martes, 25 de noviembre de 2008

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.

1 comentario:

ANGEL dijo...

La introducción es muy correcta. ¿Por qué aparece un 4 delante de trabajo experimental? Los procedimientos están bien descritos. En las cuestiones hay dos pequeñas objeciones: en la 3 ¿por qué? y por otro lado se vuelve a describir lo que en parte ya estaba descrito en la perte anterior, deberíais leer la entrada después de publicarla. Excelente trabajo.