya lo veremos mas adelante) Rutherford hizo estudios sobre este tema. Si una persona como thomsom te enseña sus investigaciones y sus proezas estamos seguros de que serás un gran científico y llegaras donde quieras porque has tenido un gran profesor. Así ha pasado con estos 3 grandes científicos que han llegado a conseguir un premio Nobel.

2. ¿Cuales son las principales diferencias entre física y química?

Para empezar sería conveniente explicar primero que es la física y qué es la química, estas dos ciencias se diferencian entre ellas pero es una diferencia que a la gente le cuesta mucho esplicar. La física es la ciencia que estudia las propiedades de los cuerpos y los diferentes factores que actúan sobre ellos sin que cambie su naturaleza. La química es la ciencia que estudia la composición y estructura de la materia hasta el nivel atómico, y especialmente las transformaciones que ésta puede sufrir madiante diversos procesos que cambian su composición. Tras haber definido y entendido bien estas dos ciencias, podemos sacar que la principal diferencia entre una y otra es que en la física, se estudian los cuerpos sometiéndolos a diferentes situaciones en las que las propiedades del elemento estudiado no varían, mientras que en la química se estudian los cuerpos o elementos sometidos a situaciones que si que afectan a sus propiedades. Una frase de Rutherford fue: ''Toda ciencia, o es física, o es coleccionismo de sellos''. Esta frase lo que quiere decir es que para él la física es lo más impotante, lo más necesario, que todo lo demás es prescindible, es decir, que es como un hobby. Otra, ya después de haberle entregado el premio nobel de química fue: ''He cambiado muchas veces en mi vida, pero nunca de manera tan brusca como en esta metamorfósis de físico a químico''. Aquí Rutherford se sentiría un poco sorprendido después de haber recibido este premio y no el de física (ya que como hemos dicho antes, él era físico, y no había ninguna otra ciencia más importante). Este premio se le fue entregado gracias a sus investigaciones sobre la desintegración de los elementos y la química de las sustancias radiactivas, junto a su ayudante Hans Geiger. Suponemos que al citar esta frase, Rutherford había aceptado que la química también es importante para la evolución de la especie humana y que en cierta manera, estas dos ciencias, la física y la química, al fin y al cabo no son tan diferentes.

3. Vamos a hablar sobre diferentes aportaciones de Nikola Tesla y de los descubrimientos más importantes en este siglo. Físico croata, Nikola Tesla nació el 10 julio de 1856 en la ciudad croata de Smiljan. Fue físico, matemático, ingeniero eléctrico e inventor. Falleció en Nueva York el 7 de enero de 1943, en plena guerra mundial. Nació en una época caracterizada por las continuas revoluciones sociales que habían sido iniciadas en el periodo de la ilustración con la revolución francesa pero cuyo auge fue el siglo XIX durante los periodos del romanticismo y el realismo. Estudió en Graz pero fue en Praga donde estudió ingeniería eléctrica. Realizo numerosos viajes por europa y en París trabajó en una de las compañías de Edison donde realizó su mayor aportación: la teoría de la corriente alterna en electricidad, lo que le permitió idear el primer motor de inducción en 1882. Durante años postreros se traslada a Nueva York donde crea su propia empresa pues se había enfadao con Edison. Tenía un laboratorio y en 1887 construyó el motor de inducción de corriente alterna y trabajando en el laboratorio Westinghouse concibe el primer sistema polifásico para trasladar la electricidad a largas distancias. Consiguió transmitir energía electromagnética sin cables, construyendo el primer radiotransmisor. Realizó una exhibición pública de la corriente alterna, demostrando su superioridad sobre la corriente continua de Edison. Patentó el invento dos años después de que Marconi lograra su primera transmisión de radio. Aun así Marconi va a registrarlo y se encuentra con que Tesla ya lo había hecho con lo que es rechazada por ser una copia de la de Tesla. Se inició así una "pelea" entre las industrias de Marconi y de Tesla. Finalmente un conjunto de científicos destacados y la Suprema Corte de EEUU dan la razón a Tesla, equivocadamente y de hecho hoy en día en muchos libros aparece Marconi como inventor de la radio. Más tarde demostró que usando una red eléctrica resonante y utilizando una corriente alterna de alta frecuencia, aunque hoy día se considera de baja, solo se necesitaba un único conductor para alimentar un sistema eléctrico (solo hay que ver que para enchufar la batidora solo necesitamos un cable), sin necesidad de otro metal ni un conductor de tierra. A esto lo llamo textualmente: "transmisión de energía eléctrica a través de un único cable sin retorno". Tesla afirmó en 1901: "Hace unos diez años, reconocí el hecho de que para transportar corrientes eléctricas a largas distancias no era en léctrica a través de un único cable sin retorno". Hizo demostraciones de éste instrumento. Se le considera el inventor de la industria eléctrica y se inventó la bobina que lleva su nombre. Además a la unidad de campo magnético en el SI se la llamó Tesla en su honor. Si resumimos sus principales aportaciones al mundo de la ciencia fueron (siempre aportaciones en el campo del magnetismo y la electricidad):

- construyó el primer radiotransmisor de tecnología inalámbrica (radio).
- descubrió la corriente alterna utilizando el motor asíncrono inventado también por él.he aqui un video de un generador de corriente alterna.
- inventó el motor asíncrono. Un motor de inducción de corriente alterna.
- descubre el campo magnetico rotativo. Es lo de que solo se necesita un conductor para alimentar un sistema eléctrico.

Como el lector habrá comprobado en la biografía, Tesla no se llevaba bien con dos físicos, Marconi y Edison con el que tuvo algunas disputas de carácter científico.

Edison: con Edison mantuvo una disputa que la podemos apodar guerra de las corrientes. A finales del siglo XIX hubo una guerra comercial entre las compañías eléctricas de Edison y las de Tesla. Lo que ocurrió es que el sistema de Edison utilizaba corriente contínua mientras que el de Tesla se basaba en la corriente alterna y con la solución contínua se estaba obligado a distribuir usinas generadoras cada pocos metros dentro de las ciudades mientras que con la alterna se podía generar a grandes distancias como lo demostraba el alimentar la ciudad de Buffalo con la central hidroeléctrica de las catarátas del Niágara a 32 km de distancia. Finalmente está claro que ganó Tesla pues su sistema era más cómodo y barato. Hoy día la alterna es la utilizada universalmente.He aqui un video de el funcionamiento de un motor a corriente continua. Vemos que la corriente pasa por un extremo y sale por el otro mientras que en uno de corriente alterna la corriente fluye distintamente. Unicamente necesitamos un alimentador.

Marconi: con Marconi tuvo un enfrentamiento que consideramos más grave que el otro y que el consejo de gente que decidió en favor de Tesla se equivocó totalmente. Marconi fue el primero en realizar una transmisión de un mensaje oral de forma inalámbrica pero no lo patentó. A los dos años Tesla consiguió hacer una y si la patentó. Marconi la fue a registrar meses después y se la dieron como copia de la de Tesla. Ambos tuvieron una disputa y finalmente un consejo se lo dio a Tesla muy injustamente porque creemos que para un científico no hay cosa peor que te roben un descubrimiento. Esto provocó un enfrentamiento entre ambas industrias. El experimento no le fue reconocido a Marconi hasta después de su muerte y en muchos libros aparece el como inventor de la radio, de hecho, nosotros en primero de la eso hicimos un trabajo de los físicos y el grupo que hizo Marconi habló de la radio como inventó suyo aunque nombró también a Tesla pero no como inventor.

linea del tiempo. Ver con un aumento a 100 años.

4. En este punto responderemos a algunas cuestiones planteadas, basandonos en el libro de lectura ''De Arquímedes a Einstein''.

a) Diferencia entre fluorescencia y fosforescencia: La fluorescencia y la fosforecencia son dos tipos de luminiscencias y se pueden dividir en dos clases de minerales: los minerales fluorescentes y los minerales fosforescentes. Las diferencias entre ambos son que los elementos fluorescentes emiten una luz azulada al ser estimulados por una radiación externa, mientras que los elementos fosforescentes, la luz que emiten, tiene un color verdoso, y ésta continúa a pesar de que ya no se esté iluminando a dicho elemento, esta iluminación tiene que provenr de una luz normal. Tambien un factor del que dependen estos dos fenómenos es la cantidad de flúor (en los elementos fluorescentes) y fósforo (en los elementos fosforescentes).

(Emos elegido este video puesto que en él se diferencian claramente estos dos procesos de los que hemos hablado y se entienden bien con él las diferencias entre un proceso y otro)

b) Los Rayos X: Son unos rayos con la capacidad de penetrar en ciertas sustancias como la piel, tejidos, hojas de aluminio, etc. que fueron utilizados (y siguen siéndolo) especialmente para la medicina, para tratar los temas de fisuras...
Con los rayos X se obtenían unas imágenes del elemento sometido a estos mismos, nítidos, como si no se nos interpusiese nada, como si la piel no tubiese color (en caso de que el elemento sometido a la radiación de rayos X fuese un tejido).

c) La radiactividad: La radiactividad es la emisión de radiaciones u ondas electromagnéticas emitidas desde los núcleos de algunas sustancias sin necesidad de haber sido expuestas a la luz. Es la desintegración espontánea de ciertos átomos pesados.
Fue descubierta por Becquerel con un poco de suerte, y definido de forma más científica por el matrimonio de Marie Curie. Se habla de suerte, puesto que Becquerel quería exponer al Sol una placa fotográfica cubierta con papel negro, sobre el que ponía una moneda. Todo ésto luego lo recubría con sal de uranio. Como estabamos diciendo, lo quería exponer a la luza solar, puesto que tenía que dar una charla en la Academia y quería enseñarles a los oyentes los efectos de la fosforescencia, pero los últimos dias habian estado muy nublados, por lo que no pudo exponer su placa fotográfica al Sol, cuando fué a mirar tan solo para mostrar los efectos de la fosforescencia débil, se dió cuenta de que la moneda salía tan nítida como si hubiese sido expuesta a la luz solar. De esta manera descubrió Becquerel la radiactividad sin tener constancia de la impotancia de su descubrimiento hasta la definición del mismo por parte del matrimonio Curie, como hemos dicho antes.

(Esta señal es la que se utiliza hoy en dia para expresar que en ese lugar en el que se encuentra la señal hay radiactividad y por tanto hay que tener cuidado)

d) Aportaciones del matrimonio Joliot y Marie Curie y Rutherford en la radiactividad: Fueron unas aportaciones muy importantes y decisivas en el trabajo de Becquerel, pues él había descubierto la radiactividad (denominado así por el matrimonio de Joliot y Marie Curie) pero no sabía realmente lo que era hasta que Joliot, Marie Curie y Rutherford no dejaron claro, explicando la radiactividad de forma más técnica, lo que ésta suponía y significaba.

e) Alfa, gamma y beta: Alfa, gamma y beta son distintos tipos de radiaciones, son los tres tipos de de emisiones en las que se descompone la radiactividad. Las primeras en ser descubiertas fueron alfa y beta, descubiertas por Rutherford. Éste se dió cuenta de que los elementos radiactivos emitían dos tipos de rayos a los que denominó por los nombres anteriormente citados, alfa y beta. Después ya en la universidad de Canadá se dió cuenta de que no se emitían dos tipos de rayos, si no tres: alfa, gamma y beta.
La radiación gamma es la más energética de la tres, es una radiación que tiene una altísima frecuencia, pero como consecuencia, una cortísima longitud de onda. Después, en orden de mayor a menor, se sitúa la radiación beta, que es un flujo de electrones, y en último lugar, como radiación menos energética, se situaría la radiación alfa, que eran átomos de helio doblemente ionizados (H++) (esté tipo de rayos fue el que utilizó Rutherford para llevar a cabo quizá su experimento más conocido, el de bombardear una lamina de oro con partículas alfa, experimento tras el cúal consigió deducir que en un átomo, los electrones se encontraban en una capa separada del núcleo, y no dentro del mismo como dijo Thomson). Estas partículas tambien se podían obtener colocando una fuente radiactiva intensa en un contenedor de plomo con una pequeña abertura.

En esta otra foto se puede observar con gran facilidad el nivel de energía que posee cada una.

f) La ley de la desintegración atómica: Es el ritmo con el que los átomos de una muestra radiactiva se desintegran. Determinó que la vida media de estos átomos podía estar entre unos pocos segundos, en el caso de algunos átomos, hasta miles de millones de años, como era el caso de otros. Esta enorme variación se podía predecir gracias a la ley de la desintegración atómica.
A demás de estos átomos que se desintegraban, había otros (como es el caso del uranio) que muy lentamente se transformaban en otros elementos, que a su vez se desintegraban llegando siempre hasta un mismo final en la cadena, el plomo.
Rutherford utilizó muestras geológicas que contuvieran estos elementos, puesto que conociendo a qué ritmo se desintegraba cada uno, podía establecer un límite inferior a la edad de la Tierra. Éste es un método de datación que en la época actual se sigue utilizando.

Trabajo sobre el carbono 14.
El carbono 14 es un radioisótopo* del carbono, descubierto por Martin Kamen y Sam Ruben en el 27 de febrero de 1940. Este isótopo del carbono tiene 8 neutrones frente a los 6 que tiene un átomo de carbono.
Este isótopo es producido de forma continúa en la atmósfera como consecuencia de un bombardeo de átomos de nitrógeno por neutrónes cósmicos. Al ser un átomo tan inestable, se encuentra mezclado con los elementos no radiactivos en el dióxido de carbono de la atmósfera.
El carbono 14 es un átomo muy útil para fechar la edad de restos de seres vivos, con una antigüedad de hasta 10.000 años.

*Un isótopo es una variante de un elemento, el cual se diferencia con el principal, en el número de neutrones que hay en su núcleo. Un radioisótopo o isótopo radiactivo de un elemento se caracteriza por tener un núcleo atómico inestable (debido a la diferencia entre protones y neutrones dentro del núcleo), son átomos que emiten energía cuando pasan de ese estado inestable a otro estado un poco más estable. Estos radioisótopos se pueden medir con el contador de Geiger.

g) El contador Geiger: El contador Geiger es un instrumento que sirve para medir la radiactividad de un objeto o lugar. Está formado por un tubo metálico con hilio también metálico muy fino en su interior, a lo largo de su centro. Dentro del tubo, se encuentra el gas argón a una presión de 260mmHg mezclado con vapor de etano o neón, y con vapor de bromo.
La diferencia entre el ánodo (el pequeño hilo que va por dentro del tubo) y el cátodo (las paredes del tubo) es muy alta (entre 500 y 1200 V), por lo que cuando hay una alta radiación, el gas que se encuantra dentro del tubo, se ioniza y se produce un breve flujo de corriente establecido entre los electrodos. El flujo será el que nos indique la cantidad de radiactividad que hay en un determinado lugar u objeto, siendo mayor el flujo cuanta más radiactividad haya.

5. En éste punto vamos a describir el experimento que realizó Rutherford. Todo ésta explicación va a venir acompañada de unos videos realizados por nosotros (en proceso) así como de algun otro tomado de internet. Rutherford encargó a sus discipulos Geiger y Mardsen que realizaran ellos la prueba. Lo que hicieron fue coger un pan de mica y lo bombardearon con particulas alfa que son particulas muy energéticas y cargadas positivamente. Éstas las obtenían situando una fuente radiactiva intensa en un contenedor de plomo cerrado pero con una pequeña abertura. A través de ella salían las pequeñas partículas que para canalizarlas se hacen pasar por un fino canal hecho de cilindros de plomo alineados. Como era de esperar las partículas alfa pasaban sin ningún problemas sobre la finísima capa de mica. Ellos pensaron que si tan altamente energética es pues lo lógico es que rompa unos atomillos y salga. De momento se pensaba que los electronces estaban impregnados en el nucleo. A medida que aumentaban el grosor de la mica vieron como finalmente las partículas eran absorvidas algo lógico pues la energía no era sufieciente para romper. Además como los átomos son neutros no tendría que aparecer ninguna desviación. Observaron que podrían colisionar de lleno pero que esto no provocaría nada pues la probabilidad sería muy baja y en el caso de que ocurriese la energía rompería el atomo y generaría una pequeña descolocación y la partícula pasaría. Geiger pidió un consejo a Rutherford para iniciar a Mardsen en la investigación pues querían llegar más lejos y experimentar con otros materiales. Para asombro de Geiger, Rutherford le dijo que lo hiciera con pan de oro y la razón era que era uno de los pocos materiales que, hasta el momento, se podían hacer finísimos. Todos pensaban que no ocurriría nada pues el oro está formado de átomos como la mica y no tendría nada que cambiar. Sin darse cuenta dieron a entender una de las peculiaridades de los enlaces metálicos. La mica tiene partes de metal pero también posee otros que no como silicatos por lo que sus carácterísticas metálicas no son muy pronunciadas, el oro lo es más. Cuando hicieron pasar el haz de particulas a través del oro se dieron cuenta de que algunas particulas eran ligeramente desviadas y otras rebotaban por completo. Esto levantó un gran interés en Rutherford que hizo calcular a sus discípulos la probabilidad de que rebotaran o se desviasen y de ahí se sacó la fórmula. Ellos veían si las partículas rebotaban porque habían colocado una pantalla detrás. Se dieron cuenta que para que las partículas alfa rebotaran debía haber una parte del átomo que fuera positiva y además la masa de éstos (los protones) resultaban ser muchísimo más grandes que la masa de los electrones. Claramente lo curioso era preguntarse como narices algo tan enérgico podía ser desviados y concluyeron que si toda la masa estaba concentrada en un punto y además éste era muy energético estaba claro que era posible y a ese conjunto lo denominó nucleo: HABÍA DESCUBIERTO EL NÚCLEO ATÓMICO. Vieron e investigaron como de pequeños, compactos y altamente cargados debían ser estos núcleos para que un choque de aquellos proyectiles produjeran una desviación tan alta. Llegaron a la conclusión que la partícula alfa se dirigía hacia el átomo entonces lo normal es que pasase pero alguna vez se desviaba. Según el modelo atómico de Thomson ésto no podía ser posible porque si los electrones estaban inmersos pues las partículas alfa se quedarían pegadas pues se atraerían con los electrones. No podía ser posible, tenía que haber separación entre los electrones y el núcleo pues así se explicaba que cuando la partícula pasaba sin tocar nada y sin pasar cerca del núcleo transcurriera con normalidad, que es lo lógico pues la separación es grandísima. Si quedaba ligeramente desviada era explicado por el hecho de que pasaba cerca del núcleo y éste lo repelía y si rebotaba es que las partículas chocaban con el núcleo y retornaban. Esto desacía la antigua hipótesis de que la partícula alfa rompiera el átomo pues al rebotar estaba claro que no lo hacía. Más tarde probaron con platino y el experimento ya fue un triunfo por completo. Como ya sabemos en un enlace metálico los nucleos de los átomos de los metáles se disponen juntitos y los electrones se ponen en una nube alrededor. Ésto explica que con el oro saliera mejor que con la mica pues es más metálico y la cantidad de carga positiva que se acumulaba en el oro sería grandísima al ser ese tipo de enlace y estaba claro que se iba a repeler con la de la alfa. Con el platino fue más exitoso porque si observamos la valencia, el platino tiene 2 y 4 y el oro 1 y 3. Si tomamos la valencia mayor pues cogeremos del platino la 4 y del oro la 3 siendo mayor la del platino. Esto quiere decir que los átomo de platino liberarán cuatro electrones y los del oro 3 estando así más libre el núcleo en los del platino. Además el platino está una casilla antes que el oro luego además tendrá menos electrones. En definitiva: el platino tendrá menos electrones que puedan estorbar y más libre el núcleo lo que permite una mayor facilidad para las partículas de rebotar. Creemos que esto es lo que hace que con el platino sea más exitoso.

Con la frase: "es como si se disparara un obus naval de buen calibre sobre una hoja de papel y rebotara". Ésta frase fue enunciada por Rutherford sin antes tener en cuenta la propiedad que acabamos de indicar y pensando según el modelo atómico de Thomson. Él lo que vio fue que cómo un pedazo partícula cargadísima de energía y con gran potencial podía ser rebotada por una simple finísima lámina de oro. No era normal pues se entiende o se había entendido hasta ahora con la mica que lo que ocurría es que lo rompía y no podía rebotar. Como bien indica lo lógico es que el obus rompa en cachos la hoja pero lo que no es normal es que rebote. Como hemos indicado Rutherford no tuvo en cuenta pues no había calculado todavía nada acerca del núcleo y no sabía que la suma de las energías de los protones del núcleo era tan grande que podía hacer competencia a la de las alfa. Esto fue una frase célebre pues se hizo cuestionar que narices pasaba ahí que no era normal, lo primero no se estaban rompiendo átomos y lo segundo lo negativo no podía estar pegado a lo positivo porque si no no hay manera que rebote y gracias al enunciamiento de ésta frase consiguió un nuevo modelo atómico. Es una frase célebre porque hace razonar a la gente y da un significado irónico como diciendo que aquí pasa algo raro que no es normal.

Aqui he un video que explica el experimento de rutherford. Aunque viene en inglés viene a decir lo mismo que hemos explicado.
6.Para explicar estos hechos, Rutherford propuso el modelo atómico nuclear que sitúa la mayor parte de la masa de átomo concentrada en una zona my pequeña del mismo (contra la que chocaban las partículas desviadas). El modelo supone que el resto del átomo esta prácticamente vacío.

Modelo atómico nuclear

El modelo atómico nuclear distingue dos partes en el átomo: el núcleo y la corteza.

El núcleo. Es muy pequeño en comparación con el volumen total del átomo y concentra casi toda su masa. Consta de dos tipos de partículas: los protones con carga eléctrica positiva y los neutrones eléctricamente neutros. El núcleo, tiene por tanto, carga eléctrica positiva. La masa del neutrón es ligeramente superior a la del neutrón

La corteza. Es la zona donde los electrones se mueven en torno al núcleo.
Los electrones tienen carga eléctrica negativa. La masa del electrón es unas 2000 veces menor que la del protón.

Los átomos contienen el mismo número de electrones en la corteza que de protones en el núcleo; en consecuencia, son eléctricamente neutros.

Según el modelo atómico de Rutherford, los electrones se mueven en órbitas circulares y tienen una aceleración normal.Una carga eléctrica emite energía; por lo tanto, el electrón terminaría describiendo órbitas en espiral hasta chocar con el núcleo, y esto supondría una pérdida continua de energía.
Por otro lado, el electrón pasaría por todas las órbitas posibles describiendo una espiral alrededor del núcleo; y por tanto, la radiación emitida debería de ser continua. Sin embargo, los espectros de emisión de los elementos son discontinuos.

A Rutherford se le considera el padre de la interacción nuclear ya que gracias
a sus investigaciones acerca de las interacciones. Según la interacción nuclear fuerte la fuerza obliga a los núcleos a permanecer unidos.

A continuación explicaremos las 4 interacciones fundamentales de la naturaleza.
Existen cuatro tipos de interacciones fundamentales: interacción nuclear fuerte, interacción nuclear débil, interacción electromagnética e interacción gravitatoria.

Interacción gravitatoria. Se da entre todas las partículas y se describe mediante la teoría de la relatividad general de A. Einstein o más fácilmente mediante la ley de gravitación universal de Isaac Newton. Gracias a ella se pueden explicar fenómenos como la caída de los cuerpos o el movimiento de los planetas, satélites, estrellas, cometas, etc. Su alcance es infinito y actúa a grandes distancias. Es la interacción más débil de todas, pero es la responsable de la estructura general del Universo.

Interacción electromagnética. La interacción electromagnética afecta a las partículas con carga eléctrica o con momento magnético, así como a los fotones. Su descripción se hace a partir de las leyes de Maxwell y su alcance es infinito. Gracias a ella se pueden explicar fenómenos tan diversos como los eléctricos, los magnéticos, la interacción entre la luz y la materia, las ondas electromagnéticas, la estructura interna de la materia a escala atómica y molecular, así como la química.

Interacción nuclear fuerte. La interacción nuclear fuerte afecta a los quarks, y por tanto, a los hadrones. Es la más intensa de las cuatro y se denomina también interacción fuerte o interacción hadrónica. No tiene influencia en la Química, por ejemplo. Gracias a esta interacción se puede explicar la estabilidad nuclear y muchos procesos nucleares.

Interacción nuclear débil. La interacción nuclear débil se produce entre partículas leptónicas o hadrónicas. Explica algunos procesos nucleares, como la desintegración de los núcleos, en la que un neutrón se transforma en un protón y un electrón, generándose también un antineutrino electrónico. También explica las transformaciones entre leptones, como la desintegración del tauón. Su intensidad es mucho mayor que la fuerza gravitatoria, pero es menor que la fuerza electromagnética. También se denomina interacción débil.

7. Explicación del escudo

En primer lugar hemos elegido este fondo porque es de color de oro como es el elemento que eligió Rutherford para llevar a cabo su experimento.
Hemos preferido que el escudo este sobre el mundo por 2 razones: la primera porque es y va a ser uno de los científicos mas grandes de este mundo, la segunda porque el modelo que dio de la estructura del átomo se parece al sistema solar. Por último en el centro del escudo pusimos una foto de Rutherford, que es en definitiva en lo que se basa este trabajo.

Las frases en latín quieren decir dos cosas que pueden ser algunos de los principios que siguen los físicos y que impulsan su curiosidad:

Ad eundum quo nemo ante iit: Ir osadamente donde nadie ha llegado jamás. Ad altiora tendimus: A lo alto tendemos.

Práctica 3. obtención de sustancias gaseosas II

Reacciones Químicas

esta es una reacción química y sale un gas azul.

Obtención de sustancias Gaseosas

En esta práctica realizamos dos experimentos diferentes, con la intención de obtener sustancias gaseosas. En primer lugar el del gas cloro y en segundo lugar el dióxido de carbono (con ayuda del profesor).Para la obtención del gas cloro utilizamos dióxido de manganeso y ácido clorhídrico. Este experimento fue más sencillo de llevarlo a cabo.Para la obtención del dióxido de carbono utilizamos carbonato de calcio y ácido clorhídrico. Esta práctica era más difícil por lo que el profesor nos ayudo.Los objetivos de esta práctica eran al igual que la práctica anterior obtener sustancias gaseosas a partir de reacciones químicas, saber el concepto de reacción química, introducir los conceptos de reactivos y productos, saber ajustar estequiométricamente las reacciones químicas y trabajar el concepto de disolución.


INTRODUCCIÓN

Es la tercera práctica que hacemos que llevamos a cabo en el laboratorio de física y química del colegio base. En esta práctica llevaremos a cabo la obtención de dos sustancias gaseosas que son el gas cloro y el dióxido de carbono. Ya teníamos los conocimientos para poder realizar y entender esta practica. Estos conocimientos son:

-Las reacciones químicas que pueden ser endotérmicas y exotérmicas-


-La ley de conservación de la masa


-El concepto de disolución


Como en todo laboratorio también necesitamos saber las medidas de seguridad apropiadas para no originar accidentes.

El fin de esta práctica es, por supuesto, conocer como de sustancias que nosotros consideramos normales pues están en nuestra vida cotidiana se pueden obtener sustancias muy raras, y al revés, cómo de sustancias muy raras obtenemos sustancias muy simples... Partimos desde unas condiciones muy inexactas pues no lo estamos realizando al vacío y hay una clara influencia de la presión, la temperatura, etc. Veamos lo que ocurrió en la práctica...


4. TRABAJO EXPERIMENTAL

En este apartado explicaremos todos los métodos llevados a cabo, así como los instrumentos y los reactivos que hemos utilizado para poder realizar la práctica.

1.- Obtención de gas cloro:

En este apartado de la práctica, haciendo reaccionar dióxido de manganeso (MnO2) y ácido clohídrico (HCl) pretendemos obtener dicloruro de manganeso (MnCl2), agua (H2O) y gas cloro (Cl2).

INSTRUMENTOS UTILIZADOS
Lo único que se necesita para realizar esta parte de la práctica es un tubo de ensayo.

REACTIVOS Y PRODUCTOS
Los reactivos que se necesitan son como hemos dicho al principio, dióxido de manganeso (MnO2) y ácido clorhídrico (HCl) y los productos que tienen que salir al hacerlos
reaccionar son: el dicloruro de manganeso (MnCl2), agua (H2O) y gas cloro (Cl2).

MÉTODO

Para poder realizar esta reacción hay que coger un tubo de ensayo limpio, al que hay que añadirle una pequeña cantidad de ácido clorhídrico y rápidamente (puesto que se evapora muy rápido) otra pequeña cantidad de dióxido de manganeso. Cuando se haya añadido todas las sustancias, hay que observar lo que ocurre en el interior del tubo de ensayo, y anotarlo.


2.- Obtención de dióxido de carbono:

En esta segunda parte de la práctica se pretende obtener cloruro de calcio (CaCl2), agua (H2O) y dióxido de carbono (CO2) haciendo reaccionar carbonato cálcico (CaCO3) con ácido clorhídrico (HCl).

INSTRUMENTOS UTILIZADOS Para poder realizar esta reacción se necesitan: - Un matraz aforado. - Un recipiente para llenarlo de agua. - Un matraz (o un tubo de ensayo) con un corcho taladrado para taparlo. - Un tubo de plástico para unir un matraz con el matraz aforando. - Una pera y una pipeta. REACTIVOS Y PRODUCTOS Para poder conseguir los productos que queremos [cloruro de calcio (CaCl2), agua (H2O) y dioxido de carbono (CO2)], necesitamos hacer reaccionar carbonato cálcico (CaCO3) y ácido clorhídrico (HCl). MÉTODO Lo primero que hay que hacer es llenar el recipiente y el matraz aforado con agua e invertir éste último de forma que quede dentro del recipiente sin que se caiga el agua que hay en su interior. Cuando ésto se haya conseguido, hay que introducir un extremo del tubo de plástico dentro del matraz aforado (la boca del matraz aforado tiene que estar separada del fondo del recipiente para poder meterlo). Despues, fuera del recipiente hay que preparar un matraz, con un corcho taladrado, por el cuál introduciremos el otro extremo del tubo de plástico para poder llevar el gas producido dentro del matraz, hasta el matraz aforado. En el matraz se introducirá un poco de carbonato cálcico y unas gotas de ácido clorhídrico, después hay que cerrarlo rápidamente con el corcho. Hay que estar muy atento a todo lo que pasa, tanto dentro del matraz como en el matraz aforado y anotarlo.

5. RESULTADOS OBTENIDOS

En este apartado vamos a contar los resultados que se han obtenido al realizar los experimentos anteriormente explicados, así como ciertas cuestiones planteadas en el guión de esta práctica.


CUESTIONES:

1.Ajustar las siguientes reacciones químicas:

- MnO₂ + HCl --> MnCl₂ + H₂O + CO₂ => MnO₂ + 4HCl --> MnCl₂ + 2H₂O + Cl₂

- CaCO₃ + HCl --> CaCl₂ + H₂O + CO₂ => CaCO₃ + 2HCl --> CaCl₂ + H₂O + CO₂

- FeS + HCl --> FeCl₂ + H₂S => FeS + 2HCl --> FeCl₂ + H₂S

- CO2 + H2O ---> H2CO3

2. Reactivos y productos:

- En la primera parte los reactivos el dióxido de manganeso (MnO₂) y el ácido clorhídrico (HCl) y los productos que surgen tras su reacción son el cloruro manganoso (MnCl₂), el agua (H₂O) y el dióxido de carbono (CO₂).

- En la segunda parte de la práctica, los reactivos son el carbonato cálcico (CaCO₃) y el ácido clorhídrico. Los productos son el cloruro cálcico (CaCl₂), al agua (H₂O) y el anídrido carbónico (CO₂)

- En la tercera parte de la práctica (la cual no ha sido realizada por falta de material) los reactivos con el sulfuro ferroso (FeS) y el ácido clorhídrico (HCl), mientras que los reactivos son el cloruro ferroso (FeCl₂) y el sulfuro de hidrógeno (H₂S).

3. No hemos encontrado ninguna reacción exotérmica. Han sido todas endotérmicas.

4. El gas cloro está formado por partículas diatómicas (Cl₂), es un gas verdoso, un poco más pesado que el aire. Desprende un vapor que es venenoso, ya que es muy irritante. A pesar
de ésto, es un elemento esencial para la vida de muchas de seres vivos. Se puede unir con materias orgánicas, metáles y no metáles, para formar otros compuestos.

El dióxido de carbono está presente en la atmósfera. Es un gas que facilita el efecto invernadero, y por tanto facilita el calentamiento global. No es un gas tóxico, a no ser que se
encuentre en una gran medida en un lugar cerrado.

5. El gas cloro es el segundo en reactividad en el grupo de los halógenos, por lo que se encuentra solo en la naturaleza (Cl₂). Forma isótopos estables con masa 35 o 37.

-El punto de ebullición del cloro líquido está en -34ºC y su punto de fusión se encuentra en los -100ºC.

Los usos más comunes son la potabilización del agua disolviéndolo en ella. También se utiliza para blanquear, para oxidar y para desinfectar y para los producto de limpieza. Fue utilizado en la Primera y en la Segunda Guerra Mundial debido a su alto nivel tóxico.

El dióxido de carbono es un gas inoloro e incoloro. Se presenta entre los 20 y los 25 ºC a temperatura ambiente. Es un gas un poco ácido y no es inflamable (esto lo pudimos
comprobar al encender una cerilla e introducirla en el matraz aforado con dióxido de carbono en su interior, y ver como ésta se apagaba). Es un gas soluble en agua, únicamente
cuando la presión es igual, si ésta desciende, el dióxido de carbono intentará salir del agua provocando la aparición de burbujas de aire en ella (como sucede con la Coca-Cola).

El uso principal que le damos al dióxido de carbono, es para fabricar bebidas refrescantes gaseosas. También se utiliza para los extintores ya que al ser más denso que el aire, es
capaz de tapar el fuego e impedir que el oxígeno llege hasta él, y de esta forma apagarlo. Otro uso muy común es para los escenarios, en los conciertos u obras de teatro, para
causar un efecto como de niebla (para hacer ésto hay que utilizar el dióxido de carbono en su forma sólida, comunmente conocido como hielo seco).

6. Es gas cloro es tan nocivo puesto que irrita el sistema respiratorio (en estado gas irrita las mucosas, y en estado líquido quema la piel). La exposicion constante al gas cloro, puede
debilitar los pulmones (si no hay mucha concentración) o puede provocar que te entre líquido en los pulmones.

7. La forma mediante la que se ha demostrado que el gas obtenido en el segundo experimento es recogiendolo en el matraz aforado mediante un tubo de plástico. Cuando ya estaba
dentro del matraz, hemos encendido una cerilla, y la hemos introducido poco a poco dentro del matraz, observando como al introducirlo se apagaba, y al sacarla se encendía. Este
hecho verifica que el gas que hemos recogido es dióxido de carbono.

OBTENCIÓN DE GAS CLORO:

Cuando añadimos dióxido de manganeso (MnO2) en un tubo de ensayo a unas gotas de ácido clorhídrico (HCl) vemos que ocurren una serie de cosas. Lo primero que vemos es que inmediatamente la reacción se tiñe de negro completamente aunque ahora veremos que no es realmente así. Si movemos de un lado para otro la reacción, es decir, si lo movemos y tambaleamos el tubo de ensayo, observamos que deja teñido el tubo de ensayo de un tono verdoso y que la superficie realmente a contraluz se ve de color verde.

Al fondo al tambalearlo hemos observado que quedan una serie de grumos como los del colacao que deben ser los restos de MnO2 o otras sustancias sólidas que hayan resultado de la reacción. Si nos hechamos el olor encima observamos que huele a piscina y por lo que deducimos que es cloro (Cl) que además nos hace que nos pique la nariz pues es un gas muy irritante y nos irrita la pituitaria. Hemos conseguido el objetivo de nuestra práctica, aun así observamos otras cosas.

El líquido queda con una textura muy rara. Da la sensación que es muy seco a pesar de ser un líquido, es decir, que si te lo viertes por encima no te va a dejar mojada o muy húmeda la piel. Si nos fijamos también da la sensación de ser un líquido muy denso. Estas dos sensaciones probablemente nos la den los grumos. Ellos son los causantes de que tengamos la sensación de que sea seco pues su color y textura lo refleja. También hace que veamos al líquido muy denso como hemos observado pues ellos lo son y el líquido tiene una textura muy cremosa y da el parecer de ser tipo el mercurio (Hg) que es un líquido muy denso. Esto lo conseguimos al verlo a trasluz.
esto es gas cloro
En cosas referentes a lo que produce la reacción mientras reacciona observamos que cripetea ligeramente, como cuando quemas azucar. No produce ningún tipo de calor pues hemos tocado la base del tubo y éste estaba frío luego es una reacción endotérmica. Como dije al principio nada más echar lo reactivos la reacción se teñía de color negro pero nos hemos dado cuenta al limpiar el tubo y por tanto verter el líquido que era marrón pues también fue reducida con agua (H2O). El líquido es marrón lo que pasa que al haber poco agua pues está muy concentrado y se ve negro pero la razón de que no lo es es que nosotros veíamos verde y eso era debido a que el marrón es ligeramente verdoso.



He aquí un video que para la gente que no está en el laboratorio puede seguir los procedimientos que nosotros seguimos en el laboratorio pues éste es el lugar donde realizamos la práctica. Éste es un vídeo de la obtención del dióxido de carbono. He aquí la manera en la que trabajamos en clase.

OBTENCIÓN DEL DIÓXIDO DE CARBONO:

Para esta reacción lo que hacemos es juntar en un matraz una pequeña cantidad de ácido clorhídrico y le añadimos una pequeña pieza de mármol (carbonato cálcico, CaCO3). Tapamos ese tubo con un corcho agujereado por el que hemos introducido un tubo de plástico que va a conducir el gas producido hasta el matraz aforado de agua y dado la vuelta. Observamos que una serie de pompas empiezan a salir del tubo y el gas va ascendiendo hacia arriba ejerciendo una presión en el agua que se encuentra dentro del matraz aforado y que empieza a vaciarse debido a esta presión.

El gas se queda dentro del matraz aforado y nosotros le daremos la vuelta y taparemos con un dedo. Una vez lo tenemos así vamos a comprobar que es CO2 cogiendo una cerilla y encendiéndola y observando como se apaga rápidamente debido a la ausencia de O2 y a la abundancia de CO2.

También vimos que si añadimos agua más dióxido de carbono observamos que conseguimos un ácido que es el ácido carbónico. Ésta es la mejor manera de demostrar que obtenemos CO2 de esta reacción. Cogimos el tubo de plástico y un tinte que es el naranja de metilo que se tiñe de rojo cuando se encuentra en presencia un ácido. Añadimos en el vaso de naranja un poco de agua y metimos el tubo dentro. Al llegar el gas vimos cómo de repente se empezaba a teñir de rojo pues el naranja había entrado en contacto con un ácido. Éste había resultado ser el ácido carbónico que había aparecido al juntar CO2 con H2O.

6.CONCLUSIONES


Al final las hipótesis que hemos planteado y lo que nosotros creíamos que iba a ocurrir hemos descubierto que se han cumplido. Los objetivos marcados han sido reforzados más que aprendidos pues eran los mismos que en la anterior práctica. Nos hemos concienciado más de lo peligroso que el laboratorio puede resultar sin la supervisión de un adulto que sepa. Esto lo vimos al tener que usar guantes pues íbamos a trabajar con ácido clorhídrico (HCl) y éste es muy corrosivo. Hemos reforzado nuestros conocimientos de química inorgánica y hemos seguido aplicando los que ya tenemos sobre estiquiometría que nos van a servir de cara al próximo tema que vamos a ver que es éste.




He aquí un vídeo en el que nos muestra claramente el hecho de tener un control sobre los productos utilizados y que el conocimiento de los mismos puede llevarnos a tener seguridad como hace este hombre en el vídeo en el que se le ve seguro.


Una de las hipótesis que teníamos y que estábamos seguros es que al leer el guión y en la parte que ponía lo de meter la cerilla sabíamos que se iba a apagar por la falta de O2. En referencia a la práctica hemos descubierto lo mismo que en el anterior. Se pueden obtener gases mediante la reacción de dos reactivos. La verdad es que es lógico que salga un gas al hacer una reacción y es todavía más curioso observar que o son gases muy raros o son gases con los que estamos en contacto constantemente y observar propiedades muy curiosas de ellos es muy interesante por el hecho de que a nosotros nos parecen los más normales del mundo y aun así tienen cosas de interés.

Uno de los conocimientos que teníamos es que nuestro cuerpo inspira oxigeno y expira dióxido de carbono. Lo que no sabíamos es que producía más CO2 si nuestro cuerpo o la reacción química. Para que nuestro organismo produzca mas dióxido de carbono hace falta hacer algún tipo de ejercicio, por ejemplo flexiones. Un voluntario hizo ejerció y a continuación soltó lentamente su dióxido de carbono en un tubo de ensayo con acido clorhídrico y naranja de metilo. Observamos que la reacción produce mucho más CO2.

Otro objetivo marcado ha sido la observación del los tipos de reacciones y empezar a diferenciar unas reacciones de otras por propiedades como si absorben energía o la expulsan o la producen. Nosotros vamos a poner una conclusión sobre lo que es hacer una reacción. Si realizamos una reacción en presencia de un especialista que sepa lo que va a ocurrir podemos observar que es muy interesante como al mezclar sustancias con las que estamos en contacto continuamente y aparentemente normales se pueden obtener reacciones y experimentos muy interesantes y al revés, como al mezclar dos sustancias muy raras se puede obtener algo tan normal como el amoniáco y que en el proceso salgan gases y cosas así muy bonitas.

Finalmente nuestros objetivos citados en el resumen fueron cumplidos: ¡ENHORABUENA!

7.BIBLIOGRAFÍA

Para realizar este trabajo hemos consultado internet sobre todo la wikipedia, así como alguna enciclopedia y del cuaderno en donde nosotros obtenemos los datos y los apuntamos así como los que ya vienen dados.

Practica de física. Reacciones químicas.

REACCIONES QUÍMICAS.

OBTENCIÓN DE SUSTANCIAS GASEOSAS.

Autores: Jorge González, Juan Maroñas y Daniel Benatar.

Fecha: 4/11/08 en el laboratorio

Lugar: Laboratorio
2.-Resumen

Esta práctica consiste en la obtención de sustancias gaseosas mediante reacciones químicas. En este caso hemos escogido el gas hidrogeno, el dióxido de nitrógeno y el amoniaco.

En primer lugar para la obtención del gas hidrogeno necesitamos acido clorhídrico, zinc y un globo. En el globo recogeríamos el gas que se produce y así analizar sus propiedades.

A continuación nuestro objetivo era la obtención de dióxido de nitrógeno. Nuestro objetivo era hacer una disolución entre el acido nítrico y el cobre para obtener el dióxido de nitrógeno. Después repetimos el proceso añadiendo agua.

Para eso necesitamos el acido nítrico y cobre, además necesitamos un medidor de ph.

En último lugar para la obtención del amoniaco hicimos una disolución entre el agua y una perla de sosa. Posteriormente añadimos cloruro amonico y lo calentamos con el mechero bunsen.

Los objetivos de el trabajo son la observación de propiedades muy curiosas de las reacciones químicas que vamos a realizar y también el conocimiento de sustancias peligrosas y del modo de uso que se debe hacer de ellas. Las conclusiones que tenemos en un principio son que hay sustancias que al mezclarlas con otras producen reacciones y procesos muy curiosos e interesantes y que a pesar de ello son muy peligrosas en algunos casos.
3.-Introducción

Esta es la segunda práctica que hacemos en el laboratorio. En esta práctica llevaremos a cabo la obtención de sustancias gaseosas mediante reacciones químicas. Lo realizamos en el laboratorio de Química y Física y lo hemos realizado para observar propiedades de sustancias al hacerlas reaccionar con otras cosas y las sustancias que surgen de las reacciones. Partimos de unas condiciones no muy exactas pues hay que tener en cuenta en las reacciones que influirá la presión atmosférica así como el conjunto de gases que se encuentran en la atmósfera: por ejemplo el NO se oxida rápidamente a O2. Como en todas las prácticas, antes tenemos que saber unos conocimientos básicos como que las reacciones químicas, que pueden ser de 2 tipos, exotérmicas cuando desprenden energía y endotérmicas cuando la absorben. Es importante saber la ley de conservación de la masa de Lavoisier. Consiste: en toda reacción química la suma de la masa de los reactivos es igual a la suma de la masa de los productos. Otra cosa que aprendimos es que una disolución es una mezcla homogénea entre dos sustancias un soluto (menor cantidad) y un disolvente (el medio en el que se disuelve)

Finalmente aprendimos unas medidas de seguridad, para manipular sustancias perjudiciales o peligrosas.

4. - TRABAJO EXPERIMENTAL

En este apartado daremos algunos detalles sobre la práctica, así como los métodos que se han llevado a cabo para realizar esta práctica, los diferentes reactivos utilizados y los productos a los que nos han conducido, y los instrumento que han sido utilizados.

1.obtención del gas hidrógeno (H2) Esta es la primera parte de la práctica, en la que tratamos de conseguir mediante una reacción entre el zinc (Zn) y el ácido clorhídirco (HCl), cloruro de zinc (ZnCl₂) y gas hidrógeno (H₂).

INSTRUMENTOS UTILIZADOS

Para llevar a cabo esta primera parte de la práctica se necesitan:

· Un tubo de ensayo al que se le introducen los reactivos y ver lo que sucede.

· Un globo para tapar el tubo de ensayo y recoger el gas producido por la reacción.

· Una pipeta.

· Un mechero y una cerilla larga para quemar el globo.

REACTIVOS Y PRODUCTOS

Los reactivos que hay que utilizar son el zinc (Zn), un metal de color grisáceo y el ácido clorhídrico (HCl), un líquido incoloro. Los productos obtenidos el reaccionar estos dos elementos son el cloruro de zinc (ZnCl₂), en el líquido que queda en el fondo del tubo de ensayo, y gas hidrógeno (H₂) dentro de el globo.

MÉTODOS

Primero hay que coger el tubo de ensayo y echarle un poco de ácido clorhídrico con una pipeta limpia. Despues de haberle hechado el ácido clorhídrico, hay que echar una pequeña pieza de de zinc y rápidamente taparlo con un globo para atrapar el gas producido por la reacción entre el ácido clorhídrico y el zinc pues ésta es practicamente instantanea. Anotamos todo lo que veamos que ocurre dentro del tubo y cuando haya acabado la reacción, hay que sacar el globo y atarlo, soltarlo y ver que ocurre. Por último hay que someter el globo lleno del gas producido por la reacción (gas hidógeno) al calor del fuego y anotar lo que ocurre al hacer esto.
2. Obtención del dióxiodo de nitrógeno (NO₂)

Esta es la segunda parte de la práctica, donde juntando cobre (Cu) con ácido nítrico (HNO₃), obtenemos nitrato cúprico [Cu(NO₃)], monóxido de nitrógeno (NO) y agua (H₂O).

INSTRUMENTOS UTILIZADOS

Para realizar esta segunda parte necesitamos:

· Un nuevo tubo de ensayo como lugar para realizar la reacción.

· Una pipeta para echar el ácido nítrico.

· Un papelito indicador del pH para medir el pH de las sustancias al finalizar la reacción.

· Una varilla de cristal para para añadir unas gotas de las sustancias obtenidas tras la reacción al papel del pH.

· Un vaso de precipitados para verter el contenido del tubo de ensayo.

· Un recipiente de residuos para verter el contenido del vaso de precipitados.

REACTIVOS Y PRODUCTOS

Los reactivos que se necesitan son un par de piezas de cobre (Cu) y un poco de ácido nítrico (HNO₃). Los productos obtenidos tras la reacción entre los reactivos, son el nitrato cúprico (Cu₃N₂), monóxido de nitrógeno (NO), el cual se oxida rápidamente a dióxido de nitrógeno (NO₂) debido al contacto con la atmósfera, y agua (H₂O).

MÉTODOS

Se le echa una pequeña cantidad de ácido nítrico al tubo de ensayo y despues se le añade unas piezas de cobre, y se anota todo lo que veamos que esté sucediendo dentro del tubo de ensayo.

Cuando la reacción haya acabado, con la varilla de vidrio, hay que coger unas gotas de la sustncia obtenida, medir su pH con el papelito indicador y anotarlo. Cuando ésto ya este hecho, hay que coger el tubo de ensayo y verter todo su contenido dentro de un vaso de precipitados, añadiendole unas gotas de agua.

Tras haberselas añadido hay que volver a medir su pH con otra varilla de cristal y otro papelito. Cuando el pH sea neutro, hay que echar el líquido en el recipiente para los residuos ya que contiene metales pesados (el cobre) y en muy contaminante, lo cual no se puede tirar por el desagüe.

3. Obtención de amoniaco

Esta es la tercera y última parte de la práctica del laboratorio. En esta parte lo que se pretende es mediante el cloruro amónico (NH₄Cl) y la sosa (NaOH), que reaccionen entre ambos, y forme el cloruro de sodio (NaCl), amoniaco (NH₃) y agua (H₂O).

INSTRUMENTOS UTILIZADOS

Para poder realizar esta última parte necesitamos:

· Un nuevo tubo de ensayo.

· Un mechero bunsen para calentar la reacción.

· Unas pinzas.

REACTIVOS Y PRODUCTOS

Los reactivos que vamos a utilizar en esta reacción son el cloruro amónico (NH₄Cl) y la sosa o hidróxido sódico (NaOH) que al reaccionar entre ellos, dara lugar a los productos que hemos dicho antes, el cloruro de sodio (NaCl), el amoniaco (NH₃) y el agua (H₂O).

MÉTODOS

Lo primero que hay que hacer es coger un tubo de ensayo limpio en el que hay que ponerle una pequeña cantidad de agua y una perla de sosa. Esto da lugar a una disolución de sosa en la que el agua es el disolvente y la sosa es el soluto. Anota lo que ves que pasa en la disolución.
Añade después una pequeña cantidad de cloruro amónico y calienta con el mechero bunsen el tubo de ensayo en el que se está haciendo la reacción (esto sirve para acelerar la reacción). Hay que anotar todo lo que pasa en el tubo de ensayo, cambios, olores, etc.

5. - RESULTADOS OBTENIDOS En este apartado vamos a explicar los resultados que han salido tras haber hecho la práctica.

CUESTIONES :

1. Zn + HCl -> ZnCl₂ + H₂ => Zn + 2HCl -> ZnCl₂ + H2

Cu + HNO₃ => Cu(NO₃)₂ + NO + H₂O +O₂(pues el monoxido de nitrógeno se oxida rápidamente) => 2Cu + 6HNO₃ => 2Cu(NO₃) + 2N0 + 3H₂O + 1/2O₂

NH₄Cl + NaOH -> NaCl + NH₃ + H₂O => está ajustada

2. Reactivos y productos:

· Los reactivos son las sustancias iniciales que son modificadas por las reacciones químicas.

· Los productos son las sustancias que han surgido tras la reacción química.

En la primera parte, los reactivos son el zinc y el ácido clorhídrico que son las sustancias sometidas a la reacción y los productos son el cloruro de zinc y el gas hidrógeno.

En la segunda parte, los reactivos son el cobre y el ácido nítico mientras que los productos son el nitrato cúprico, el monóxido de nitrógeno y el agua.

Y por último en la tercera parte, los reactivos son el cloruro amónico y la sosa. Los productos son el cloruro de sodio, el amoniaco y el agua.

3. Solamente hemos realizado una disolución en la tercera parte de la práctica. Hemos diluido una perla de sosa en agua para poder luego realizar una reacción química con el cloruro amónico. En esta disolución la sosa es el soluto ya que está en menor medida y el agua es el disolvente en el que hemos disuelto la sosa.

4. La reacción más exotérmica realizada en esta práctica es la primera reacción del zinc y el ácido clorhídrico. Si una reacción es exotérmica o no, se puede apreciar tocando el culo del tubo de ensayo al terminar la reacción. Si éste está caliente es que la reacción es exotérmica y por el otro lado, si el tubo de ensayo no está caliente, es que la reacción es isotérmica.

La segunda reacción (cobre + ácido nítrico) tambien es exotérmica, aunque en menor medida que la primera, puesto que el tubo de ensayo se calienta menos.

5. El primer gas que obtenemos es el gas hidrógeno (H₂), es un gas menos denso que el aire puesto que por lo que se puede observar al almacenarlo en un globo y soltarlo, el globo asciende. Y es tambien un gas altamente inflamable, puesto que al quemarlo se produce una pequeña esplosión.

(Este video lo han hecho dos personas que no tenían muy claro los problemas que tiene el hidrógeno al quemarse y no toman ningun tipo de medida de seguridad, a pesar de eso, hemos elegido este video porque nos parecia que se veía muy bien como se producía una pequeña esplosión al quemarse el gas)

El segundo gas que obtenemos es el monóxido de nitrógeno. Este es un gas que al proceder de la reacción tiene un color amarillento/anaranjado, (esto es lo que pensamos al observarlo) es un gas mucho más denso que el aire, puesto que cuando sale del tubo de ensayo, se ve que no se esparce por el aire, si no que se mantiene junto (puesto que es más denso) y por tanto va hacia abajo acumulándose allí. La mesa hace tope y eso nos da la sensación de que se mantenga mas junto.

6. El gas hidrógeno es un gas incoloro, inoloro e insípido, compuesto por partículas diatómicas (H₂). Las principales utilizaciones que tiene el hidrógeno es para la obtención del amoniaco y para la refinación de combustibles fósiles como el petróleo.

El monóxido de nitrógeno es un gas incoloro. Está extendido por el aire producido por los automóviles y por las plantas energéticas. Es una molecula muy poco estable en el aire, puesto que se oxida rápidamente convirtiendose en dióxido de nitrógeno. Se utiliza para encontrar radicales libres (que son moleculas extremadamente inestables, con gran poder reactivo) en la superficie de polímeros (que son macromoleculas orgánicas).

7. El pH es una medida de la basicidad o la acidez de una sustancia. El pH depende de la concentración de los iones de hidrógeno que contiene dicha sustancia. Debimos medir su Ph al recogerlo pues al principio era una sustancia muy ácida y tuvimos que convertirla en una sustancia menos ácida para que así cuando la fuesemos a verter a la botella de residuos y se llevase al lugar donde se vierta, no contamine mucho la tierra al ser tan ácida.

8. No está bien hecho, aunque los productos de la tercera reacción son menos contaminantes, puesto que no contiene ningun metal pesado. Hubiese sido mejor recoger todas las reacciones en un bote de residuos, pero hemos recogido la más contaminante que era la tercera debido a su grado de acidez.

9. Hemos calentado la tercera reacción puesto que era más lenta que las otras dos ya que sus puntos de ebullición y ebullición son muy altos: del cloruro amónico, su punto de ebullición está en los 540 ºC y su punto de sublimación está en 340 ºC y el punto de fusión de la sosa está en los 318 ºC por lo que se necesitaba calentarlo ya que si no es muy dificil y se tarda mucho en esperar a que reaccionen.

RESULTADOS DEL TRABAJO:

OBTENCIÓN DEL GAS HIDRÓGENO:

Cuando añadimos el Zn al HCl vemos que en la reacción salen burbujas del Zn que se está consumiendo y sale un gas que podemos ver y que huele como a bomba fétida lo que nos puede sugerir que éstas se hagan con reacciones de este tipo. Vemos que si tocamos la base del tubo de ensayo ésta está caliente lo que nos indica que es una reacción exotérmica en la que se produce calor. Una vez puesto el globo vemos que éste se hincha y por la reacción sabemos que es gas hidrógeno. Lo que huele mal no es el gas H pues nos hemos informado y hemos visto que éste es inoloro así que el olor vendrá de la reacción que produce el HCl. Teóricamente si soltamos el globo éste debería subir lo que ocurre es que como hay muy poco H y el globo pesa bastante pues no conseguimos que ascienda. Subiría pues el H es menos denso que el airel. Una cosa curiosa que observamos es que si le prendemos fuego al globo éste estalla. Esto nos puede indicar que así se consigan las bombas de H tan famosas aunque no creo pues tiene algo que ver a nivel nuclear.

OBTENCIÓN DE DIÓXIDO DE NITRÓGENO:

Cuando añadimos a una pieza de cobre, HNO₃ lo primero que observamos es que el Cu empieza a burbujear pues está reaccionando y el líquido que resulta de la reacción se torna verde y empieza a surgir un humillo amarillo/anaranjado que sería el NO. Esto fue lo que pensamos en un principio pero hemos descubierto que el NO es incoloro y por tanto el gas amarillo o es NO₂ o es un gas que surge de la reacción. Vemos que nada más salir el gas del tubo de ensayo, éste tiende a irse contra la mesa pues es más denso que el aire y portanto baja hacia abajo. Vemos que el tubo también está caliente luego será una pequeña reacción exotérmica. Hemos escuchado que suena al reaccionar y el olor es el del cloro de la piscina. Si lo medimos con un medidor de Ph vemos que se torna completamente rojo lo (esto es gas nitrogeno que se vierte a la atmósfera, NO2) que nos indica que es una sustancia muy ácida. Si le echamos agua observamos que el papelito se tiñe rojo pero menos pues el agua lo que hace no es bajar el Ph sino aumentar la disolución y que ésta esté menos concentrada lo que concuerda con que sea menos rojo pues las moleculas de sustancia ácida que caerán serán menores. Al hacer esto hemos "reducido su acidez" y por tanto lo podremos echar en el recipiente de residuos. La sustancia se vuelve azul. (en este video se puede ver el proceso explicado)

OBTENCIÓN DE AMONIACO:

Cuando añadimos sosa disuelta en agua a el NH₄Cl (cloruro amónico) vemos que la sosa se empieza a disolverse por completo pues con el agua estaba medio disuelta pero añadimos una fuente de calor con el mechero bunsen para acelerar la disolución y la reacción. Vemos que hay particulas que suben que probablemente sea un gas y que al olerlo pica la nariz. Huele a amoniaco que es uno de los productos de la reacción. El cloruro amónico se disuelve y luego hay algo que se evapora pues aparece un gas.

6.CONCLUSIONES: Al principio nos planteamos como objetivos el desarrollar habilidades básicas en el laboratorio de química y física (por ejemplo descubrir que no se un juego y que puede sin control resultar peligroso, normas de seguridad, uso del material y tratamiento correcto de las sustancias). También nos planteamos usar de forma práctica nuestros conocimientos de química inorgánica aplicada y por último el concepto de reacción química. Hemos introducido el ajuste de reacciones químicas mediante métodos estequiométricos. Hemos visto lo que era un producto y un reactivo y el concepto de disolución. Los objetivos han sido cumplidos. La diferencia básica entre disolución y reacción es que en una disolución las sustancias utilizadas al mezclarlas siguen siendo las mismas mientras que en una reacción aparecen sustancias nuevas. En este trabajo hemos obtenido gases a partir de distintas reacciones químicas y hemos observado lo que ocurría y sacado conclusiones. Nuestra conclusión ha sido parecida a la que teníamos anteriormente pues sabíamos que iban a ocurrir cosas muy curiosas. Hemos descubierto que a partir de un ácido y un metal se pueden conseguir gases como el H que al prenderlos estallen y que durante el proceso químico de obtención ocurran cosas interesantes como el olor producido. También hemos observado que se puede conseguir gases como el NO, en el cual observamos que el agua se teñía y que surgía un gas amarillo misterioso que no es el N (hemos visto en internet que el NO es incoloro). Finalmente hemos visto una manera de obtener NH3 y observado que si lo olemos pica mucho la nariz.

7.BIBLIOGRAFÍA:

Hemos utilizado el google y la wikipedia y las notas tomadas en nuestro cuaderno así como la información contenida en éste.

8.AGRADECIMIENTOS:
Debemos agradecerselo a Ángel pues el nos ha ayudado a utilizar las sustancias peligrosas que nosotros no conocíamos y que sin su ayuda podría habernos causado daño. También nos a explicado como utilizarlas.