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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR CENTRO DE QUÍMICA QUÍMICA GENERAL II FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS NOMBRES Y APELLIDOS GRUPO N° NOTA/16 Daniela Camila Leines Carrera PARALELO S2-BF003 FECHA 21/12/2020 DIA Lunes HORARIO 13:00 a 15:00 1. Tema: Obtención de Oxígeno 2. Objetivos: Obtener oxígeno a partir de KClO3 Observar la reactividad química del oxígeno frente a metales y no metales 3. Marco teórico: El oxígeno es ‘‘el elemento más abundante en la corteza terrestre. Forma compuestos con la mayor parte de los demás elementos como óxidos, peróxidos y superóxidos, ya que es un elemento muy reactivo’’. (Raymond, 2013, pág. 958) 4. Datos, observaciones y discusiones: Tabla 1. Obtención de Oxigeno Ecuación (Reactivos → Productos) Observaciones 2KClO3 (S) ∆ → 2KCl (s) + 3O2 (g) Se produce un burbujeo por desprendimiento debido al desplazamiento de agua. Indicaciones: 1. Ingrese al siguiente link y llene la siguiente información. 2. De click en el siguiente enlace y observe el video con atención https://www.youtube.com/watch?v=kNrPSy7Av-c 3. Una vez observado el video y/o realizada la práctica, realice el informe de acuerdo a lo aprendido. 4. El informe realizado debe ser entregado de manera virtual. !!!GRACIAS¡¡¡ https://www.youtube.com/watch?v=kNrPSy7Av-c UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR CENTRO DE QUÍMICA QUÍMICA GENERAL II FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS Tabla 2. Identificación de cloruro de potasio Ecuación (Reactivos → Productos) Observaciones KCl (ac) + AgNO3 (ac) . → KNO3 (ac) + AgCl (ac) Nos da un precipitado que es una solución de color blanca Tabla 3. Reacciones del Oxigeno Matraz # Ecuación (Reactivos → Productos) Observaciones Coloración con el indicador #1 (Carbón) C (s) + O2 (g) CO2 (g) CO2 (g)+ H2O (l) H2CO3 - Los trozos de carbón se calientan y se vuelven incandescentes y toman una tonalidad roja. - Le agregamos agua para saber si es producto básico o acido el que se formó. Su coloración es naranja y su indicador es la heliantina ya que tiene un pH > 4,3. #2 (Azufre) S (s) + O2 (g) - SO2 (g) SO2+ H2O (l) H2SO3 (ac) - La coloración de la llama dentro del matraz es de color rojo y forman de gases tóxicos. Su coloración es rojiza y su indicador es la heliantina ya que tiene un pH < 3,1. #3 (Hierro) 4 Fe (s) + 3 O2 (g) 2Fe2O3 Fe2O3 (s) + 3 H2O (l) 2 Fe(OH)3 (S) - La limaduras de hierro deben estar calientes - La coloración de la llama dentro del matraz es de color naranja produciendo pequeños destellos. Su coloración es fucsia y su indicador es la fenolftaleína ya que tiene un pH > 8,3. Discusiones: Explicar cuál es el papel del MnO2 en la reacción y dar una breve explicación del concepto de catalizador. El dióxido de manganeso (MnO2) cumple la función de catalizar la reacción acelerando la liberación del oxígeno en una reacción exotérmica. Un catalizador es ‘‘una sustancia que aumenta la rapidez de una reacción mediante la disminución de la energía de activación’’. (Raymond, 2013, pág. 603) UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR CENTRO DE QUÍMICA QUÍMICA GENERAL II FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS Explicar que producto se forma en la reacción con AgNO3. 2KClO3 (S) ∆ → 2KCl (s) + 3O2 (g) KCl (ac) + AgNO3 (ac) . → KNO3 (ac) + AgCl (ac) El la reacción química cuando mezclamos el cloruro de potasio (KCl) con el nitrato de plata (AgNO3) nos da un precipitado que es una solución de color blanca, de este modo se logra formar productos como el nitrato de potasio (KNO3) y el cloruro de plata (AgCl). (Raymond, 2013, pág. 750) Explicar que productos se obtienen en la combustión de carbón, azufre y la lana de hierro en los ensayos con los matraces 1, 2 y 3. a. Combustión de carbón 1 mol de carbono (C - no metal) al reaccionar con 1 mol de oxigeno molecular (O2 – gas) forma una 1 de dióxido de carbono (CO2 - oxido ácido) liberando energía. El dióxido de carbono (CO2), es un oxido ácido ya que se forma a partir de un: No metal + el O2. (Vega, 2020) b. Combustión de azufre 1 mol de azufre (Z – no metal) al reaccionar con 1 mol de oxigeno molecular (O2 – gas) forma 1 mol de dióxido de azufre (SO2 – oxido ácido). El dióxido de azufre (SO2), es un oxido ácido ya que se forma a partir de un: No metal + el O2. (Vega, 2020) UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR CENTRO DE QUÍMICA QUÍMICA GENERAL II FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS c. Combustión de hierro 4 moles de hierro (Fe – Metal) al reaccionar con 3 moles de oxigeno molecular (O2 – gas) forma 2 moles de óxido férrico (F2O3 – oxido básico) El óxido férrico (F2O3) es un oxido básico ya que se forma a partir de un: Metal + el O2. (Vega, 2020) Explicar porque los indicadores (fenolftaleína y heliantina) cambian de color en cada reacción. La heliantina o naranja de metilo es un indicador ácido-base. ‘‘Si su pH < 3,1 su coloración cambia a rojiza, sim embrago si su pH > 4,3 su coloración se mantiene naranja’’. (Valverde, 2020) pH < 3,1 pH > 4,3 Rojo Naranja Por otro lado la fenolftaleína es incolora en disoluciones ácidas y neutras, pero en disoluciones básicas es de color rosa rojizo. Así lo afirma Chang (2013): ‘‘Cuando las mediciones muestran que a un pH < 8,3 (ácido o neutro) el indicador es incoloro, pero si su pH > 8,3 (básico) el indicador comienza a cambiar a un color fucsia’’. (Raymond, 2013, pág. 242) pH < 8,3 pH > 8,3 Incoloro Fucsia 5. Conclusiones: a) Para la obtención de oxígeno, se trabajó con el clorato de potasio, porque es un compuesto que cede todo el oxígeno que posee y con ayuda del dióxido de manganeso que es un catalizador se pudo acelerar la reacción. b) Se determinó que el oxígeno no tiene la misma reactividad química frente a los mentales y no metales, ya que los metales frente al oxígeno presentan una oxidación formando una oxidación básica y un no metal frente al oxígeno se produce una reducción formando una oxidación ácida. UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR CENTRO DE QUÍMICA QUÍMICA GENERAL II FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS 6. Cuestionario: Señale otro método de obtención de oxígeno en el laboratorio. Obtención del oxígeno por medio del peróxido de hidrogeno (H2O2) 2 H2O2 (ac) - 2 H2O (l) + O2 (g) Se obtiene a través de la ‘‘esterilización de peróxido de hidrógeno es completamente segura y respetuosa del medio ambiente. Durante y después del proceso de esterilización se genera solamente oxígeno y vapor de agua de modo que no existen residuos tóxicos. Consumibles, no son explosivos, inflamables o tóxicos’’. (Ellab, 2009) Señale como se obtiene oxígeno a nivel industrial. Para el punto de vista industrial, pueden seguirse dos procedimientos para la obtención de oxígeno. ‘‘La electrólisis del agua y la destilación fraccionada del aire. Para la obtención por electrólisis, se prepara una solución de sosa cáustica en agua, y se introducen en la misma dos electrodos conectados a un generador de corriente continua. Al circular la corriente eléctrica a través de la solución, se produce la descomposición del agua en sus dos elementos integrantes, recogiéndose el oxígeno en forma gaseosa’’. (Cientificos, 2005) UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR CENTRO DE QUÍMICA QUÍMICA GENERAL II FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS Bibliografía Cientificos, T. (16 de Junio de 2005). Textos Cientificos.com. Obtenido de https://www.textoscientificos.com/quimica/oxigeno#:~:text=El%20ox%C3%ADg eno%20industrialmente%20se%20puedo,el%20ox%C3%ADgeno%20a%20%2 D181%C2%B0.&text=Se%20puede%20obtener%20ox%C3%ADgeno%20a,10 %20o%2015%25%20de%20NaOH. Ellab. (2009).Validation y monitoring solutions. Obtenido de https://es.ellab.com/aplicaciones/farma/esterilizacion-h2o2 Raymond, C. (2013). “Química”, 11ª. Edición. Mexico: McGRAW-HILL. Pág 242 -958 Valverde, J. (27 de Mayo de 2020). Quora. Obtenido de https://es.quora.com/Una- soluci%C3%B3n-que-tiene-pH-4-6-hace-que-la-heliantina-adquiera-color- rojo#:~:text=La%20heliantina%20o%20naranja%20de%20metilo%20es%20un %20indicador%20%C3%A1cido%2Dbase.&text=El%20naranja%20de%20metil o%20vira,amarillo%2Dnaranja%2C% Vega, D. (10 de Diciembre de 2020). Fandom. Obtenido de https://quimica.fandom.com/wiki/%C3%93xidos Wikipedia.org. (16 de Junio de 2020). Wikipedia la enciclopedia libre. Obtenido de https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%93xido_de_hierro_(III)#:~:text=El%20%C3% B3xido%20de%20hierro%20(III,oxidaci%C3%B3n%20del%20hierro%20es%20 %2B3. 1. Tema: Obtención de Oxígeno 2. Objetivos: 3. Marco teórico: 4. Datos, observaciones y discusiones: Discusiones: 5. Conclusiones: 6. Cuestionario: Bibliografía
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