EXPERIENCIA N° 3 TRANSFORMACIÓN DE LA MATERIA INTRODUCCION La naturaleza y todo los que nos rodea diariamente sufre transformaciones, a estas transformaciones le llamamos fenómenos o cambios de la materia los cuales a su vez pueden ser físicos o químicos. Los cambios químicos son aquellos que alteran la composición química de la materia y forman nuevas sustancias. Los fenómenos o cambios físicos son aquellos que no alteran la composición química de la materia y no dan origen a nuevas sustancias. OBJETIVOS Reconocer los fenómenos o cambios presenta la materia Cuando ocurre un cambio químico y cuando ocurre uno físico. Identificar las diferencias entre los cambios químicos y los cambios físicos de la materia. Identificar las posibles reacciones en un cambio químico
EXPERIMENTACION Basandonos en los siguientes principios * Cambios físicos Son Fenómenos físicos o cambios físicos los que se llevan a cabo sin la formación de nuevas sustancias es decir, sin alterar la composición química, por ejemplo: la mezcla de azufre en polvo con limaduras de hierro; el paso del agua de la fase líquida a la fase gaseosa (cambio de fase). No se producen nuevas sustancias, pues cada una de ellas conserva su naturaleza. Ejemplo cambios de estados y mezclas. * Cambios químicos Son fenómenos químicos o cambios químicos los que se llevan a cabo con la formación de nuevas sustancias es decir, alterando la composición química. También se les llama procesos químicos o reacciones químicas, por ejemplo: el producto resultante de un fuerte calentamiento de la mezcla de limaduras de hierro y azufre en polvo; la dinamita en explosión. Se han producido nuevas sustancias, pues los productos obtenidos poseen propiedades diferentes a las sustancias originales o de partida. Ejemplo corrosión y combustión.
Usamos las siguientes herramientas y materiales * Espátula Con esta herramienta, gracias a sus lados planos, sirve para cortar transportar reactivos sólidos y por ser de acero inoxidable tiene una gran resistencia a la corrosión ya que se trabaja en contacto directo con el reactivo. * Cucharas de combustión Son utensilio utilizado en el laboratorio Son de metal y están formadas por un mango delgado y largo de 50 cm y en la base una semiesfera de 20 mm donde se deposita la sustancia que se va a combustionar. Se utiliza para realizar pequeñas combustiones de sustancias, para observar el tipo de flama, reacción, etc. * Pinza de Madera: Es un broche de madera con una pata corta y otra
larga de unos 10 o 12 cm). La cual permite sostener el tubo desde la pata larga y calentarlo en el mechero sin que te llegue el calor a las manos. * Tubos de ensayos Consiste en un pequeño tubo de vidrio con una punta abierta se utiliza en los laboratorios para contener pequeñas muestras líquidas. Aunque pueden tener otras fases. Como realizar reacciones en pequeña escala. Para calentar durante intervalos cortos a llama directa puede sostenerse el tubo con la mano mediante su parte superior. Si se desea exponerlo más intensamente al calor es necesaria la utilización de pinzas. En ambos casos debe tenerse la precaución de no apuntar con la boca del tubo hacia alguna persona (para evitar proyecciones de la muestra). Los tubos de ensayo no han de llenarse más allá del primer tercio. * Pipeta La pipeta es un instrumento volumétrico de laboratorio que permite medir alícuota de líquido con bastante precisión. Suelen ser de vidrio. Está formada por un tubo transparente que termina en una de sus puntas de forma cónica, y tiene una graduación (una serie de marcas grabadas) indicando distintos volúmenes. * Trípode La finalidad que cumple el trípode de laboratorio es solo una, ya que es utilizado principalmente como una herramienta de sostén para la rejilla de asbesto, o lo que se sitúa sobre este. Con este material es posible la preparación de montajes para calentar, utilizando como complementos el mechero. También sirve para sujetar con mayor comodidad cualquier material que se use en el laboratorio que vaya a llenarse con productos peligrosos o líquidos de cualquier tipo. * Varilla de agitación La varilla de agitación es de vidrio Es una varilla de vidrio que se usa para mezclar: Se utiliza para agitar las disoluciones * Granalla de zinc Las granallas de zinc son obtenidas del zinc que no se puede purificar. Se forman pellets con el mismo, se embolsa en bigbags y se envía a metalúrgicas para hacer el granallado de las ollas, válvulas de camiones, guinches, etc. * Ácido clorhídrico diluido El HCl diluido es ácido clorhídrico diluido, es decir que no se encuentra concentrado (o puro), la dilución varía dependiendo de la concentración que se maneje. El ácido clorhídrico reacciona con los metales activos o sus sales de ácidos más débiles para formar cloruros, casi todos los cloruros son solubles en agua por eso el ácido clorhídrico encuentra aplicación como eliminador de los sedimentos, carbonatos de calcio, magnesio, hierro etc. en muebles sanitarios. * Ácido oxálico Es el primero de la serie de los di carboxílicos. En su forma comercial viene deshidratado, siendo su fórmula H2C2O4.2H2O y su peso molecular 126.1. A temperatura ambiente se presenta en forma de cristales prismáticos monoclínicos, incoloros e inodoros. Posee alta solubilidad en agua y en alcohol etílico. Es el más fuerte de los ácidos orgánicos comunes; sus constantes de disociación son comparables a las de muchos ácidos minerales * Cloruro de sodio El cloruro de sodio, sal de mesa, o en su forma mineral halita, es un compuesto químico con la fórmula NaCl. El cloruro de sodio es una de las sales responsable de la salinidad del océano y del fluido extracelular de muchos organismos. También es el mayor componente de la sal comestible, es comúnmente usada como condimento y conservante de comida.
* Reacciones Químicas: Una reacción química o cambio químico es todo proceso químico en el cual dos o más sustancias (llamadas reactantes), por efecto de un factor energético, se transforman en otras sustancias llamadas productos. Esas sustancias pueden ser elementos o compuestos. Un ejemplo de reacción química es la formación de óxido de hierro producida al reaccionar el oxígeno del aire con el hierro. Reacción de Síntesis: Elementos o compuestos sencillos que se unen para formar un compuesto más complejo. A+B → AB Reacción de Descomposición: Un compuesto se fragmenta en elementos o compuestos más sencillos. En este tipo de reacción un solo reactivo se convierte en zonas o productos. AB → A+B Reacción de Desplazamiento: Un elemento reemplaza a otro en un compuesto. A + BC → AC + B Reacción doble de Desplazamiento Los iones en un compuesto cambian lugares con los iones de otro compuesto para formar dos sustancias diferentes. AB + CD → AD + BC Resultados 1. a. Para el primer procedimiento encendimos el mechero, tomamos un trozo de cinta de magnesio y lo colocamos en la pinza metálica sumergiéndolo al fuego, la cinta de magnesio se volvió incandescente, emitió chispas y gran parte de su contextura quedo vuelta ceniza. FOTO CINTA DE MAGNESIO b. Tomamos un capilar de vidrio y con la llama del mechero de bunsen colocamos el capilar girándolo periódicamente, luego sobre él se forma una llama naranja y toma una forma curva, mientras más se exponga al fuego sus cambios será más evidentes. FOTO CAPILAR DE VIDRIO c. Tomamos unos cristales de cobre y los colocamos en una cuchara de combustión, calentamos por unos minutos este contenido y lo retiramos del fuego después de un tiempo, esperamos su enfriamiento para luego agregarle unas gotas de agua; calentamos de nuevo y surgió un cambio en los cristales de cobre, se les noto más brillo del que tenían al comienzo. FOTO DEL COBRE
d. Tomamos sal común y la colocamos en la cuchara de combustión, calentamos, luego de 1 minuto y 30 segundos la sal empezó a salpicar; retiramos y agregamos unas gotas de agua, se solidificó al colocarlo al fuego nuevamente. FOTO DE SAL COMUN 2. a. En un tubo de ensayo introducimos sulfato de cobre pentahidratado y agregamos agua hasta la mitad del tubo, agitamos dicho contenido con la varilla de agitación hasta que quede bien disuelta y le agregamos una granalla de zinc, observamos que de un plateado intenso pasa a una apariencia negra. 2 FOTOS CUANDO SE LE VA HECHAR Y EL PRODUTO b. Tomamos una granalla de zinc, la introducimos en el tubo de ensayo, luego con la pipeta le agregamos 2 ml de acido clorhídrico diluido y alrededor de la granalla de zinc notamos que se hace efervescente. FOTO DE GRANADILLA DE ZINC CON ACIDO
3. a. Depositamos en el tubo de ensayo acido oxálico, sujetándolo con las pinza de madera, balanceándolo lentamente se va convirtiendo en un liquido incoloro. b. Dejamos el liquido en el tubo de ensayo y se fue enfriando a temperatura ambiente y poco a poco a medida que se enfriaba revertía su estado, pasando de liquido a solido nuevamente. Foto de acido cuando parte la pipeta 4. a. A un tubo de ensayo le agregamos ¼ de solución carbonato de sodio, a otro tubo le agregamos la misma cantidad pero de solución de cloruro de calcio, unimos estas dos soluciones en un vaso y nos queda un liquido viscoso, con el pasar del tiempo y el liquido en reposo se forman 2 capas en el vaso un asiento blanco en el inferior y en la parte superior una más clara que la anterior. FOTO DE 2 TUBOS DE ENSAYO FOTO VIERTA SOLUCIONES b. Llenamos en la mitad un tubo de ensayo con acido clorhídrico diluido, vertimos la solución en el vaso que utilizamos anteriormente con la mezcla anterior, agitamos con la varilla de vidrio notamos las 2 fases la única diferencia es que la superior se torna incolora. FOTO AGREGAR ACIDO FOTO DE RESULTADO
PREGUNTAS Y RESPUESTAS 1) Teniendo en cuenta cada una de las actividades realizadas y con base en las observaciones hechas, clasifique cada caso como un cambio físico o un cambio químico. En cada caso explique sus razonamientos. Teniendo en cuenta lo observado podemos decir: I. La cinta de magnesio sufrió un cambio químico ya que al ser sometida a la zona mas caliente de la llama esta se transformo en cenizas de color blanco y se oxido Mg + O2 MgO II. Al someter el capilar de vidrio a la zona mas caliente de la llama del mechero hubo un cambio físico, ya que este se empezó a doblar y a tomar diferentes formas . III. Al colocar los cristales de estaño en la cuchara de combustión y calentarlos por un espacio de 3 min, retirarlos y luego agregarle agua y devolverlos a la llama pudimos observar un cambio físico ya que este paso de un color gris uniforme a un color gris con piscas plateadas, IV. En el momento de colocar la sal común en una cuchara de combustión, someterla a la llama y luego agregarle agua pudimos observar que ocurrió un cambio físico ya que esta paso de estar en forma de pequeños cristales a una forma solida compacta. V. En un tubo de ensayo que contenía sulfato de cobre pentahidratado le adicionamos una granalla de zinc. Al realizar esto observamos que ocurre en la granalla de zinc un cambio físico debido a que cambia de un color gris lustroso a negro.
VI. Luego de introducir las granallas de zinc en un tubo de ensayo y agregarle 2ml de acido clorhídrico diluido pudimos observar un cambio químico ya que estas empezaron a efervescer VII. Tomamos ácido oxálico, lo colocamos en un tubo de ensayo y lo calentamos, luego de unos minutos pudimos observar un cambio físico en donde el acido pasaba de estado solido a estado liquido. VIII. Después de unos minutos de haber dejado enfriando en el ambiente el tubo de ensayo con el acido oxálico liquido pudimos observar un cambio físico donde el acido pasa de liquido a solido. IX. Agregamos el acido oxálico a la capsula de porcelana y al calentarlo observamos un cambio físico de solido a liquido; y al momento de introducir el fosforo pudimos observar un cambio químico ya que hubo una combustión. X. Cuando agregamos el carbonato de sodio y el cloruro de calcio en un vaso de 50ml pudimos observar un cambio químico debido a que ocurre un reacción : Na2CO3 + CaCl2 CaCO3 + NaCl XI. Teniendo el resultado anterior pasamos a agregar acido clorhídrico diluido y pudimos notar dos fases, una en el fondo de aspecto cremoso, y otra en la parte superior la cual era liquida y cada vez se tornaba mas clara por la que pudimos deducir que ocurrió un cambio químico debido a que hubo una reacción de precipitación y el precipitado se encontraba en el fondo 2) ¿Qué propiedades cambian en cada caso? Establezca diferencias físicas, químicas o generales. * En los cambios físicos cambian las propiedades extensivas y físicas, ya que estas no cambian la composición de la materia y se pueden cuantificar por lo tanto también cambiarían sus propiedades intrínsecas y extrínsecas * En los cambios químicos cambian las propiedades intensivas y químicas ya que estas depende la composición química interna de la materia y la transforman Diferencias * Las propiedades generales de la materia no nos permiten identificarla ya que son iguales para todos los cuerpos pero las químicas y físicas son propias para cada cuerpo por lo que estas son las que mas ayudarán a determinar si ha ocurrido un cambio físico o un cambio químico 3) Diga si cada una de las transformaciones ocurridas en los procesos siguientes, implica un cambio físico o un cambio químico. * Un huevo se hierve hasta quedar duro, luego se descascara. Cambio Físico (cambio de estado) * Un huevo cocido se rebana, se come y se digiere. Cambio Físico (cuando se cocina y se rebana) Cambio Químico (digestión) * Se inyecta gasolina en un carburador, se mezcla con aire, se convierte la mezcla en vapor, se quema, y los productos de la combustión se expanden en el cilindro. Cambio Químico (combustión) * La fermentación de la leche para producir yogur, kumis. Cambio Químico (formación de nuevas sustancias) * La pulverización de la leche y posterior mezcla con azúcar de caña. Cambio Físico (pulverización y mezcla, sigue siendo leche ) * La aplicación de agua oxigenada en una herida de la piel. Cambio Químico (reacción con las células infectadas)
* La respiración efectuada por los seres humanos. Cambio Químico (formación de CO2) * Una mezcla hidro alcohólica con expansión volumétrica. Cambio Físico (es una mezcla) * La acción de la orina sobre un clavo de hierro expuesto al aire. Cambio químico (corrosión) * La introducción de un anillo de oro en agua regia. Cambio Químico (oxidación) * Una solución de ácido sulfúrico en agua con concentración volumétrica. Cambio Químico (reacción) * Un incendio forestal en los bosques colombianos. Cambio Químico (combustión) * La dilatación de una varilla de cobre y posterior deformación. Cambio Físico (se mantiene su composición química) * La acción de la luz solar sobre las plantas. Cambio Químico (ayuda al proceso de la fotosíntesis y elaboración del O2) * Fermentación del jugo de uva para producir vino; destilación del vino para obtener brandy. Cambio químico (fermentación, origen de una nueva sustancia). * Fermentación del jugo de caña diluido para obtener la mezcla de la cual se obtiene el aguardiente. Cambio Químico (fermentación, origen de una nueva sustancia) * Pasar de bailar salsa a bailar bolero Cambio Físico (cambio de posición y movimientos) 4.- Complete la siguiente tabla de acuerdo al tipo de cambio ocurrido en los ensayos realizados.
AQUÍ VA UN CUADRO!!!! con esta informacion SUSTANCIAS | CAMBIO FISICO | CAMBIO QUIMICO | CAMBIO NUCLEAR | Cinta de magnesio | | * | * | Capilar de vidrio | * | | | Cinc y ácido | | * | * | Cobre o estaño | * | | | Sal común | * | | | Sulfato de cobre y cinc | * | | | Calentamiento de ácido oxálico | * | | | Contacto de ácido oxálico con la llama del mechero | * | | | Mezcla de soluciones de carbonato de sodio y cloruro de calcio | | * | | CONCLUSION Pudimos llegar a las siguientes conclusiones 1. Cada cuerpo posee diferentes propiedades 2. La naturaleza por estar formada de materia vive en frecuentes transformaciones 3. La materia sufre transformaciones las cuales pueden ser físicas o químicos 4. En los cambios físicos se mantiene la composición química mientras que en los cambios químicos esta cambia
BIBLIOGRAFIA * Hacia la química I * @ Química I, II * Enciclopedia Discovery Química * Química general vol.1 Autor: Petrucci * Conceptos Esenciales de Química General Autor: Chang, Raymond, * Instrumentos de laboratorio
