Práctica No 2 (Parte B) Cambios Físicos y Químicos

 

  Universidad Rafael Landívar Facultad de Ingeniería Ingeniería en Informática y Sistemas Laboratorio de Química I, Sección 01 Catedrática: Inga. Miriam Chávez

PR Á C TIC TIC A No. No. 2 (Part (Parte e B ) CA MB IOS IO S FÍS ICOS Y QUÍM QUÍMICOS ICOS

Mario Estuardo Gómez Orellana 1020618 Guatemala, 13 de febrero de 2018

 

Índice 1. Abstract 2. Resultados 2.1 Resultados cualitativos 2.1.1 Tabla No. 1 Cambios físicos 2.1.2 Tabla No. 2 Tipos de mezclas 2.1.3 Tabla No. 3 Observaciones

1 2 2 2 2 2

3. 4. 5. 6. 7.

Reacciones Discusión de resultados Conclusiones Bibliografías Bibliograf ías Apéndice 7.1 Diagrama de equipo 7.2 Tabla No. 4 Instrumentos utilizados en la práctica 7.3 Datos Originales 7.3.1 Tabla No. 5 Tiempos 7.3.2 Tabla No. 6 Masas 7.3.3 Tabla No. 7 Volúmenes 7.4 Datos calculados 7.4.1 Tabla No. 8 Masas calculadas 7.4.2 Tabla No. 9 Operaciones

4 5 6 7 7 8 8 9 9 9 9 10 10 10

7.5 Análisis de error 7.5.1 Tabla No. 10 Incertidumbre 7.5.2 Tabla No. 11 Propagación de error 7.5.3 Tabla No. 12 Errores humanos

10 10 10 10

 

1. Abstract El día 30 de enero del año 2018 los estudiantes de la sección 01, del curso de Química I, de la Universidad Rafael Landívar de Guatemala, llevaron a cabo el desarrollo de la Práctica No. 2 llamada “Densidad”. La práctica tenía como objetivo principal determinar los cambios físicos y/o químicos que pudieran haber ocurrido en las sustancias que se trabajaron al someterlas a altas temperaturas o mezclarlas. A su vez, tenía como objetivos específicos comprobar que las sustancias trabajadas con las que se trabajaron al principio de la práctica podían sufrir cambios físicos y/o químicos al someterlas a altas temperaturas (estas eran parafina, sulfato cúprico pentahidratado, sal y azúcar); identificar reacciones químicas al mezclar las últimas sustancias que se trabajaron, que fueron agua con una pastilla de Alka Seltzer® y agua con cal. El procedimiento realizado fue bastante simple, la primera parte fue verter cierta cantidad de azúcar, sal, sulfato cúprico pentahidratado y parafina en un tubo de ensayo para cada sustancia. Luego se sometieron al calor de la llama del mechero durante aproximadamente 10 segundos cada tubo de ensayo. Por último, se mezcló una pastilla triturada de Alka Seltzer® con 10mL ± 0.5mL en un beaker y en otro beaker se mezcló 10mL ± 0.5mL de agua con 1g ± 0.05g de cal. Entre los resultados obtenidos pudimos observar que las sustancias dependiendo de su composición molecular, se ven afectadas por altas temperaturas, de lo que podemos concluir que se logró determinar que las sustancias trabajadas sí sufren alteraciones al someterse a altas temperaturas, ya sean físicas o químicas.  A través del proceso llevado a cabo en la práctica se comprobó que una reacción química se lleva a cabo cuando dos sustancias poseen compuestos que intercambian electrones entre sí.

1

 

2. Resultados 2.1 Resultados cualitativos 2.1.1 Tabla No 1. Cambios físicos

Sustancia

Tiempo en la llama

Sulfato Cúprico Pentahidratado

5s ± 0.2s

Parafina

9s ± 0.2s

Cloruro de sodio

15s ± 0.2s

Sacarosa

8s ± 0.2s

Observación Cambió su color a blanco temporalmente Se encontraba en estado sólo y rápidamente caobió Empezaron a saltar los cristales de cloruro de sodio. Se tornó café y líquida

2.1.2 Tabla No 2. Tipos de mezclas

Sustancias mezcladas

Tipo de mezcla

 Alka Seltzer® Seltzer® con agua agua destilada destilada

Mezcla Homogénea Homogénea

 Agua destilada destilada con cal

Mezcla he heterogénea terogénea

2.1.3 Tabla No 3. Observaciones

Procedimiento Calentar sulfato cúprico pentahidratado

Calentar parafina

Calentar cloruro de sodio

Calentar sacarosa

Mezclar agua con Alka Seltzer®

Observaciones  Al principio no se generaba generaba ningún ningún cambio, cambio, hasta que su color azul empezó a cambiar por blanco, este cambio se revirtió minutos después de retirar el Sulfato Cúprico Pentahidratado de la llama.  Al principio su consistencia consistencia era sólida, pero pero conforme fue subiendo su temperatura al calentarla en la llama, su estado físico cambió a líquido, al retirar la parafina devez la llama minutos después se solidificó otra en la posición que estuviera. No hubo ningún cambio en la apariencia del cloruro de sodio, simplemente empezaron a saltar los cristales dentro del tubo de ensayo al someterlo a la llama, estos saltos pararon casi instantáneamente después de que se retiraron de la llama. Luego de estar unos segundos sometida a la llama, alcanzó su punto de caramelización, según Haul, R. (2003), el punto de caramelización del azúcar es de 160°C La reacción fue instantánea, al agregar agua a una pastilla de Alka Seltzer® triturada en un beaker, surgió una reacción efervescente. 2

 

Mezcla agua con cal

Soplar la mezcla de agua con cal

El color del agua se alteró; sin embargo, no toda la cal quedó disuelta, hubo muchos sedimentos que quedaron enteros.  Algunos sólidos sólidos que habían quedado de de la mezcla, cambiaron su forma y terminaron en polvo.

3

 

3. Reacciones   Disolución de CaO



CaO(s) + H2O(L)

 Ca(OH)2 

  Equilibrio Alka – Seltzer



HCO3- + H+(ac) ↔ H2CO3 (ac) ↔ H2O + CO(g)   Ca(OH)2 y CO2 



Ca(OH)2(ac) + CO2(g) ↔ CaCO3(g) + H2O(L)   Efervescencia del Alka – Seltzer



C6H8O7 + NaHCO3  H2O + CO2 + Na3C6H5O7   Calentar Sulfato Cúprico Pentahidratado



CuSO4 + 5H20  CuSO4(g) + 5 H2O(g)

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4. Discusión de resultados 1. Determinar los cambios físicos y/o químicos que el sulfato cúprico pentahidratado, la parafina, el azúcar y la sal de mesa pueden sufrir al ser sometidos a altas temperaturas; y los mismos cambios en el Alka-Seltzer® y cal al ser mezclados con agua.   El sulfato cúprico pentahidratado según Zumdahl, S. (2007) cambia de color, puesto que al calentar una sustancia que contiene agua, la sustancia pierde esta 

misma, en este caso el cobre pierde el agua y queda deshidratado, por eso termina blanco.   EL azúcar según Buffa, S (2009) al calentar sacarosa cambia su composición química, transformándose en caramelo como popularmente lo conocemos, se carameliza.   La parafina según su ficha de seguridad 1  al someterse a altas temperaturas alcanza su punto de fusión, en el que su estado sólido se altera para pasar a ser líquido, al suspender el calor, paulatinamente regresará a su estado original.   La sal según Buffa, S (2009) al calentar un cristal es normal que salte como pasó en la práctica, esto se debe a que las moléculas de los cristales comienzan a generar movimiento y los cristales por ende comienzan un proceso de dilatación.







2. Comprobar que una sustancia al ser sometida a altas temperaturas puede sufrir cambios tanto en su composición física como química.   En este caso estamos hablando hablando del sulfato cúprico pentahidratado, la parafina, el azúcar y la sal de mesa. Que en la discusión 1 ya fueron abarcados. 

3. Identificar reacciones químicas al mezclar dos sustancias.   Alka-Seltzer® Alka-Seltzer ® con agua: la reacción de la pastilla de Alka-Seltzer® al entrar en contacto con el agua generó una reacción efervescente en la que generó dióxido de carbono como resultado y algunas reacciones más indicadas en la sección de reacciones.2    Cal con agua: Al combinar la cal con agua se obtiene obtiene una reacción de cal hidratada 



4. Demostrar que el tiempo que una sustancia e esté sté sometida a altas temperaturas es significativo en los cambios que pueda haber en esta.   Analizando el objetivo 1 podemos deducir que el tiempo que dure sometiendo una sustancia al calor es significativo en los cambios que puedan suceder en esta. Por ejemplo, si se dejara más tiempo el azúcar seguramente su color ya no sería café de caramelizado sino sería negro, puesto que esta se quemaría, lo que cambiaría su ecuación química y lógicamente su apariencia física.2  

1 Ver

referencias  Fuente: propia

2

5

 

5. Conclusiones 1. Se determinaron los cambios cambios físicos y/o químicos que el sulfato cúprico, la parafina, el el azúcar y la sal de mesa pueden sufrir al ser sometidos a altas temperaturas; también se determinaron los mismos cambios que puede tener el Alka-Seltzer® o la cal al realizar una mezcla con agua. 2. Se comprobó que una sustancia al ser sometida a altas temperaturas puede sufrir cambios en su composición física que son perceptibles, y también cambios químicos que la teoría nos indica que estos cambios se realizaron. 3. Se identificaron identificar on reacciones químicas estequiométricas estequiométric as al mezclar dos sustancias, en este caso el Alka-Seltzer® con agua y la cal con agua. Su composición tanto química como física cambió en ambas. 4. Se demostró que el tiempo que una sustancia esté sometida a altas temperaturas es significativo en los cambios que pueda haber en esta. Esto nos mostró una relación directamente proporcional entre los cambios físicos y/o químicos y la temperatura a la que la solución está siendo sometida.

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6. Bibliografías   Hoja de Datos de Seguridad de la Parafina (2016), [En red]. Disponible en: http://www.merckmillipore.com/INTERSHOP/web/WFS/Merck-INTL-Site/en_US//USD/ShowDocument-File?ProductSKU=MDA_CHEM107162&DocumentType=MSD&Language=ES&Country=ES  



7

 

7. Apéndice 7.1 Diagrama de equipo

Ilustración 1 [En red) http://japt.es/vida/biomoleculas/fehling.jpg

7.2 Tabla No. 4: instrumentos utilizados en la práctica

Intrumento

Figura Ilustración 2 [En red) https://www.tplaborator  ioquimico.com/wpcontent/uploads/2014/1 2/espatula.jpg

Espátula

Mechero

Ilustración 5 [En red] https://http2.mlstatic.com/pi  nza-metalica-para-tubos-deensayo-60mm-maximoagarre-D_NQ_NP_200215MLA25179823964_112016F.jpg

Mortero y pistilo

Ilustración 4 [En red] https://www.medicalcenter. com.mx/content/images/th umbs/0006131_morterocon-mano-con-pico-300ml_1024.png

Trasladar sólidos de un recipiente a otro.

Calentar los tubos de ensayo contenedores de las sustancias para analizar los cambios que ocurrieran en estas

Ilustración 3 [En red] http://tqlaboratorios.com/w   pcontent/uploads/2016/07/12 8-QU010801011157-1.jpg

Pinzas tubo de ensayo

Utilidad en la práctica

Sostener los tubos de ensayo uno por uno mientras se sometían al calor en el mechero Contener la pastilla de AlkaSeltzer® que fue molida con el pistilo.

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Ilustración 6[En red] https://upload.wikimedia.org/wikip edia/commons/thumb/a/a2/Two_s mall_test_tubes_held_in_spring_cla mps.jpg/220pxTwo_small_test_tubes_held_in_spri  ng_clamps.jpg

Contener las sustancias que fueron sometidas al calor de la llama del mechero.

Tubos de ensayo

Ilustración 7 [En red] https://images-na.ssl-imagesamazon.com/images/I/41FvsREKhL._SY445_.jpg

Beaker

Se utilizó para contener las mezclas realizadas durante la práctica

7.3 Datos Originales 7.3.1 Tabla No 5: tiempos

Sustancia/Objeto calentado

Tiempo en presentar un cambio

Sulfato Cúprico Pentahidratado Parafina  Azúcar Sal de mesa

0.5s ± 0.2s 0.9s ± 0.2s  0.10s ± 0.2s 0.2s  0.8s ± 0.2s 

Fuente: Propia, análisis en el laboratorio 7.3.2 Tabla No. 6: masas

Sustancia y/o Cristalería

Peso

Sulfato Cúprico Pentahidratado Parafina  Azúcar Sal de mesa Vidrio de reloj

0.5g ± 0.05g 0.5g ± 0.05g 0.5g ± 0.05g 0.05g 0.5g ± 0.05g 28.7g ± 0.05g

Fuente: Propia, análisis en el laboratorio 7.3.3 Tabla No 7: volúmenes

Sustancia

Volumen

 Agua destilada destilada

10mL ± 0.1mL 0.1mL

Fuente: Propia, análisis en el laboratorio

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7.4 Datos calculados 7.4.1 Tabla No.8 masas calculadas

Sustancia/Objeto medido (vidrio de reloj + sustancia) – vidrio de reloj Fuente: Propia, análisis en el laboratorio 

Valor 0.5g ± 0.05g

7.4.2 Tabla No.9 operaciones

Operación

Fórmula

Cálculo realizado

Peso de la sustancia = (peso de la cristalería + Peso de una sustancia sustancia) – peso de la cristalería Fuente: Propia, análisis en el laboratorio 

(28.7g + 0.5g) – 28.7g 29.2g – 28.7g 0.5g 

7.5 Análisis de error 7.5.1 Tabla No. 10 Incertidumbre

Instrumento

Incertidumbre

Balanza granataria

± 0.05g

Probeta de 25mL Cronómetro

± 0.1 mL ± 0.2seg

Fuente: Propia, análisis en el laboratorio 7.5.2 Tabla No. 11 Propagación de error

Mezcla e Incertidumbres Sólido 0.5g ± 0.05g

Fórmula x+y = ( x + y ) ± √((∆x)² + (∆y)²) 

Cálculo 1 ± 0.707106781

Fuente: Propia 7.5.3 Tabla No. 12 Errores humanos

Error humano

Consecuencia

Mal cálculo de cantidades en la balanza Mala lectura del menisco

Datos originales incorrectos  Agregar agua agua de más o menos menos a la mezcla, mezcla, provoca resultados incorrectos. Una mezcla incompleta, heterogénea en partes que pudieran ser homogéneas.

No agitar bien la varilla para crear la mezcla Mal posicionamiento de los tubos de ensayo en la llama Mala limpieza del tubo

Dañar el tubo Dañar el tubo

Fuente: Propia, análisis en el laboratorio

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