REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD DEL ZULIA FACULTAD EXPERIMENTAL DE CIENCIAS DIVISIÓN DE BASICOS SECTORIALES Programa: Licenciatura en Biología Eje Curricular: Razonamiento Científico y Tecnológico. Unidad curricular: Laboratorio de Análisis Químico
Práctica 2. Propiedades Físicas y Químicas de las sustancias Problema del Contexto Mejoramiento de la calidad calidad de vida de la sociedad Indicadores de Logro Objetivos de la práctica Distinguir los elementos y sustancias Claves: por sus propiedades, tales como CBRCTP1. Interpreta acertadamente eventos dureza, conducción eléctrica, naturales o simulados utilizando el reactividad química, etc. razonamiento lógico, los conocimientos y Clasificar los elementos en metales y herramientas científico-tecnológicas. no metales, representativos y de CBBBP2. Manipula sustancias, materiales u transición, según sus propiedades organismos, en conformidad con la físicas y químicas. reglamentación técnica que rige la materia, Distinguir entre un cambio cambio químico químico y un minimizando los daños a la salud, la propiedad cambio físico. y el ambiente. Evaluar el comportamiento CGPCP6.Aplica métodos en el análisis y macroscópico de diferentes sustancias mediante ensayos de solubilidad, evaluación de problemas. conductividad eléctrica y efectos del CGPCA2.Participa integrándose al equipo en la calor. toma de decisiones para la solución de Relacionar el comportamiento problemas colectivos. macroscópico de las sustancias Complementarios: estudiadas con el tipo de enlace que CGPCP2. Resuelve situaciones considerando poseen. diferentes puntos de vista. Reconocer reacciones químicas en CGEA3. Interactúa con otros de manera base ciertas manifestaciones como son inclusiva, igualitaria e interdependiente. cambios de color, desprendimiento de olor, desprendimiento de gases, formación de precipitados, etc. Adoptar las normas de higiene y seguridad que se rigen en un laboratorio químico, con el fin de minimizar situaciones de riesgo durante el desarrollo de las experiencias prácticas.
1. MATERIALES Y REACTIVOS
Materiales:
Reactivos:
- Tubos de ensayo - Mechero - Gradillas - Goteros - Probador de conducción eléctrica (Ver Fig. 1) - Martillo - Varillas finas de agitación - Capsulas de Petri - Crisol. - Papel pH. - Espátula. - Piseta. - Varilla de vidrio.
- Cobre - Aluminio (lámina) - Magnesio - Zinc - Hierro - Azufre - Carbón - Soluciones 0,1 M de: KNO 3, Ca(NO3)2, Fe(NO3)3, Ni(NO3)2, Cu(NO3)2 y Zn(NO3)2 - Solución de amoniaco (NH3) 6 M - Solución de Tiocianato de potasio (KSCN) 1 M - Solución de ácido clorhídrico (HCl) 0,5 M y 6M - Carbonato de calcio (CaCO3) - Ácido nítrico (HNO 3) concentrado - Cloruro de cobre (II) dihidratado 0,5 M - Sal común (NaCl). - Azúcar (sacarosa) (cualquier otro carbohidrato) - Cloruro de cobre (II) (CuCl 2). - Cobre (Cu). - Arena. - Aceite de cocina. - Ácido acético (CH3COOH). - Agua destilada (H 2O). - Tetracloruro de carbono (CCl 4). - Glicina. - Alguna enzima.
Figura 1. Circuito eléctrico probador de electricidad de sólidos (a) en polvo y (b) en trozos.
2. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL. 2.1. Clasificación de metales y no metales.
2.1.1. Determinación de las propiedades fís icas de s us tancias s imples .
a) Observe la apariencia de cada elemento y registre el color, brillo y forma. b) Pruebe la maleabilidad de los primeros 5 elementos con la ayuda de un martillo o una tijera. c) Introduzca una pequeña cantidad de cada elemento en una capsula de Petri y pruebe su conductividad eléctrica con la ayuda del probador, tal como se muestra en la Figura 1. 2.1.2. Determinación de las propiedades químicas de s us tancias s imples .
a) Reacción con el ácido clorhídrico (HCl). La formación de un gas indica que la reacción se lleva a cabo. - Tome 7 tubos de ensayo y deposite en cada tubo una pequeña muestra de un elemento diferente. - Añada 5 mL de ácido clorhídrico (6M) en cada uno de los ocho tubos. - Observe los resultados y regístrelos. b) Reacción con la solución de cloruro de cobre (II) dihidratado, (CuCl 2·2H2O), 0,5 M. El cambio en el color de la solución indica que hay reacción. - Prepare 7 tubos de ensayo y deposite en cada uno de ellos una pequeña muestra de un elemento diferente. - Añada 5 mL de la solución de cloruro de cobre (II). - Observe el resultado durante 5 minutos, debido a que la reacción puede ser lenta, y registre los resultados. Anote todos los resultados en la Tabla 1. 2.2. Determinación de propiedades químicas de iones metálicos de transición. a) Revise la lista de los reactivos que usará y elabore una hipótesis sobre cuales iones en solución tendrán propiedades similares entre sí y diferentes a las de los otros iones. Consulte la tabla periódica para hacer esto. b) Organice 24 tubos de ensayo en forma de cuadrículas con 6 columnas y 4 filas. c) Coloque en la: - Columna 1: 2 mL de solución de KNO 3 en cada tubo de ensayo. - Columna 2: 2 mL de solución de Ca(NO 3)2 en cada tubo de ensayo. - Columna 3: 2 mL de solución de Fe(NO 3)3 en cada tubo de ensayo. - Columna 4: 2 mL de solución de Ni(NO 3)2 en cada tubo de ensayo. - Columna 5: 2 mL de solución de Cu(NO 3)2 en cada tubo de ensayo. - Columna 6: 2 mL de solución de Zn(NO 3)2 en cada tubo de ensayo. d) Anote en la Tabla 2 las propiedades físicas (color) de las soluciones iniciales colocadas en la primera fila (control o referencia), y los cambios observados en las soluciones de las otras filas al combinarse con los reactivos.
e) Añada 5 gotas de la solución de NH 3 6M a cada tubo de ensayo de la segunda fila, mezclando bien con una varilla fina diferente para cada reacción. f) Añada 5 gotas de la solución de KSCN 1M a cada tubo de ensayo de la tercera fila, mezclando bien con una varilla fina diferente para cada reacción. g) Añada 5 gotas de la solución de HCl 6M a cada tubo de ensayo de la cuarta fila, mezclando bien con una varilla fina diferente para cada reacción. 2.3. Ensayo de solubilidad. a) Organice los tubos de ensayo según las sustancias que se van analizar, y conteniendo las muestras, evalue su solubilidad en agua y aparte en tetracloruro de carbono. b) Agite cuidadosamente y observe la solubilidad de las sustancias en agua y tetracloruro de carbono. c) Anote las observaciones. NOTA: el tetracloruro de carbono (CCl 4) debe manipularse bajo una campana de extracción. 2.4. Efecto del calor sobre la muestra. a) Tome los tubos de la fila restante (fila 3) con una pinza y exponga cada uno a la llama de un mechero por 1 minuto agitándolo suavemente. b) Observe si hierve o funde durante el calentamiento. Si la sustancia hierve o funde coloque en sus anotaciones “bajo punto de ebullición o bajo punto de fusión” según sea el caso. De lo contrario coloque “alto punto de ebullición o alto punto de fusión”
2.5. Ensayo de conducción eléctrica. Parte 1: a) Verifique que el circuito eléctrico empleado como probador funcione correctamente. b) Sumerja los electrodos en las disoluciones acuosas de aquellas muestras solubles en agua, observe si se enciende la bombilla y anote el resultado. c) Agregue pequeñas cantidades de las muestras sólidas en vidrios de reloj y de las muestras líquidas en beaker e introduzca los electrodos en ellas, observe y anote si hay conducción eléctrica. Parte 2: a) En beakers de 100 mL agregue 0,5000 g de las muestras que sean solubles en agua y que conduzcan electricidad en solución. b) Añada al beaker 50 mL de agua destilada y disuelva con la ayuda de una varilla de vidrio. c) Introduzca los electrodos del circuito y mida la intensidad de la luz consecuencia de la conducción de electricidad. d) Agregue 0,5000 g más de la sustancia y repita la medición de conducción de electricidad. e) Continuar adicionando cantidades de 0,5000 g de la sustancia y repetir la medición para cada adición hasta un total de 3,0000 g.
f) Anote los resultados en los siguiente códigos: Código
Significado
x xx xxx xxxx xxxxx
No enciende el foco Encendido bajo Encendido regular Encendido mediano Encendido normal Encendido intenso
g) Anote las conclusiones a la que se ha llegado con la experiencia. 3. POST-LABORATORIO. a) Determinar el tipo de enlace que predomina en cada una de las sustancias estudiadas. b) Diga en cuáles propiedades se basó para asignar el tipo de enlace a cada sustancia. c) Clasifique según su conductividad las sustancias con enlaces iónicos. 4. DISPOSICIÓN DE LOS DESECHOS. a) Las sustancias no modificadas químicamente serán entregadas al profesor o al técnico de laboratorio para su almacenamiento. b) Las soluciones acuosas de NaCl y azúcar pueden ser desechadas por el desagüe. c) La mezcla de arena y agua será desechada en una superficie arenosa. d) La mezcla aceite-agua y la solución de ácido acético deben neutralizarse con NaOH en presencia de fenolftaleína, diluir con agua y desechar por el desagüe. e) Las soluciones acuosas de CuCl 2 se tratarán de la siguiente manera: añada un exceso de Na 2CO3 y agua, deje reposar por 24 h. Agregue 3 gotas de fenolftaleína y neutralice con una solución de HCl. Finalmente vierta por el desagüe. f) Las soluciones de tetracloruro de carbono deben almacenarse en una botella de desechos para su posterior deposición. 5. CUESTIONARIO. - ¿Qué mantiene unido a los átomos? - ¿Por qué queremos entender cómo se enlazan los átomos de unas sustancias y otras? - Explicar la regla del octeto y estructura de Lewis. - Nombrar diferentes tipos de enlaces para su estudio. - ¿Qué es la electronegatividad y quién la definió? - ¿Cómo se puede usar la electronegatividad para predecir el carácter de un enlace químico? - ¿Qué es un enlace covalente?
- ¿Qué es un enlace iónico? - Explique la diferencia entre enlace covalente y enlace iónico. - ¿Qué es enlace metálico? - ¿Qué son las fuerzas intermoleculares? - Dar ejemplos de compuestos con doble enlace y triple mostrando su estructura de Lewis. - Explique los términos “resonancia” e hibrido de resonancia. - Describa la estructura molecular del agua. - Explique el enlace puente de hidrógeno y descríbalo en la estructura del agua. 6. BIBLIOGRAFÍA BÁSICA RECOMENDADA. - Funes Espinoza F., Panozo Meneces A., Cardozo Salinas T., 2005, Bioseguridad y Seguridad Química en Laboratorios, Primera Edición, Cochabamba – Bolivia, Impresiones Poligraf, 115p - Petrucci R., Herring G., Madura J., Bissonnette C., 2011, Química General, 10 ma edición, Madrid-España, Pearson, 1440p - Brown T., LeMay H., Bursten B., Murphy C., Química: La Ciencia Central, 11 va edición, Madrid-España, Pearson, 1240p - Masterton W., Hurley C., 2004, Química principios y reacciones, 4ta edición, Madrid España, Thomson, 715p. - Chang R., Goldsby K., 2013, Química, 11 ava edición, Madrid España, Mc Graw Hill, 1108p.
