Practica de Laboratorio n 08
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UNIVESIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y METALURGIA Departamento Departamen to Académico de Ingeniería Química ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE INGENIERÍA QUÍMICA
Laboratorio de Química “B”
ASIGNATURA: QU-141 QUÍMICA I PRÁCTICA N° 08 REACCIONES DE OXIDACIÓN - REDUCCIÓN PROFESOR DE TEORIA: Ing. VARGAS CAMARENA, Mauro PROFESOR DE PRÁCTICA:Ing. VARGAS CAMARENA, Mauro
ALUMNO: García Pizarro, cesar
DIA DE PRÁCTICAS : Miércoles
HORA: 7-10am
MESA: C
FECHA DE EJECUCIÓN: 16 de Noviembre FECHA DE ENTREGA: 23 de Noviembre
PRÁCTICA DE LABORATORIO N 08 – QU-141-UNSCH QU-141-UNSCH AYACUCHO – PERÚ PERÚ
INTRODUCCIÓN Una reacción de oxidación-reducción o abreviadamente una reacción redox, es aquella en la cual ocurre una transferencia de electrones. La sustancia que gana electrones se denomina oxidante y la que los cede reductor. Por lo tanto, el oxidante se reduce (le sucede una reducción) y el reductor se oxida (le acontece una oxidación). Se asevera entonces que una reacción redox se conforma de dos semi-reacciones: oxidación y reducción. Ambas se producen simultáneamente. También se da el hecho de que una misma sustancia se reduce y oxida a la vez. Esto se llama dismutación. Oxidación
En cada oxidación hay una pérdida de electrones, lo que equivale a decir que un elemento aumentó su número de oxidación Reducción
En toda reducción hay una ganancia de electrones, lo que significa que un elemento disminuyó su número de oxidación
Ayacucho, Noviembre del 2011
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PRÁCTICA DE LABORATORIO N 08 – QU-141-UNSCH
REACCIONES DE OXIDACION - REDUCCIÓN
I.
Objetivos:
Identificar el estado de oxidación de los diferentes elementos Diferenciar los estados de oxidación de de los diferentes elementos que participan en una ecuaciónquímica. Determinar los agentes oxidantes y reductores, con un mínimo de errores. Formular y balancear las ecuaciones químicas (iónicas y moleculares). Determinar el medio (acido, básico o neutro ) en que trascurren una reacciónquímica de oxidación y reducción.
II.
Revisión bibliográfica REACCIONES DE OXIDO – REDUCCIÓN
Las reacciones de óxido – reducción o REDOX son aquellas donde está involucrado un cambio en el número de electrones asociado a un átomo determinado, cuando este átomo o el compuesto del cual forma parte se transforma desde un estado inicial a otro final. La gran mayoría de las reacciones redox ocurren con liberación de energía. Por ejemplo: la combustión de compuestos orgánicos que proporciona energía calórica, las reacciones que se realizan en una pila o batería, donde la energía química es transformada en energía eléctrica, y las reacciones más importantes, desde el punto de vista de nuestro curso, que ocurren a nivel del metabolismo de un ser viviente. Como los alimentos son substancias reducidas, el organismo las oxidada controladamente, liberando energía en forma gradual y de acuerdo a sus requerimientos. Esta energía es transformada en energía química en forma de ATP, la cual es utilizada para todos los procesos endergónicos que ocurren en los organismos.
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PRÁCTICA DE LABORATORIO N 08 – QU-141-UNSCH
Hoy en día, las reacciones de oxidación –reducción se utilizan en infinidad de procesos, especialmente en el campo de la industria, por ejemplo, en la generación de energía eléctrica (pilas electroquímicas), o el proceso inverso, es decir, a través de la electricidad, provocar reacciones químicas que no son espontáneas, de gran utilidad para la obtención de metales y otras sustancias de gran interés social (electrólisis). También son de gran utilidad para la labor policial, ya que una reacción de este tipo, entre el ión dicromato y el alcohol etílico, es la que permite determinar con gran precisión el grado de alcoholemia de conductores. La oxidación y la reducción son dos conceptos que se producen siempre de forma simultánea, denominando al proceso global de oxidación-reducción o redox. Esto es debido a que los electrones perdidos en la oxidación son los ganados en la reducción. No obstante, en el laboratorio, se pueden separar ambos procesos aunque se sigan produciendo de forma simultánea en lo que se llama una pila electroquímica:
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PRÁCTICA DE LABORATORIO N 08 – QU-141-UNSCH
Las reacciones de oxidación – reducción, también llamadas REDOX, presentan un cierto paralelismo con las reacciones ácido – base, ya que ambas se llaman reacciones de transferencia. Mientras que en el ácido – base se transfieren protones del ácido a la base, en las redox, se produce una transferencia de electrones del reductor al oxidante.
Por ejemplo: Zn + Cu+2Zn+2 + Cu en la que existe una transferencia de electrones del Zn (que pierde 2 electrones) al Cu+2 (que los gana). Las reacciones redox son muy fáciles de identificar cuando tienen lugar entre iones o compuestos iónicos, ya que es sencillo ver entre que especies tiene lugar la transferencia de electrones; pero, cuando tiene lugar entre sustancias covalentes, no es tan obvio reconocerlas.
por ejemplo: Fe2O3+ 3C
2 Fe + 3CO2
podríamos decir que el C se ha oxidado porque ha incorporado oxígeno transformándose en la molécula de CO2 y, el Fe2O3 se reduce porque lo pierde, obteniéndose hierro metálico. Este concepto de oxidación – reducción, debido a Lavoisier, ha quedado desfasado, ya que hay reacciones redox en las que el oxígeno ni siquiera interviene. Según el concepto actual: Una sustancia se oxida cuando pierde electrones, que cede a otra sustancia que es la que se reduce, luego la oxidación es una pérdida de electrones y la reducción una ganancia de electrones. Cuando un compuesto se oxida, siempre hay otro que se reduce. Al primero se le llama reductor y al segundo oxidante. Por ejemplo: oxidante 1 + reductor 2 Cu+2
+
Zn
reductor 1 + oxidante 2 Cu
+
Zn+2
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PRÁCTICA DE LABORATORIO N 08 – QU-141-UNSCH III.
Materiales, equipos e instrumentos de laboratorio y reactivos químicos utilizados.
Gradilla para tubos de prueba Mechero de bunsen Papel toalla Piseta Tubos de ensayo (3) Vaso de precipitado de 250ml Espátula REACTIVOS QUIMICOS Al ,Cu, Fe Metálicos H2C2O4 Solido H2O2 de 10 volúmenes H2SO4 Concentrado HNO3 Concentrado Almidón de solución (indicador) CuSO4 0,1 M NaNO2 0,1 M K4[Fe(CN)6] 0,1 M NaOH 0,1 M HCl 0,1 M KMnO4 0,1 M K2Cr 2O7 0,1 M KIO3 0,1 M KI 0,1 M Co(N03)2 0,1 M HgCl2 0,1 M
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PRÁCTICA DE LABORATORIO N 08 – QU-141-UNSCH
iv.
Procedimiento experimental
REACCIONES EN MEDIO ACIDO (H+) ENSAYO Nº 1: Se coloca en un tubo el permanganato de potasio (KMnO 4) y luego lo dividimos en dos tubos: En el primer tubo adicionamos el acidosulfúrico concentrado (H2SO4 (con)) y observaremos que la solución tiende a tener un color rojizo
En el segundo tubo adicionamos el H2O2 (peróxido de hidrogeno) se observa que la solución tiende a tener un color transparente.
ENSAYO Nº 2:
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PRÁCTICA DE LABORATORIO N 08 – QU-141-UNSCH En otro tubo colocamos el KMnO 4 y adicionamos el ácido oxálico (H 2C2O4) y observamos una reacción y tiende a tener un color amarillo y poco a poco cambia a color transparente y hayliberación de gases.
ENSAYO Nº 3: En un tubo colocamos el dicromato de potasio (K 2Cr 2O7) de color anaranjado luego adicionamos el ácidosulfúrico (H 2SO4) y se observa que la solución cambia a un color amarillo y la presencia de la liberación de gases. Luego adicionamos gota a gota el agua oxigenada (H2O2) a la solución anterior y se observa la liberación de gases de color azul marino de un cierto tiempo se observa que cambia a un color verde y es sulfato crómico (Cr 2 (SO4)3(ac)).
ENSAYO Nº 4: En un tubo se coloca el yodato de potasio (KIO3) de color transparente, luego adicionamos gota a gota de acidosulfúrico (H 2SO4(ac)); se observa que existe la liberación de gases de color transparente. Colocamos en otro tubo el KI de color amarillo verdoso
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PRÁCTICA DE LABORATORIO N 08 – QU-141-UNSCH Luego adicionamos gota a gota el KI a la solución anterior y se observa que se forma un precipitado de color marrón y poco a poco cambia a un color másoscuro y luego de un cierto tiempo cambio a un color gris y esto se dio por la presencia de yodo. Luego lo dividimos en dos tubos la solución: En el primer tubo agregamos aproximadamente 2ml de agua destilada enseguida adicionamos la solución del almidón y se observa que se cambio la coloración a un color azul en la parte superior y en la base de color marrón bajo.
ENSAYO Nº 5: En un papel colocamos el cobre metálico en trozos En un tubo colocamos el HNO3 acidonítrico como también un trozo de cobre y observaremos que hay liberación de gases de color verde limón y de un momento cambia de color verde claro.
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PRÁCTICA DE LABORATORIO N 08 – QU-141-UNSCH Enseguida adicionamos agua destilada y se observa que cambia de color celeste.
REACCIONES EN MEDIO ALCALINO (OH-) ENSAYO Nº 6: En un tubo colocamos el KMnO4 permanganato de potasio de color guindo y adicionamos el KOH hidróxido de potasio y observaremos que la solución cambia de coloración aun color rosado fuerte enseguida adicionamos el H2O2 peróxido de hidrogeno y se observa que hay liberación de gases de color marrón oscuro formando u precipitado.
ENSAYO Nº 7: En un tubo colocamos el (Co (CO3)2) nitrato de cobalto de color rosado
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PRÁCTICA DE LABORATORIO N 08 – QU-141-UNSCH
En otro tubo colocamos el NaOH de color transparente Adicionamos el primer gota el NaOH al (Co (CO3)2) so observa que cambia a un color celeste Adicionando la segunda gota y se observa que forma un precipitado de color turquesa liberando gases. La tercera gota observaremos que cambia a un color crema Con la cuarta gota se observa que hay liberación de gases formando un precipitado quedando así en la parte superficie la parte liquida y en la base la parte granular. Finalmente adicionamos el H2O2 a la solución y se observa la liberación de gases formando también un precipitado.
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PRÁCTICA DE LABORATORIO N 08 – QU-141-UNSCH ENSAYO Nº 8: En un papel colocamos un trozo de aluminio metálico (Al) luego colocamos en el tubo. En un tubo colocamos NaOH incoloro Adicionamos el NaOH en el tubo con el metal y se observa que hay liberación de gases alrededor del metal de aluminio. Al someterle al calor se observa que liberación de gases
REACCIONES EN MEDIO NEUTRO ENSAYO Nº 9: En un tubo colocamos el CuSO4 sulfato cúprico de color celeste Colocamos el hierrometálico (Fe) en un papel Adicionamos el Fe al CuSO4 y se observa que el hierro se oxida y se cubre con el cobre Al someterle al calor el Fe se DERRRITE luego la solución se divide en dos tubos En el primer tubo adicionamos el K4[Fe(CN)6] ferrocianuro de potasio y se observa que forma un precipitado que es Fe2[Fe(CN)6] de color marrón y de cierto tiempo cambia de color azul marino. El cobre es de color marrón.
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PRÁCTICA DE LABORATORIO N 08 – QU-141-UNSCH ENSAYO Nº 10: En tubo se coloca el CuSO4 Sulfato cúprico de color celeste En otro tubo se coloca el KI yoduro de potasio de color amarillo tenue Adicionamos el KI al CuSO4 y se observa que forma un precipitado de color mostaza. Cu2I2 yoduro de potasio + I yodo Adicionamos la solución de almidónal la solución (precipitado) y se observa que cambio de color azul marino.
ENSAYO Nº 11: En un tubo se coloca 1ml de KMnO4 permanganato de potasio de color morado En otro tubo se coloca el NaNO2 nitrito de sodio de color transparente Luego se le adiciona el NaNO2 al KMnO4 y se observa que la reaccion es lenta que es deun color pardo oscuro formando un precipitado Al someterle al calor se observa que se evapora formando un dioxido de manganeso de color marrón turbio.
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PRÁCTICA DE LABORATORIO N 08 – QU-141-UNSCH
ENSAYO Nº 12: En un papel colocamos el cobre metálico (Cu) de color amarillo y le colocamos en un tubo.
En un tubo se coloca el HgCl2 cloruro mercúrico de color transparente Adicionamos el HgCl2 al tubo con el metal se observa que la gota cambia de color celeste.
Finalmente el Hg se ha depositado sobre el cobre
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PRÁCTICA DE LABORATORIO N 08 – QU-141-UNSCH El cobre paso de la solución acuosa
v.
Observaciones, datos, resultados experimentales obtenidos, ecuaciones químicas cálculos y/o gráficos (según los casos).
REACCIONES EN MEDIO ACIDO (H+) ENSAYO Nº 1: ECUACIÒN MOLECUAR
2KMnO4 (ac) + 3H2SO4 (ac) + H2O2 (ac)2MnSO4 (ac) + O2 (g) +4H2O (l) + K 2SO4 (ac)
KMnO4 (ac) NOMBRE
H2SO4 (ac)
Permanganato
H2O2 (ac)
MnSO4 (ac)
Agua
sulfato de
oxigenada
manganeso
Acidosulfurico
de potasio
O2 (g)
H2O (l)
K 2SO4 Sulfato
Oxigeno
Agua
de potasio
COLOR
Guindo
Incoloro
-
ECUACIÓN IÓNICA
+
Incoloro
-
Marron
Incoloro
Incoloro Incoloro
++
2MnO4 + 16H + 13e 2Mn + 8H2O
Ag. Oxidante
Ag. Reductor
Elemento que se oxida
Elemento que se reduce
Medio
Nº de etransferidos
MnO4-
H
Cobalto
Manganeso
Acido
2
OBSERVACIÓN. Al (KMnO4) cuando le adicionamos (H2SO2) no ocurre ninguna reacción pero si
le añadimos (H2O2) sufre el cambio de color a transparente, luego de cierto momento se torna marrón y finalmente transparente.
ENSAYO Nº 2:
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PRÁCTICA DE LABORATORIO N 08 – QU-141-UNSCH ECUACIÒN MOLECUAR
NOMBRE
2KMnO4 (ac) + 3H2SO4 (ac) + H2C2O4(s)2MnSO4 (ac) + 2CO2(g) +4H2O(l) + K 2SO4(ac KMnO4 (ac)
H2SO4 (ac)
H2C2O4(s)
MnSO4 (ac)
CO2(g)
Permanganato
Acidosulfurico
Acidooxálico
Sulfato de
Dioxido
manganeso
de
de potasio
H2O (l)
Sulfato Agua
carbono COLOR
Guindo
Incoloro
MnO4
-
de potasio
marron
incoloro incoloro
2Mn04- + 6H+ + 5H2C2O42Mn++ + 8H2O + 10CO2
ECUACIÓN IÓNICA Ag. Oxidante
K 2SO4
Ag. Reductor H2C2O4
Elemento que se oxida C
Elemento que se reduce C
Medio Acido
Nº de etransferidos 10
ENSAYO Nº 3: ECUACIÒN MOLECUAR
K 2Cr 2O7 (ac) + 4H2SO4 (ac) +H2O2(ac) K 2Cr 2O7 (ac) H2SO4 (ac) Dicromato
NOMBRE
Acidosulfurico
de potasio
H2O2(ac) Agua
Cr 2(SO4)3(ac) + 3O2(g) + 5H2O(l) + K 2SO4(ac) Cr 2(SO4)3(ac) O2(g)
H2O (l)
K 2SO4
sulfato
Sulfato
oxigenada cromico
Oxigeno
Agua
de potasio
COLOR
Anaranjado
ECUACI N IÓNICA
Incoloro
Incoloro
Verde
Incoloro Incoloro Incoloro
Cr 2O7= + 8H+ + I - 2Cr 3+ + 4H2O + IO3-
Ag. Oxidante
Ag. Reductor
Cr 2O7=
Elemento que se oxida
I
-
I
Elemento que se reduce Cr
Medio Acido
Nº de etransferidos 6
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PRÁCTICA DE LABORATORIO N 08 – QU-141-UNSCH OBSERVACION :
cuando adicionamos al bicromato de potasio las solución de acido sulfúrico
luego se forma un concentrado luego se adiciona agua oxigenada y de inmediato se torna negro de cierto tiempo de color azul marino pero al final cambia a verde pero en la base seguía anaranjado .
ENSAYO Nº 4: ECUACIÒN MOLECUAR
NOMBRE
KIO3 (ac) + 3H2SO4 (ac) +KI(ac)I2(s) + 3H2O(l) + K 2SO4(ac) KIO3 (ac)
H2SO4 (ac
KI(ac)
Yodato
AcidoSulfurico Yoduro
de potasio
I2(s)
H2O(l)
K 2SO4(ac)
Yodo
Agua
Sulfato de
de
potasio
Potasio COLOR
Amarillo
incoloro
Azul
Incoloro
Incoloro
IO3- +I- + 6H+ + 5e-I2- + 3H2O
ECUACI N IÓNICA Ag. Oxidante
Incoloro
Ag. Reductor
Elemento que se oxida
-
I
I
Elemento que se reduce Cr
Nº de etransferidos 6
Medio Acido
I2(s) + AlmidonI2 Almidon (azul)
ENSAYO Nº 5: ECUACIÒN MOLECUAR
Cu(s) + 2HNO3 (ac)Cu(NO3)2(ac) + NO2(g) +H2O(l) Cu(s)
NOMBRE
Cobre
HNO3 (ac)
Cu(NO3)2(ac)
Acidonitrico Nitarto de cobre (II)
COLOR
NO2(g)
H2O(l)
Dioxido de
Agua
nitrogeno Incoloro
ECUACI N
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PRÁCTICA DE LABORATORIO N 08 – QU-141-UNSCH I NICA Ag. Oxidante
Ag. Reductor
Elemento que Elemento que se oxida se reduce
Nº de etransferidos
Medio
OBSERVACIÓN: En el ensayo se observa que hay liberacion de gasesy que cambia un color pardo rojizo.
REACCIONES EN MEDIO ALCALINO (OH-) ENSAYO Nº 6: ecuación molecular
KMnO4 (ac) + KOH (ac) +H2O2(ac) KMnO4
nombre
KOH (ac)
MnO2(ac) + O2(g) + KOH(ac)
H2O2(ac)
MnO2(ac)
O2(g)
KOH(ac)
Permanganato Hidroxido
Agua
Dioxido de Oxigeno
Hidroxido
de potasio
oxigenada
manganeso
de potasio
color
de potasio
guindo
incoloro
incoloro
incoloro
ECUACIÓN IÓNICA Ag. Oxidante
Ag. Reductor
Elemento que se oxida
Elemento que se reduce
Medio
Nº de etransferidos
OBSERVACION. Cuando adicionamos al permanganato de potasio la solución de hidróxido de
potasio no ocurre ninguna reacción pero cuando añadimos agua oxigenada y de cierto tiempo se libera oxigeno en forma de gases y teniendo la solución de color marrón.
ENSAYO Nº 7: Ecuaciòn molecuar
2Co (NO3)2(ac) + 2 NaOH(ac) +H2O2(ac)2Co(OH)3(s) +O2(s) + 2 NaNO3(ac) + H2O(l) Co(NO3)2(ac) NaOH(ac)
H2O2(ac)
Co(OH)3(s) O2(s)
NaNO3(ac)
H2O(l)
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PRÁCTICA DE LABORATORIO N 08 – QU-141-UNSCH Nombre
Nitrato de
Hidroxidode Agua
cobalto
sodio
oxigenada de cobalto
incoloro
incoloro
incoloro
Color
Ecuación iónica
Hidróxido incoloro
2Co+2 + 4OH -+ H2O2
Ag. Oxidante
Ag. Reductor
H2O2
Co+2
→
Agua
sodio incoloro
Polvo/blanco incoloro
2Co (OH)3
Elemento que Elemento que se oxida se reduce Cobalto
Oxigeno Nitratode
Oxígeno
Medio
Nº de etransferidos
Básico
2
OBS. Al nitrato de cobalto le añadimos la solución de hidróxido de sodio se da un color azul
pero después de un momento se torna crema opaco y se separa el liquido de solido, el liquido se separa a otro tubo le añadimos a este agua oxigenada y vemos la liberación de gases.
ENSAYO Nº 8: Al(s) +NaOH(ac) +H2O(l) Na[Al(OH)4](ac) + H2(g) Ecuación molecular
2Al(s) +2NaOH (ac)+2H2O (l)
→
2NaAlO2(l) + 3H2(g)
2Al(s)
2NaOH (ac)
2H2O (l)
Nombre
Aluminio metálico
Hidróxido de sodio
Agua
Color
blanco
incoloro
incoloro
Ecuación iónica Ag. Oxidante OH-
2Al(s) + 2H2O (l) + 2OHAg. Reductor Al
Elemento que se oxida Aluminio
→
2NaAlO2(l) Aluminato de sodio Ámbar claro
3H2(g) Hidrógeno incoloro
2AlO2- + 3H2
Elemento que se reduce
Medio
Nº de etransferidos
Hidrógeno
Básico
6
OBSERVACION:Al combinar el aluminio con el hidróxido de sodio empezó a salir burbujas; y cuando lo calentamos se liberó más gas y desapareció el aluminio.
Página 19
PRÁCTICA DE LABORATORIO N 08 – QU-141-UNSCH REACCIONES EN MEDIO NEUTRO ENSAYO Nº 9: CuSO4 + Fe(s)FeSO4 (ac) + Cu(s) FeSO4(ac) + K 4[Fe(CN)6](ac) Ecuación molecular
Fe2[Fe(CN)6](s) + K 2SO4(ac)
2CuSO4 (ac) + 2Fe(s) + K 4 [Fe (CN)6] (ac) → 2CuSO4
2Fe(s)
(ac)
K 4 [Fe (CN)6] (ac)
Fe2 [Fe
(CN)6](ac) + 2K 2SO4(s) + 2Cu(s)
Fe2 [Fe (CN)6]
2K 2SO4
2Cu(s)
Nombre
Sulfato cúprico
Hierro metálico
Ferrocianuro de potasio
Ferrocianuro ferroso
sulfato de potasio
Cobre metálico
Color
Cristal azul
Blanco plateado
Incoloro
Azul prusia
blanco
Rojo claro
Ecuación iónica
2Cu+2(ac) + 2Fe(s)
Ag. Oxidante
Ag. Reductor
Cu+2
Fe
Elemento que se oxida Hierro
→ Fe2
+2 (ac) +
Elemento que se reduce Cobre
2Cu(s)
Medio Neutro
Nº de etransferidos 4
OBSERVACION:Al combinar el sulfato cúprico con el hierro sólido resulto una solución de color azulino (azul oscuro).
ENSAYO Nº 10: Ecuación molecular
CuSO4(ac) + KI (ac)Cu2I2 (ac) + I2(s) + K 2SO4 (ac) CuSO4(ac)
KI (ac)
Nombre
Sulfato cúprico
Yoduro de potasio
Color
Cristal azul
Blanco plateado
Cu2I2 (ac)
Incoloro
I2(s)
K 2SO4
Yodo
sulfato de potasio
Azul prusia
Blanco
Ecuación iónica
Página 20
PRÁCTICA DE LABORATORIO N 08 – QU-141-UNSCH Ag. Oxidante
Ag. Reductor
Elemento que se oxida
Elemento que se reduce
Nº de etransferidos
Medio
ENSAYO Nº 11: Ecuación molecular
KMnO4 (ac) + NaNO2 (ac) + H2O(l)MnO2(s)+ NaNO3(ac) + KOH KMnO4 (ac)
NaNO2 (ac)
H2O(l)
MnO2(s)
NaNO3(ac)
KOH
Nombre
Permanganato de potasio
Hierro metálico
Agua
Ferrocianuro ferroso
sulfato de potasio
Hidroxido de potasio
Color
Cristal azul
Blanco plateado
incoloro
Azul prusia
blanco
Rojo claro
Ag. Reductor
Elemento que se oxida
Ecuación iónica Ag. Oxidante
Elemento que se reduce
Medio
Nº de etransferidos
ENSAYO Nº 12: Cu(s) + HgCl2 (ac)CuCl(ac) + Hg(s)
Ecuación molecular
Cu(s)
HgCl2 (ac)
CuCl(ac)
Hg(s)
Nombre
Cobre
Cloruro mercurico
Cloruro cuprico
Mercurio
Color
Anaranjado
Transparente
Celeste
Ecuación iónica Ag. Oxidante
Ag. Reductor
Elemento que se oxida
Elemento que se reduce
Medio
Nº de etransferidos
Página 21
PRÁCTICA DE LABORATORIO N 08 – QU-141-UNSCH OBSERVACIÓN: Cuando le adicionemos una gota de (HgCl2) encima del metal de (Cu) y
quitamos de cierto tiempo observamos que el color del metal de esa parte ha cambiado por que el (Cu) deposita su color en el líquido.
vi.
Conclusiones y recomendaciones
Conclusión En conclusión decimos que una reacción de oxidación-reducción son muy importantes para nuestra vida cotidiana. La energía que necesitamos para realizar cualquier actividad, la obtenemos fundamentalmente de procesos de oxidación –reducción, como el metabolismo de los alimentos, la respiración celular, etc. Además, son responsables de procesos tan dispares como la corrosión de los metales, el oscurecimiento de una manzana cortada, la acción de los conservantes alimenticios, la combustión, el blanqueado de las lejías. Algunas reacciones químicas son como llamadas telefónicas. En una llamada telefónica tenemos un intercambio de palabras con una o más personas. Así mismo, en una reacción tipo oxidación-reducción (reacciones redox ) tenemos un intercambio de electrones. Para que una reacción pueda ser clasificada como redox, debe envolver la transferencia de uno o más electrones de una especia a otra. De la sustancia que pierde electrones durante una reacción química se dice que se oxida. Esto conlleva un aumento en el número de oxidación de esa sustancia. El número de oxidación es simplemente un número que se asigna a cada elemento en un compuesto para llevar una contabilidad de los electrones durante el transcurso de una reacción. La especie que gana electrones en una reacción redox es la que se reduce, puesto que al ganar electrones disminuye su número de oxidación. Si un reactivo gana electrones, otro reactivo debe perder un igual número de electrones. Por lo tanto, la oxidación y reducción deben ocurrir simultáneamente.
Recomendaciones Anotar los datos que se realizan en el laboratorio cada ensayo con su modo de observación. Tener en cuenta que cuando se realiza reacciones químicas la seguridad es primero. Saber el tipo de sustancia que se utiliza en el laboratorio. Página 22
PRÁCTICA DE LABORATORIO N 08 – QU-141-UNSCH Seguir los procedimientos que se experimentan.
vii.
Cuestionario
7.1 Formular las ecuaciones iónicas y molecular balanceadas de la oxidación del etanol al anhídrido carbónico con solución de bicromato de potasio en medio acido (H2O2). El bicromato cambia al sulfato crómico.
K 2Cr 2O7(ac)+CH3-CH2OH(l)+H2SO4(ac)
Cr 2(SO4)+CH3-COOH(l)+ H2O(l)+K 2SO4(ac)
2(Cr 2O7-2+14H++6e 2Cr +3+7H2O) 3(C2H6O+H2O C2H4O2+4H++4e) 2Cr 2O7-2+28H+3C2H6O+3H2O 4Cr +3+14H2O+C2H4O2+12H+ 7.2 Escribir dos ecuaciones balanceadas (iónica y molecular) de reacciones de oxidación – reducción que ocurren en la vida diaria. Ecuación molecular: 4HCl + MnO2
→MnCl2
+ 2H2O
Ecuación iónica: 4Cl- + MnO2 → Mn2+Cl2- + 2H20 Ejemplo 2.
Ecuación molecular 4 HCl + MnO2 → Cl2 + MnCl2 + 2 H2O
Ecuación iónica
Página 23
PRÁCTICA DE LABORATORIO N 08 – QU-141-UNSCH MnO2 →Mn++ + 2H2O Otros: Fotosíntesis: 6 CO2 + 6 H2O + Energía lumínica ----> C 6H12O6 + 6 O2 Respiración: C6H12O6 + 6 O2 ----> 6 CO 2 + 6 H2O + Energía (ATP)
7.3 Formular dos ecuaciones químicas de oxidación - reducción en medio acido, medio básico, y neutro, diferenciar a lo realizado en la práctica. Medio acido 1.
3 AsO2- + 2 MnO4- + 4 OH-
2.
2 (MnO4)- + 6(H)+ 5 H2O2-→ 2 (Mn)2+ + 8 H2O + 5 O2
→
3 AsO4-3 + 2H2O + 2MnO2
Medio básico 1.
3 KNO3 + 8 Al + 5 KOH + 18 H2O
2.
8 KMnO4 + 3 HC2H3O2 + 4 KOH → 8 MnO2 + 6 K 2CO3 + 8 H2O
→
3 NH3 + 8KAl(OH)4
Neutro 1.
KMnO4 + Na2SO3 + H2O→ KOH + MnO2 + Na2SO4
2.
H2 + Fenolftaleína + 2OH-
7.4 Describa la constitución de una pila seca y de un acumulador de plomo (batería). Además formule las ecuaciones de oxidación – reducción que ocurre en cada uno de ellos. PILA SECA: Se entiende por pila o acumulador eléctrico a aquel artilugio capaz de acumular y proporcionar energía eléctrica gracias a ciertas reacciones químicas que tienen lugar en su interior. Las pilas y acumuladores eléctricos aparecen en el mercado en distintos formatos. Una pila seca esta formada por celdas electrolíticas galvánicas con electrolitos pastosos.
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PRÁCTICA DE LABORATORIO N 08 – QU-141-UNSCH Oxidación (ánodo): Zn - 2e- 2Zn2+ Reducción (cátodo): 2 MnO2 + 2 NH4+ + 2e- Mn2O3 + 2 NH3 + H2O Reacción global: Zn + 2 MnO2 + 2 NH4 Zn2+ + Mn2O3 + H2O + 2 NH3}
ACUMULADORES DE PLOMO: Se llama acumulador a todo tipo de dispositivo capaz de transformar la energía eléctrica en energía química, conservándola almacenada en esta forma, pudiendo igualmente transformarla de nuevo en energía eléctrica cuando sea necesario.
Acumulador de plomo Se utiliza para proveer de energía eléctrica a los automóviles, consta de dos placas o rejas de plomo (Pb) sumergidas en ácido sulfúrico diluido La placa que actúa como cátodo está recubierto de óxido de plomo y la que funciona como ánodo es de plomo. Las reacciones que se llevan a cabo durante la descarga (reacciones de media pila) son las siguientes: En el ánodo se lleva a cabo la oxidación:
En el cátodo se lleva a cabo la reducción:
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La reacción completa del proceso es:
Durante el proceso de descarga se forman sulfato de plomo y agua, y se consume el ácido sulfúrico. Cuando se conecta un generador de corriente contínua (como un alternador en el caso de los automóviles) entre los polos del acumulador descargado y se pasa corriente eléctrica, la reacción se invierte, por lo que se dice que el acumulador se ha recargado.
Estructura de un Acumulador de Plomo: En una batería podemos distinguir una caja llamada mano-bloque, dividida en varios compartimentos o celdas, fabricadas generalmente de ebanito al que el ácido no ataca, aunque actualmente se emplea también el polipropileno por su menor peso y mejores características. En el interior de cada una de las celdas, se introduce una serie de placas constituidas por un armazón de aleación de plomo y antimonio en forma de rejilla, en cuyos huecos se incrusta una pasta llamada materia activa. La rejilla desempeña la misión de distribuir la corriente uniformemente en toda la placa, evitando que la materia activa se desprenda de ellas durante la carga y la descarga. En una batería cada elemento de un acumulador de plomo tiene la propiedad de almacenar energía a una tensión de dos voltios, es de 6v cuando se unen 3 elementos y de 12v su se emplea 6 elementos. El electrolito del acumulador completamente cargado es un 36% de ácido sulfúrico y un 64% de agua. Descargado está compuesto por un 12% de ácido sulfúrico y un 88% de agua
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Señale tres aplicaciones industriales de los reacciones de oxidación –reducción.
Las reacciones de oxidación-reducción son muy frecuentes en las industrias electrónicas ya que constituyen el principal funcionamiento de las pilas eléctricas. Se calcula que en el mundo cada persona consume, en promedio, cinco pilas al año. Cada hombre, mujer y niño encuentra en este sencillo y práctico dispositivo una fuente invaluable de energía para hacerfuncionar un sinfín de aparatos eléctricos, que van desde radios y relojes, hasta juguetes
Reacciones Redox En El Revelado El potencial real de óxido-reducción, Erev, puede medirse para los sistemas reversibles como el revelador de oxalatoferrato (II) y oxalatoferrato (III), que se ha utilizado en varias investigaciones. Es evidente que la reducción del haluro no podría producirse si no fuera termodinámicamente posible, y por consiguiente E = Erev - EAgtiene que ser una cantidad positiva. Sin embargo, Reinders y Beukers encontraron que para iniciar el revelado, E tiene que exceder un valor mínimo de 70-100 mv. Una vez que se ha iniciado el revelado, puede continuar en una solución en la cual Erev es simplemente más positiva que EAg. Abribat, Pouradier y David encontraron que el valor crítico de E necesario para iniciar el revelado varía algo con la naturaleza de la emulsión, pero obtuvieron el mismo valor crítico para el revelado de imagen latente que para la formación de niebla. La razón para la existencia del valor criticoaun no está clara. Reinders supone que las minúsculas partículas de plata que forman la imagen latente son más solubles que la plata maciza, y por consiguiente el valor real de EAg para el sistema de haluro de plata e imagen latente es más positivo para el valor crítico que el potencial determinado experimentalmente con un electrodo de plata maciza. Esta explicación exigiría una solubilidad de la plata latente 16-50 veces mayor que la plata maciza.
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PRÁCTICA DE LABORATORIO N 08 – QU-141-UNSCH LA OXIDACIÓN REDUCCIÓN EN INDUSTRIAS METALÚRGICAS Y SIDERÚRGICAS. La primera es de gran importancia debido a que así el mineral se convierte en un oxido abarcando los procesos de obtención de metales (a partir de óxidos, sulfuros, carbonatos, etc.), y la reducción de los metales, así como en la preparación de aleaciones y amalgamas. La metalurgia del hierro recibe el nombre especial de siderurgia. La obtención del hierro es un claro ejemplo de obtención de un metal por reducción. En la actualidad, la obtención del hierro se realiza principalmente por el método del alto horno; así para reducir el mineral y obtener el hierro, el horno se carga por la parte superior o tragante con una mezcla de mena, coque y caliza.
-LAS INDUSTRIAS ALIMENTICIAS para evitar la oxidación y reducción de los compuestos presentes en los mismos, utilizan sustancias llamadas antioxidantes (un tipo de conservador). La función de éstas es evitar la alteración de las cualidades originales de los alimentos. Mediante las sustancias antioxidantes, diversos alimentos susceptibles a la oxidación, alargan su vida útil.
-INDUSTRIAS DE COSMÉTICOS, productos de higiene y perfumes, las cuales están constituidas por sustancias naturales o sintéticas, de uso externos en las diversas partes del cuerpo humano, piel, sistema capilar, uñas, labios, órganos genitales externos, dientes, entre otros. Las empresas tienen la responsabilidad de evaluar la estabilidad de sus productos, antes de ponerlos a disposición de consumo, requisitos fundamental para la seguridad y calidad de los mismos; uno de los factores intrínsecos de la cual se debe tener cuidado es de las reacciones de oxido- reducción. Ocurren procesos de oxidación o de reducción llevando a alteraciones de la actividad de las sustancias activas, de las características organolépticas y físicas de la formulación
viii. Bibliografía
Chang, Raymond. (1998). Química. México: McGraw-Hill. Sexta Edición. Whitten, K. W., Davis R.E. y Peck, M. L. (1998). Química General.
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PRÁCTICA DE LABORATORIO N 08 – QU-141-UNSCH
Petrucci, R. H. (1977). Química general. México: Fondo Educativo BROWN, T. L., H.E. Y BURSTEN, B.E. (1993) .Química la ciencia central. México: Prentice-Hail. Hispanoamericana. Quinta Edición. www.monografias.com
www.wikipedia.com (Enciclopedia Libre)
http://html.rincondelvago.com/reacciones-redox_1.html http://es.wikipedia.org/wiki/Reducci%C3%B3n-oxidaci%C3%B3n http://es.scribd.com/doc/7116789/Quimica9-Reacciones-de-OxidacionReduccion
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