Práctica: Obtención y propiedades de hidrógeno y oxígeno Alcaide Palapa Miriam López López Samuel Objetivos Sustancias Zinc metálico, ácido clorhídrico, yoduro de potasio, agua destilada, cobre metálico, permanganato de potasio, hidrogeno y oxígeno, suluro de hierro! Material "eringa, charolitas de plástico, tapones, mechero, pipeta de Pasteur, tubos de ensaye, manguera de hule, cubeta o charola con agua, pipeta #eral! Introducción Procedimiento uestionario Primera parte $% Puede hacerse esta reacción utili!ando magnesio en lugar de !inc" a# &scribe la ecuación balanceada correspondiente a la reacción de obtención del hidrógeno, partiendo de zinc metálico'
+ Zn( S) →ZnCl
2 HCl( ac )
2
( s)
+ H ↑ 2
$n caso de hacer la reacción con magnesio en lugar de !inc! !inc ! b# &scribe la ecuación balanceada correspondiente a la reacción de obtención del hidrógeno, partiendo de magnesio'
+ Mg( s) →MgCl + H ( g ) ↑
2 HCl( ac )
2
2
c# ()uánto se debe de pesar de magnesio para lle*ar a cabo esta reacción con la misma cantidad de +)l M- %&'"() mg * &"%&'() g +, obtención de oxígeno a# &scribe la ecuación balanceada correspondiente a la descomposición del +./.' 2 H 2 2 O 2 → 2 H 2 2 O
(l )+ O 2 ( g )
+ H O ( l) →O ↑ + I + 2 K + H O
2 KI ( s )
2
2
2
2
2
b# A b# A partir de los potenciales estándar de reducción del ap0ndice, realiza una propuesta p ropuesta sobre el proceso de obtención de /. a partir de +./. y 12! &scribe las ecuaciones balanceadas del
KI ( s) + 2 H 2 O→KI ( s) + 2 H 2 O + O2 ↑
proceso'
3onde los potenciales estar del yodo son' 0
−¿ → I
2
¿
I
−¿ ¿ −¿ → I ¿ I + I
3
2
c# - A 4u0 se debe el color de la disolución despu0s despu0s de la reacciónSe debe a la presencia del yoduro de potasio .ue act/a como un catali!ador0 de color amarrillo,marrón y produce un desprendimiento de oxígeno a trav1s de la jeringa"
Segunda parte: experimentos con hidrogeno y oxígeno %" onversión reversible de cobre metálico y óxido de cobre" Anota tus obser*aciones' vimos .ue al oxidarse el cobre mediante la llama del mechero excitamos a los átomos de cobre0 lo .ue con el oxígeno0 se produce una reacción violenta y se produce óxido de cobre y observamos .ue el cobre se pone color gris,negro" a# (5u0 reacción ocurre dentro de la pipeta Pasteur- &scribe la ecuación balanceada de esta reacción'
¿
•
(cuando cuando sumini suministr stramos amos poco oxígenotoma oxígenotomael el , blanque blanquecin cino o) 2 Cu ( S)
1
+ O ( g )→ Cu O ( s ) 2
2
2
¿
al sumini suministr strar ar sufici suficient entee oxígen oxígeno o el cobre cobre tomar tomar el ¿
¿
2 Cu( s)
+O
2
( g) → 2 CuO( s)
b# 2dentiica al agente oxidante en esta reacción' oxígeno, oxígeno , y al agente reductor' cobre
)onecta ahora la manguera con la pipeta Pasteur a la 6eringa llena de hidrógeno! )on la pipeta Pasteur Pasteur a7n caliente caliente haz pasar lentamente lentamente 8 mL de +. 2Si no se obser*an cambios, calienta suavemente la pipeta Pasteur con el mechero y repite el procedimiento9! Anota tus obser*aciones' 3ebido a .ue el cobre está muy oxidado0 el hidrógeno .uita el exceso de oxígeno0 lo .ue hace una reacción reversible0 es decir0 el cobre regresa a su estado original donde tuvo una tonalidad roji!a o naranja" c# (5u0 reacción ocurre ahora dentro de la pipeta- &scribe la ecuación balanceada de esta reacción: reacción:
CuO( s) + H 2 ( g) ↑→Cu( s) + H 2 O
d# 2dentiica al agente oxidante en esta reacción' cobre! cobre! &l agente reductor es' hidrógeno
4eacción de 5+ con 6MnO7! 6MnO7 ! Anota tus obser*aciones' obser*aciones' a# (5u0 (5u0 cambios obser*aste obser*aste en el tubo de ensayoensayo- 8imos .ue la disolución del 6MnO7 al agregarle hidrógeno cambió de color violeta claro a naranja,marr a de esta reacción'
¿
KMnO4 (ac ) + 2 H 2( g ) → KMnO KMnO2( ac) + 2 H 2 O ¿ l9 c# 2dentiica al agente oxidante en esta reacción' Manganeso! Manganeso! &l agente reductor es' 5idrógeno"
+" ombustión de hidrógeno y 9abricación de un cohete" ombustión del hidrógeno Anota tus obser*aciones' l hacer reaccionar el hidrógeno con una chispa se produjo una
O 2( g )
explosión0 ya .ue se combinó con el
del aire 9ormado en el agua0 y se escuchó un
pe.ue;o sonido0 9ormando una implosión" &n una 6eringa prepara una mezcla de +. y /. en proporción .'$! :epite el experimento anterior pero llenando ahora el tubo de ensayo con esta mezcla +. % /.! nota tus observaciones $n este experimento se escuchó mucho más 9uerte0 ya .ue hubo más oxígeno0 por tanto al reaccionar con el hidrógeno dio la 9ormación de agua" 1
mayor presencia de O+:
H 2 (g )+ O 2
→ H 2 O ( g ) 2
( g)
a# ()ómo diiere el resultado obtenido en el primer experimento del obtenido en el se gundo$n el sonido .ue se 9ormó" b# ()ómo explicas esta dierencia-
Podemos ver ver la di9erencia di9erencia con la presencia presencia de hidrógeno hidrógeno en el primer experimento donde se escuchó muy bajo la explosión y en el segundo la explosión 9ue más 9uerte y esto se debió a la presencia de oxígeno"
nálisis de resultados &n la obtención del hidrógeno al hacer reaccionar al magnesio con el ácido clorhídrico se obser*ó 4ue el 0mbolo de la 6eringa 6eringa por uerza del hidrógeno hidrógeno se expandía muy lentamente lentamente,, aun4ue con cierta agresi*idad! Por Por otro lado, se obser*ó obser*ó 4ue la ormación de hidrógeno era muy rápida! ;na ;na *ez 4ue se colocó al hidrógeno hidrógeno en contacto con la la lama se escuchó un sonido muy agudo, pero de muy corta duración e intensida intensidad, d, lo cual nos conirmó conirmó 4ue el hidrógeno hidrógeno reaccionó, reaccionó, ormando ormando una implosión! &n la obte obtenc nció ión n de oxíg oxígen eno o se obse obser* r*ó ó 4ue 4ue la reac reacci ción ón se lle* lle*ó ó de mane manera ra más más lent lenta a en comparación con el hidrógeno, sin embargo el oxígeno al ser más denso 4ue el aire y 4ue el hidrógeno hidrógeno expandió de manera manera considerab considerable le al 0mbolo 0mbolo logrando logrando una presión presión demasiado demasiado alta! Al poner en contacto al oxígeno rente a la lama, 0sta aumentó su *olumen! )on lo *isto en esta práctica, *imos 4ue se pueden hacer muchas reacciones con +. y /., ya 4ue tiene tienen n potenc potencial iales es estar estar de óxido óxido de reducc reducción ión muy a*ora a*orable bles s para para reacci reacciona onarr con otras otras sustancias! La mayoría de las reacciones reacciones 4ue se hicieron con hidrógeno hidrógeno resultó 4ue el hidrógeno hidrógeno actuó como agente reductor y el oxígeno como agente oxidante y esto se debe a 4ue el oxígeno al tener pares de electrones libres puede donar y compartir los mismos y el hidrógeno puede aceptar pares de electrones! Los dos al ser gases muy reacti*os pueden en presencia de una uente de ignición prender y explotar de manera *iolenta! onclusiones &n esta práctica aprendimos la manera de cómo obtener hidrogeno y oxígeno a tra*0s de ácido clorhídrico, yoduro de potasio aplicando el m0todo de Mattson! 3ónde aprendimos 4ue' •
&l oxígeno y el hidrógeno son gases muy reacti*os y áciles de obtener! Son gases 4ue
•
pueden prender y reaccionar *iolentamente! &l oxígeno es un agente oxidante uerte, mientras 4ue el hidrógeno es un agente reductor uerte!
•
#roo*ena &dición, &dición, M0xico, .88?, $$@. pp! )hang, :! 5uímica! &ditorial Mc ra< +ill, d0cima edición, M0xico, .8$8!