INTRODUCCIÓN La combustión, uno de los grandes problemas de la química del siglo XVIII, despertó el interés de Lavoisier porque éste trabajaba en un ensayo sobre la mejora de las técnicas del alumbrado público de París. Comprobó que al calentar metales como el estaño y el plomo en recipientes cerrados con una cantidad limitada de aire, estos se recubrían con una capa de calcinado hasta un momento determinado en que ésta no avanzaba más. Si se pesaba el conjunto (metal, calcinado, aire, etc.) después del calentamiento, el resultado era igual al peso antes de comenzar el proceso. Si el metal había ganado peso al calcinarse, era evidente que algo del recipiente debía haber perdido la misma cantidad de masa. Ese algo era el aire. Por tanto, Lavoisier demostró que la calcinación de un metal no era el resultado de la pérdida del misterioso flogisto, sino la ganancia de algo muy material: una parte de aire. La ley de conservación de la masa, ley de conservación de la materia o ley de Lomonósov-Lavoisier es una de las leyes fundamentales en todas las ciencias naturales. Fue elaborada independientemente por Mijaíl Lomonósov en 1745 y por Antoine Lavoisier en 1785. Se puede enunciar como «En una reacción química ordinaria la masa permanece constante, es decir, la masa consumida de los reactivos es igual a la masa obtenida de los productos». Una salvedad que hay que tener en cuenta es la existencia de las reacciones nucleares, en las que la masa sí se modifica de forma sutil, en estos casos en la suma de masas hay que tener en cuenta la equivalencia entre masa y energía. Esta ley es fundamental para una adecuada comprensión de la química. Está detrás de la descripción habitual de las reacciones químicas mediante la ecuación química, y del análisis gravimétrico de la química analítica. "En toda reacción química la masa se conserva, esto es, la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos"
OBJETIVOS DE LA EXPERIENCIA GENERAL Identificar las diversas reacciones realizadas en el laboratorio virtual a través del programa VlabQ y determinar si se cumple la ley de conservación de la masa ESPECIFICOS
Familiarizar al estudiante de ingeniería en Telecomunicaciones del 2o semestre D01 de la UNEFA sede Chuao con la teoría y práctica de la química general.
Determinar las ecuaciones químicas de las diversas reacciones que suceden en la experiencia y determinar si se cumple la ley de conservación de la masa.
PLANTEAMIENTO DE LA HIPOTESIS Si el estudiante se familiariza con la teoría y la práctica de la química general entonces, se puede lograr que los mismos comprendan la importancia de la ley de conservación de masa y ejecuten de forma acertada el balanceo con la experiencia realizada. PRACTICA Nº2 LEY DE CONSERVACIÓN DE LA MASA
La Ley de Conservación de la Masa o Ley de Conservación de la Materia o Ley Lomonósov-Lavoisier es una de las leyes fundamentales en todas las ciencias naturales. Fue elaborada por Mijaíl Lomonósov en 1745 y por Antoine Lavoisier en 1785. Establece un punto muy importante: “En toda reacción química la masa se conserva, es decir, la masa consumida de los reactivos es igual a la masa obtenida de los productos”.
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"En toda reacción química la masa se conserva, esto es, la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos. Esto tiene una importancia fundamental ya que permite extraer componentes específicos de alguna materia prima sin tener que desechar el resto; también es importante debido a que nos permite obtener elementos puros, cosa que sería imposible si la materia se destruyera". HISTORIA La combustión, uno de los grandes problemas de la química del siglo XVIII, despertó el interés de Antoine Lavoisier porque éste trabajaba en un ensayo sobre la mejora de las técnicas del alumbrado público de París. Comprobó que al calentar metales como el estaño y el plomo en recipientes cerrados con una cantidad limitada de aire, estos se recubrían con una capa de calcinado hasta un momento determinado del calentamiento, el resultado era igual a la masa antes de comenzar el proceso. Si el metal había ganado masa al calcinarse, era evidente que algo del recipiente debía haber perdido la misma cantidad de masa. Ese algo era el aire. Por tanto, Lavoisier demostró que la calcinación de un metal no era el resultado de la pérdida del misterioso flogisto, sino la ganancia de algo muy material: una parte de aire. La experiencia anterior y otras más realizadas por Lavoisier pusieron de manifiesto que si se tiene en cuenta todas las sustancias que forman parte en una reacción química y todos los productos formados, nunca varía la masa. Para Lavoisier los cambios en las sustancias no producían la creación o destrucción de materia. Experimentalmente (utilizó y perfeccionó la balanza) demostró que la suma de las masas de los reactivos es igual a la suma de las masas de los productos. "Durante un cambio químico no existe cambio en la masa de los reactivos al convertirse en productos". ¿El hierro al oxidarse gana masa? ¿La madera al quemarse pierde masa?
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En un sistema cerrado (sin intercambiar materiales con el exterior) la masa total de las sustancias existentes no varía aunque se produzca cualquier reacción química entre ellas. En las reacciones nucleares (no en las reacciones químicas habituales) hay una relación entre masa y energía: La masa se puede transformar en energía y la energía se puede transformar en masa, en una relación de: Por lo tanto de esto se deduce que en reacciones químicas, la masa se conserva, y la manera más fácil de saber esto es pesándolo con una balanza.
Materiales Utilizados en la Practica N°2
Limaduras de cobre (Cu) Matraz Erlenmeyer
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Vaso de Precipitado
Embudo Buchner
Hidróxido de sodio (HNO3)
Acido nítrica
Limadura de Zinc
2gr de Limadura de cobre Vaso de precipitado 85 ml 1 molar Acido nítrico. 64 ml 1 molar Hidróxido de sodio. (HNO3) Matraz Erlenmeyer.
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Acido Sulfúrico
Embudo Buchner. 45 ml 1 molar Acido Sulfúrico. 2.5 gr. de Limadura de Zinc. Balanza Analógica. EXPERIENCIA Procedimiento: 1. Obtenga un vaso de precipitado desde el menú Equipo y agréguele 2 gr de limadura de cobre. 2. Agregue al vaso 85 ml de una solución 1 molar de acido nítrico, con esto se disolverá el cobre al producirse una sal soluble de este (Cu(NO3)2). 3. Agregue al vaso de precipitado 64 ml de solución de hidróxido de sodio 1 molar, se formará un precipitado de Cu (OH)2. 4. Obtenga un matraz Erlenmeyer del menú Equipo y acople un embudo Buchner. Seleccione el matraz y con el botón derecho del ratón pulse el clic derecho sobre él del menú emergente seleccione embudo Bhucner. 5. Transfiera el contenido del vaso de precipitados al embudo Buchner. Seleccione el vaso y del menú procesos seleccione Transferir, el cursor tomara la forma de un baso inclinado, de un clic con el botón izquierdo del ratón sobre el embudo, repita el procedimiento hasta que todo el contenido del vaso se halla transferido. 6. Transfiera el contenido del embudo a un vaso de precipitado limpio siguiendo el mismo procedimiento del punto anterior. 7. Agregue al vaso que contiene el precipitado de Cu(OH) 2 45 ml de una solución 1 molar de acido sulfúrico para disolver nuevamente el precipitado por la formación de CuSO4, una sal de cobre soluble de color azul.
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8. Agregue al vaso de precipitado 2.5 gr de limaduras de zinc. En este paso se da una reacción de sustitución formando nuevamente el cobre solido. 9. En un matraz Erlenmeyer limpio acople un embudo Buchner y filtre el contenido del baso de precipitado. 10. Obtenga una balanza desde el menú Equipo, coloque sobre la balanza un vaso de precipitado limpio y tare la balanza. Para tarar la balanza selecciónela y pulse clic derecho sobre ella, del menú emergente seleccione Tarar. 11. Transfiera el contenido del embudo Buchner al vaso de precipitado y registre el peso del cobre obtenido. DISCUSIÓN DE RESULTADOS Reacción resultante del paso Nº 2 Cu + HNO3 →Cu(NO3)2 + NO2 + H2O
reacción Redox exotérmica.
Balanceo por método del ion electrón: Semireacción de Oxidación: Cu → Cu + 2e-
agente reductor.
Semireacción de Reducción: 2H + NO3- + e- → NO2 + H2O agente oxidante. Cu + 4H + 2NO3- + 2e- → Cu + 2e-+ 2NO2 + 2H2O Cu + 4HNO3 →Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O 2gr Cu + 85ml HNO3 1molar
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Reacción resultante del paso Nº 3 Reacción de doble desplazamiento. Balanceo por tanteo:
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Reacción resultante del paso Nº 7 Reacción de doble desplazamiento. Balanceo por tanteo:
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CONCLUSIÓN Comprobamos La Ley de la conservación de la materia, tanto teórica como prácticamente, ya que al realizar las reacciones químicas, observamos como se reordenaron las partículas constituyentes de los reactivos para formar los productos. Al ir realizando cada reacción se obtenían nuevos productos que hacíamos reaccionar de nuevo dándonos al final el elemento inicial de la reacción con lo que pudimos observar como la materia, se transforma para crear nuevos compuestos y de esos mismos compuestos al transformarlos reaccionándolos con otros compuestos, se puede obtener de nuevo la materia inicial. Por lo tanto, observamos tanto las transformaciones sucesivas del cobre, como la ley de la conservación de la materia en este experimento. Por otra parte, se puede afirmar que se logro en su totalidad los objetivos planteados ya que se identificaron las diversas reacciones visualizadas en el laboratorio virtual, de modo que también se logro verificar que se cumple la ley de conservación de masa a través del experimento llevado a cabo, para conseguir esto se obtuvo los componentes de cada elemento con los que se trabajo en el informe para lograr determinar los reactivos y productos que se formo el cual a través de ellos se comprobó la ley de conservación de masa. Para finalizar, en opinión personal digo que es muy bueno trabajar con laboratorios virtuales ya que nos encontramos en la era de la tecnología y a través de este uso se acopla muy bien a la carrera de Ingeniería De Telecomunicaciones que están cursando los estudiantes de segundo semestre UNEFA – Chuao, por lo que a través de este método obtendremos un margen mínimo de error y será muy bueno continuar con este método con próximos experimentos.
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