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UNEXPO-Luis Caballero Mejías. Departamento de Ciencias Básicas. Laboratorio de Química. Reacciones Químicas (Práctica 2) Esta práctica tiene la finalidad, de que el estudiante observe algunos tipos de reacciones químicas y sus características, así como, los factores que intervienen en las mismas. El trabajo de laboratorio es principalmente cualitativo. Por este motivo, el estudiante, debe tener claro los conceptos de: reacción química, clasificación de las reacciones químicas, y conocer cómo afectan a una reacción química la temperatura, la concentración de los reactivos, la presencia de un catalizador y la naturaleza de la reacción y de las especies reaccionantes, para realizar la caracterización de cada una de las reacciones. En una de las experiencias, se debe determinar la fórmula empírica de una sal de potasio, por lo cual, también se debe tener conocimientos de balance de masa y del procedimiento para determinar la fórmula empírica. Las experiencias planteadas se relacionan entre sí, por ello, el estudiante debe poder observar los factores que intervienen en cada una de las reacciones, para luego, establecer semejanzas y diferencias, entre ellas. 1. Objetivos. Esta práctica está dividida en dos partes: la primera es cualitativa, busca que el alumno observe las características propias de cada una de las reacciones químicas; la segunda es la determinación cuantitativa de una fórmula empírica. Por esta razón se presentan dos objetivos: - Caracterizar una serie de reacciones químicas. - Determinar experimentalmente la fórmula empírica de una sal formada por potasio, cloro y oxígeno. Para alcanzar el primer objetivo, se han propuesto los siguientes objetivos específicos: - Clasificar cada una de las reacciones químicas propuestas en la práctica y escribir la ecuación química asociada. - Explicar cualitativamente los cambios que se producen en una reacción química. - Determinar cómo afectan la temperatura, la concentración de los reactivos, la presencia de un catalizador a cada una de las reacciones. 2. Procedimiento experimental. En esta primera etapa el alumno debe tomar nota de lo ocurrido en cada una de las experiencias, teniendo especial interés en los efectos de la temperatura, concentración de los reactivos, y naturaleza de la reacción y de los reactivos. Parte 1. Tipos de reacciones químicas. 1A. Reacción del ácido oxálico con el permanganato de potasio. 1. Tomar 2 tubos de ensayo limpios y secos, añadir a cada uno aproximadamente 3,0 ml de Permanganato de potasio acidificado con ácido sulfúrico (KMnO4+H2SO4). 2. Pesar 2 porciones de aproximadamente 0,1 g de ácido oxálico cada una en un papel distinto. 3. Agregar la cantidad de ácido oxálico que pesó en uno de los tubos de ensayo. 4. Calentar el otro tubo de ensayo con el permanganato hasta que comienza su ebullición, utilizando un mechero o baño de maría. 5. Agregar la cantidad de ácido oxálico que pesó en el tubo de ensayo, con mucha precaución. 6. Observar los cambios que se producen y anotar sus resultados. 1B. Reacción del ácido clorhídrico con el magnesio. 7. Tomar tres tubos de ensayo limpios y secos, identificar con las siguientes concentraciones 0.1 N, 0.5 N y 1 N. agregar a cada tubo de ensayo aproximadamente 3 ml de ácido clorhídrico (HCl) de la concentración correspondiente. 8. Pesar tres porciones de aproximadamente 0.1 g de Magnesio (Mg) y agregárselo a cada tubo de ensayo que contiene las distintas concentraciones de ácido clorhídrico. 9. Anotar sus observaciones. Escribir la reacción química y balancearla por el metodo de ión electrón. 1C. Reacciones de los metales con HCl 10. En dos tubos de ensayos, limpios y secos, añadir a cada uno de los tubos de ensayo 3 mL de HCl 1 N. 11. En un tubo de ensayo, agregar aproximadamente 0,1 g de Zn y al otro 0,1 g de Fe. 12. En caso de no apreciarse ninguna reacción, calentar suavemente aquellas soluciones en donde la reacción sea muy lenta a temperatura ambiente. 13. Anotar sus observaciones, y compararlas con la ocurrida con el Mg. Parte 2. Determinación de una fórmula empírica y efecto de los catalizadores. 14. Tomar tres tubos de ensayos pirex limpios y secos, identifiquelos. 15. Añadir a dos de los tubos una pizca de dióxido de manganeso (MnO2) y pesar la masa total de cada tubo en la balanza. Anotar su resultado en la tabla de datos. 16. Añadir luego, a cada tubo de ensayo, aproximadamente entre 0.25 y 0.5 gramos de la sal de potasio seca y pesar todo nuevamente. Anotar su resultado en la tabla de datos. 17. Asegurarse de que estén bien mezclados los compuestos en los tubos de ensayo. 18. Colocar una pinza de madera o metálica en la parte superior de uno de los tubos de ensayo. 19. Calentar el tubo de ensayo en posición vertical y con llama suave; tenga cuidado de no calentar la pinza. Note que la muestra funde y comienza a descomponer como lo pone de manifiesto la formación de burbujas de gas en el seno del líquido. Cuando el burbujeo deje de ser violento, caliente con llama fuerte por varios minutos para asegurar la total descomposición de la muestra. Caliente cualquier porción de material depositado en la parte superior del tubo. 20. Colocar el tubo en una rejilla metálica, hasta que este se enfríe. 21. Una vez que el tubo este frío, péselo de nuevo. Anotar su resultado en la tabla de datos. 22. Repetir todo el procedimiento desde el punto 5 hasta 8 para los otros tubos de ensayo. 23. Anotar sus observaciones. 24. Escribir y balancear la reacción química del proceso. 25. Determinar la fórmula empírica de la sal por el balance de masa. Tabla de datos: PARTE II. Fórmula empírica de la sal de potasio KClOx Masa (±0,0001) 1ra deter 2da deter 3ra deter Masa del tubo del tubo de ensayo Masa del tubo del tubo de ensayo + Sal de Potasio Masa del tubo del tubo de ensayo + residuo Masa de la sal de potasio Masa del residuo (cloruro de potasio, KCl) Masa del oxígeno desprendido
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