Reacciones quimicas.pdf

Grupo Blas Cabrera Felipe

REACCIONES QUÍMICAS

Michael Faraday en su laboratorio de la Royal Institution, en Londres

José Fernández González Nicolás Elórtegui Escartn Juan !érez "orres Francisco Rodrguez de #r$as



INTRODUCCIÓN


Índice de contenido !resentación%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%& Relación de acti'idades y e()eriencias%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*+ #lgo sobre or$ulación or$ulación -ugerencias al )roesor%%%%%%%%%% )roesor%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%% %%%%%%%%%% %%%%%%%%%% %%%%%%%% %%%*. *. -obre la energa en las reacciones /u$icas -ugerencias al )roesor%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*0 #lgo sobre el $ol -ugerencias -ugerencias al )roesor%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%% %%%%%%%%%% %%%%%%%%%%% %%%%%% *1 #lgo sobre cálculos cálculos este/uio$étricos -ugerencias -ugerencias al )roesor%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%% %%%%%%%*2 %%*2 E% 3onstrucción de una )ila 4aniell %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%% %%%%%%%%%%% %%%%%%%%% %%% *5 #lgo sobre redo( -ugerencias -ugerencias al )roesor%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%% %%%%%%%% %%% .1 6ibliograa%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%.2 #3"I7I4#4 3lasiicar sustancias sustancias /u$icas de uso co$8n co$8n en el laboratorio%%%%%%%%%% laboratorio%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%% %%%%.9 .9 #3"I7I4#4 -igniicado -igniicado de la ór$ula de un co$)uesto%%%%%%%%%% co$)uesto%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%% %%%%%%%%% %%%.: .: #3"I7I4#4 3o$)osición 3o$)osición centesi$al%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% centesi$al%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%% %%%%%%% %%.5 .5 #3"I7I4#4 Fór$ulas y no$bres no$bres usuales% #sociación #sociación de no$bres y ór$ulas%%%%%%%%%%%%% ór$ulas%%%%%%%% %%%%%%%%%% %%%%%%%%% %%%%%0+ %0+ #3"I7I4#4 "ransor$aciones "ransor$aciones en algunos enó$enos%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%% %%%%% 0. E;!ERIEN3I# Reacción del azure con el hierro hierro y con el el $ercurio%%%%%%%%%%%% $ercurio%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%% %%%%%%%%%% %%%%%%%%%% %%%%%%%%%% %%%%%%%% %%%00 00 La reacción /u$ica y la teora ató$ica%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%0& E;!ERIEN3I# Reacción de eer'escencia%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% eer'escencia%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%% %%%%%%% %%09 09 Ecuación Ecuación /u$ica /u$ica %%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 0: #3"I7I4#4 No$brar y or$ular reacciones reacciones /u$icas%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% /u$icas%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%% %%%%%%%%%% %%%%%%%%%% %%%%%%%%%% %%%%% 1* #3"I7I4#4 "ratar de no$brar y or$ular or$ular algunas reacciones%%%%%%%%% reacciones%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%% %%%%%%%%%%% %%%%%%%1. %1. 3a$bios de energa en las reacciones /u$icas%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%11 E;!ERIEN3I# Reacción del reducci o(idación>reducción%%%%%%%%%%%%%%%% ón%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%% %%%%%%%%%% %%%%%%%%% %%%%2: 2: E;!ERIEN3I# For$ación de herru$bre de hierro%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%% %%%%%%%%%% %%%%%%%%%% %%%%%%%% %%%25 25 Reacciones de o(idación>reducción%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%&* E;!ERIEN3I# ?No$bre de )ila@A 7olta% !ila !ila de $onedas %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%% %%%&0 &0 #3"I7I4#4 La bara=a /u$ica%%%%%%%%%%%%% /u$ica%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%% %%%%%%%%%% %%%%%%%% %%% &:


#3"I7I4#4 La ecuación de reacción%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%9+ E;!ERIEN3I# Reacción del tiosulato con el ácido clorhdrico%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%9* E;!ERIEN3I# 4es)rendi$iento de gasA cinc y clorhdrico%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%91 E;!ERIEN3I# 7elocidad de reacción%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 9& E;!ERIEN3I# El árbol de -aturno%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%99 E;!ERIEN3I# 3o$bustiones es)ontáneas%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%9: E;!ERIEN3I# Bna electrólisis casera%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 95 E;!ERIEN3I# !ilas usando rutos o zu$os%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%:+ E;!ERIEN3I# 3onstrucción de una )ila 4aniell%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%:. E;!ERIEN3I# Cbtención de energa eléctrica a )artir de energa /u$ica%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%:0 E;!ERIEN3I# Ctras )ilas%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% :1 E;!ERIEN3I# Cbtención y reconoci$iento de 3C.%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% :& E;!ERIEN3I# 4eter$inación del bicarbonato en un #LD#>-eltzer%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%:: E;!ERIEN3I# Cbtención de gasesA generador de Di))%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%5+ La luz ta$bién )ro'oca reacciones /u$icas%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%50 3ó$o la /u$ica trabó a$istad con la electricidad%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%51 La sntesis /u$ica en la célula 'i'a%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%52 Los co$)uestos /u$icos de los gases inertes%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%52 E-BEM#- 4E RE#33ICNE-%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%5: 4esco$)osición del ó(ido de $ercurio II%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*++ 3alenta$iento del cobre%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*+* 3inc y ácido clorhdrico%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*+* 3arbonato y ácido%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*+* 3o$bustión del $agnesio%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*+. 3al 'i'a con agua%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% *+. Cbtención del ácido clorhdrico%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*+1 Nitrato de )lo$o II y yoduro )otásico%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*+1 For$ación de dió(ido de nitrógeno NC.%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*+2 Cbtención de hidrógeno%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% *+2 Reacción del #gNC0 con Na3l%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*+& #$onaco y ácido clorhdrico%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% *+& Electrólisis de una disolución de cobre II%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*+9 Reducción de una disolución de -nH.%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*+9 4e)ósito de cobre%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*+9 La )ri$era )ila de 7olta%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*+:


!roductos del )etróleo%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*+5 IN7E-"IG#3IN 3alenta$iento de sales%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% **+

Reacciones /u$icas

IN"RC4B33ICN !resentación Cb=eti'os Relación de e()eriencias y acti'idades !rogra$ación 6ibliograa GBI# 4I4#3"I3# E;!ERIEN3I#- #L"ERN#"I7#4C3BMEN"C"e(tos y curiosidades 4ocu$entos acia la or$ulación inorgánica Es/ue$as de reacciones In'estigaciones%

Estas unidades didácticas de elaboraron entre *5:2 y *55+ y nacieron )ara sustentar el traba=o del )roesorado /ue e()eri$entaba la Reor$a de las EnseKanzas Medias /ue antecedió a la Ley LCG-E en Es)aKa% El traba=o e()eri$ental era una )arte unda$ental de la inno'ación /ue )ro)onan y tenan una uerte orientación hacia la enseKanza )or descubri$iento% -u diusión se hizo sie$)re a tra'és de otoco)ias y $uchas de ellas se elaboraron a8n con $á/uina de escribir% #un/ue el tie$)o ha )er$itido el acceso a $e=ores docu$entos y tecnologas, toda'a siguen siendo una uente de ideas )ara el traba=o en el aula y, )or ello, tras digitalizarlas, se )onen a dis)osición de los docentes%

Las Bnidades 4idácticas del Gru)o 6las 3abrera Feli)e se )ublican ba=o licencia 3reati'e 3o$$ons Reconoci$iento>No co$ercial>3o$)artir ba=o la $is$a licencia .%2 Es)aKa License% 6asadas en el traba=o del Gru)o 6las 3abrera Feli)e en %gru)oblascabrera%org%


!resentación Nos encontra$os ahora con las reacciones /u$icas co$o el )ri$er tó)ico del curso /ue es ine/u'oca$ente /u$ico, )or/ue se ha traba=ado con enó$enos neta$ente sicos en los estados de agregación, se ha balbuceado algo de Fsica #tó$ica en la constitución de la $ateria y se ha tendido un )uente, con la clasiicación de ele$entos, )ara )oder llegar a la transor$ación /u$ica con la or$ulación y no$enclatura de los co$)uestos% #/u y co$o en otras ocasiones, 'a$os a )reocu)arnos de iniciar al alu$no en los as)ectos básicos buscando )ara ello todos los recursos y técnicas de $oti'ación /ue )oda$osO )ero nos a)artare$os de la /u$ica 'istosa, de la e(hibición de las reacciones es)ectaculares, del circo de la /u$ica, )or/ue en la $ayora de estos casos la e()licación de los )or/ués es co$)le=a y el 'ehculo )ara lle'arnos a los ob=eti'os )ro)uestos no es el adecuado% Es ácil encontrar a )roesionales de las ciencias /ue nos argu$entan ?có$o es )osible /ue el alu$no no conozca tal reacción, si de ella de)ende la naturaleza del ser 'i'o, o bien, si en su entorno se )roducen $iles de reacciones de este ti)o@ #nte este argu$ento, hay /ue contestar )ausada$ente en busca de nuestras )retensionesA ?3onoce el interlocutor la reacción de /ue habla, en toda su e(tensión@ -i lo /ue se )retende es sólo una 'isualización global y si$)lista de la reacción, entende$os /ue entonces as hay $iles de reacciones i$)ortantes en la Naturaleza y el entorno ?/ué no es el resultado de una reacción /u$ica@, )ero no es ese nuestro ob=eti'o a/u% No )retende$os enu$erar la serie de reacciones /ue son i$)ortantes )or sus causas o i$)licaciones, sino /ue nuestra intención es /ue se)a /ué es sustancial$ente una reacción /u$ica y de /ué as)ectos se 'e aectada sin tener co$o e=e docente la trascendencia, recuencia o cercana de la reacción% ?ace 'er al alu$no alguno de los ob=eti'os básicos necesarios )ara entender /ué conlle'a una transor$ación /u$ica@ Es decir, ?se i=a en los ca$bios de energa, inluencia de 'ariables en la ra)idez de la reacción te$)eratura, concentración, catalizador, ti)o de reacti'os y )roductos, etc%, )rocesos ácido>base, )rocesos redo(, conser'ación de la $asa, etc%@ )or/ue si no es as, esta$os )ersiguiendo algo no )retendido en la )laniicación de la enseKanza de lo /ue es una reacción /u$ica% !ara situarnos $e=or, )ro)onga$os un e=e$)loA reconoci$iento del az8car de una sustancia $ediante una reacción con el reacti'o de Fehling y or$ación consiguiente del es)e=o de )lata%


Esta es una reacción a la /ue se recurre con recuencia )or la es)ectacularidad del es)e=o or$ado y la acilidad de su consecución% #hora bien, $ás de una 'ez ha sucedido /ue la reacción no ha salido bien y ta$)oco nos )ara$os a a'eriguar los )or/ués, sino /ue nos li$ita$os a re)etirla% ?3uál es la te$)eratura adecuada )ara la reacción@ ?ay /ue calentar@ ?-e des)rende o se absorbe energa@ ?ué concentración re/uiere el az8car@ ?3uánto Fehling hay /ue aKadir@ ?3ó$o se 'ierte@ ?En /ué estado de )re)aración y de conser'ación debe estar el Fehling@ ?3ó$o se acelera o se inhibe la reacción@ ?ué acidez re/uiere el $edio de reacción@ ?3uál es el unda$ento de la a)arición del esotérico es)e=o de )lata@ ?Es una )reci)itación@ ?Es un )roceso de o(idación>reducción@ ?4e dónde sale la )lata@ ?ué le hace el az8car al Fehling@ ?ué es el reacti'o de Fehling y có$o se )re)ara@ ?!or /ué lo /ue el alu$no conoce co$o az8car no da la reacción@ 7e$os /ue la reacción no sir'e didáctica$ente co$o identiicación de az8cares )or /ue hay casos en los /ue )ara el alu$no no unciona y hay /ue entrar en una serie de e()licaciones sobre lo /ue son )olisacáridos% 4e otro lado, el as)ecto l8dico de a'eriguar las sustancias /ue contienen azucares es engaKoso, )or/ue nunca se identiicaran los di> tri> )olisacáridos, /ue es co$o se )resentan la $ayora de las 'eces los hidratos de carbono o gl8cidos% #s, la reacción es algo irreal en cuanto sólo se realiza cuando )ro'iene de un reacti'o /ue he$os de su$inistrar nosotros% ?3ó$o se si$boliza esta reacción /u$ica@ ?-e llega a escribir la reacción /u$ica con la or$ulación de las sustancias@ -i las res)uesta es )ositi'a ?se cree o)ortuno en estos )ri$eros )asos del alu$no un conoci$iento de or$ulación orgánica de este ni'el@ ?/ué no$enclatura usaras@ ?debe saber el alu$no la i$)ortancia de la unción alcohólica o cetónica de los azucares@ ?a /ué nos li$ita$os@ -i la res)uesta es negati'a ?tiene adecuación )edagógica hablar de una reacción /u$ica a la /ue no )uede e()resar co$o se debe en or$a de ecuación or$ulada@ 3o$o en esta situación no se )uede hablar de este/uio$etra, ?/ué signiicado tienen las concentraciones y cantidades de las sustancias /ue reaccionan@ e$os to$ado un e=e$)lo de una reacción /u$ica, co$o )oda$os haber to$ado cual/uier otro, en /ue su uso docente es recuente y sin e$bargo la contribución a lo /ue nosotros entende$os /ue un alu$no debe conocer sobre la reacción /u$ica en sus )ri$eros )asos, no se conte$)la a/u ni )or a)ro(i$ación% Inicia$os al alu$no identiicando ór$ulas de sustancias con el no$bre de uso recuente y asignándole la ór$ula a $uchos co$)uestos de uso habitual, )ara tratar de


esta or$a de ordenar y detallar con )recisión los conoci$ientos )re'ios /ue )ueda tener el alu$no, ad/uiridos con la enseKanza o del saber )o)ular% El siguiente )aso es hacerle co$)render el signiicado de una ór$ula /u$ica to$ando cual/uiera de los e=e$)los usadosO es decir, /ue llegue a saber ca)tar /ué áto$os dierentes inter'ienen en la or$ulación de un co$)uesto as)ecto cualitati'o y en /ue )ro)orción nP de áto$os de cada ele$ento, as)ecto cuantitati'o% Más adelante trata$os de hacer una introducción a la or$ulación de or$a )eculiar, )ara lo cual hace$os algunas sugerencias al )roesorO y, asi$is$o, trata$os de identiicar la no$enclatura de los co$)uestos or$ulados, es decir, no se re/uiere saber no$brarlos de or$a e(hausti'a, sino /ue dada cual/uier deno$inación se se)a asociar la ór$ula en co$)uestos recuentes% -obre)asada la aceta si$bológica )retende$os /ue el alu$no se)a reconocer y dierenciar los enó$enos sicos de los /u$icos, es decir, /ue ante la )resencia de un enó$eno identii/ue cuales lle'an i$)lcita una reacción /u$icaO es decir, descrita en e(tensión una transor$ación, saber si los ca$bios /ue ocurren deter$inan un )roceso sico o /u$ico% Más adelante se debe llegar a saber el signiicado cualitati'o de una reacción /u$ica y )or /ué se caracterizaA ca$bio de )ro)iedades de las sustancias, un interca$bio energético asociado, una conser'ación de la $asa total /ue inter'iene en la reacción, aco$)aKado todo ello de una )osible e()licación $ediante un $odelo teora ató$ica de la reacción% En este curso se traba=a con reacciones co$)letas, es decir, nos $o'e$os en el su)uesto de /ue las reacciones se 'eriican de or$a co$)leta co$o indica su este/uio$etra% #un/ue es una situación irreal, )or cuanto el alu$no 'a a detectar /ue las reacciones son inco$)letas a su )ri$er contacto en el laboratorio, )ero la e()licación de los hechos, tales co$o )osibles e(cedentes de reacti'os o la e(istencia de )osibles e/uilibrios, es una contribución /ue sólo debe hacer el )roesor )ara los alu$nos $ás a'enta=ados%


BNI4#4 4I4Q3"I3# A RE#33ICNE- BIMI3#Cb=eti'os de la unidad

#cti'idadese()eriencias

Identiicar ór$ulas de sustancias /u$icas de uso co$8n% Inter)retar el signiicado de una ór$ula /u$ica% For$ularA 3o$)uestos binarios recuentes% Qcidos $ás usuales -ales de los ácidos con $etales de s$bolos co> nocidos Identiicar la no$enclatura de los co$)uestos or$ulados%

#% 3lasiicar sustancias /u$icas de uso co$8n en el laboratorio% #% -igniicado de la ór$ula de un co$)uesto #% 3o$)osición centesi$al% #% Fór$ulas y no$bres usuales% #sociación de no$bres y ór$ulas%

Reconocer transor$aciones /u$icas de un con=unto de enó$enos sencillos% E()licar el signiicado cualitati'o de una reacción /u$ica For$ular la ecuación /u$ica de un )roceso sencillo% Reconocer la e(istencia de ca$bios de energa en las reacciones /u$icas%

#% "ransor$aciones de algunos enó$enos% E% Reacción del - con FE% y del - con g% E% Reacción de eer'escencia #% No$brar y or$ular algunas reacciones /u$icas%

Fenó$enos sicos y /u$icos

E% Reacción del
3a$bios% energéticos en una reacción /u$ica%

Identiicar la con'ersión de energa /u$ica en eléctrica%

Cbser'aciones

"ie$ )o

-igniicado de una ór$ula /u$ica y $asa $olecular de un co$)uesto /u$ico, co$)osición centesi$al% "ener en cuenta -ugerencias sobre or$ulación

1

* *

Realizar cálculos #% E=ercicios de cálculos este/uio$étricos este/uio$étricos sencillos% Identiicar 'ariables /ue aectan la ra)idez de una E% 3a$bios de color del reacción /u$ica% 'ino 4ierenciar eno$enológica$ente sustancias ácidas y básicas% Reconocer )rocesos de o(idación y reducción%

3ontenidos

#% 3o$entar reacciones cotidianas de o(idación > reducción% E% ?No$bre de )ila@ 7ota% !ila de $onedas

4estacar la intercone(ión de la Fsica y u$ica%

* .

3onser'ación de la $asa Ecuación /u$ica

3on'iene conocer la intención de la )rogra$ación 'iendo la )resentación%

3on'iene leer sugerencias sobre energa en la reacciones /u$icas% Reco$endar al alu$no alguna de las lecturas de acti'idades alternati'as #s)ectos cinéticos de una )resentadas en la unidad reacción /u$icaA Energa Inluencia de la #nalizar las concentración y la reco$endaciones sobre te$)eratura% cálculos este/uio$étricos% -ustancias ácidas y 3onsultar  E(tracción de básicas% colorantes en E()eriencias de C(idación > Reducción% laboratorio% -e reco$ienda co$o e()eriencia casera la or$ación de herru$bre de hierro% 7er  3onducti'idad de bebidasS en E()eriencias de laboratorio%

* . . * *


Relación de acti'idades y e()eriencias #

3lasiicar sustancias /u$icas de uso co$8n en el laboratorio%

#

-igniicado de la ór$ula de un co$)uesto%

#

3o$)osición centesi$al%

#

Fór$ulas y no$bres usuales% #sociación de no$bres y ór$ulas%

#

La bara=a /u$ica%

#

"ransor$aciones de algunos enó$enos

E

Reacción del - con Fe y del - con g%

E

Reacción de eer'escencia%

E

3onser'ación de la $asaA hue'o de gallina, )alo$itas%

#

No$brar y or$ular algunas reacciones /u$icas%

#

La ecuación de reacción

E

Reacción
#

E=ercicios de cálculos este/uio$étricos

E

Reacción del tiosulato con el ácido clorhdrico%

E

4es)rendi$iento de gasA cinc y clorhdrico%

E

7elocidad de reacción%

E

3a$bio de color del 'ino%

#

3o$entar reacciones cotidianas de o(idación>reducción%

E

El árbol de saturno

E

For$ación de herru$bre de hierro

E

3o$bustiones es)ontáneas

E

Electrólisis casera

E

?No$bre de )ila@ 7olta% !ila de $onedas

E

!ila de rutos y de zu$os

E

!ila de 4aniell

E

Cbtención de energa eléctrica a )artir de energa /u$ica%

E

Ctras )ilas

E

Cbtención y reconoci$iento del 3C .

E

4eter$inación de conta$inantes N1H , NC.> NC>

E

3onducti'idad de bebidas

E

Cbtención de gasesA a)arato de Di))

E

4eter$inación del bicarbonato en un #lTa>-eltzer%

#lgo sobre or$ulación -ugerencias al )roesor uere$os destacar a/u nuestra conce)ción de la or$ulación )ara )asar luego a e()licar nuestras intenciones sobre las )autas /ue da$os )ara su enseKanzaA las caractersticas /ue asigna$os a la or$ulación sonA > Es una herra$ienta de la /u$ica y, co$o $edio o recurso didáctico /ue es, no la considera$os ob=eti'o de la enseKanza co$o tal% > Es un hecho conocido /ue cada )roesor usa su librillo )ersonal )ara e()licarla% Es raro encontrar unos a)untes de $ás de un )roesor, debido a la diicultad de )onerse de acuerdo en cual es la or$ulación adecuada )ara un estudiante /ue se inicia en la /u$ica, cada uno $antiene una o)inión )articular% Esto es el resultado de /ue los te(tos y libros de uso 'ulgar toda'a usan la no$enclatura uncional o clásica /ue aun/ue ha sido desterrada )or la IB!#3 )ara co$)uestos binarios, la sigue ad$itiendo )ara los ó(idos y )or consiguiente en las sales% #un/ue las directrices de la IB!#3 son claras, no es $enos cierto /ue )er$iten gran 'ariedad de deno$inaciones )ara un $is$o co$)uesto en el caso de ácidos seraA la no$enclatura uncional o clásica, la siste$ática y la de -tocT lo /ue lle'ado a la )ra(is de la enseKanza resulta ino)erante% Los te(tos sobre or$ulación gozan, co$o es natural, de la inter)retación /ue le da el autor a la nor$ati'a, y )or eso $is$o )uede dierir de unos autores a otros y de unos aKos a otros seg8n las 8lti$as con'enciones% Es ácil encontrar la o)inión de un alu$no /ue )iensa /ue lo /ue le enseKó un )roesor en un curso es dierente de lo /ue le e(ige otro al curso siguiente% Es )or esto /ue o)ta$os tan solo )or una a$iliarización e(tre$a del alu$no con la or$ulación no$enclatura de los co$)uestos $ás recuentes, sin arontar de una or$a decidida ninguna diná$ica )articular, aun/ue sugeri$os algunas )autas, )ero con la seguridad de ser tan desacertadas co$o cual/uier otra% Los co$)uestos di ó triató$icos los or$ula$os con el s$bolo $olecular, as el o(geno será sie$)re C . y en cual/uier situación /ue se nos )resente el uso del ele$ento en estado ató$ico hare$os $ención a elloO es decir, el ele$ento C será o(geno ató$ico y el o(geno es C . % Igual situación sucede con otros ele$entos /ue se )resentan en estado $olecular )oliató$ico%

-obre la energa en las reacciones /u$icas

-ugerencias al )roesor

ay /ue tener en cuenta /ue a/u, co$o en todos los te$as energéticos>didácticos, el lastre histórico )or un lado recuérdese el calórico y de otro el conoci$iento )o)ular del 'ulgo, unido a la conusa ter$inologa energética, nos )uede lle'ar todo ello a un caosO )ero ta$bién a /ue cual/uier o)ción )or la /ue o)te$os )ueda no ser suiciente$ente entendida Recorde$os /ue en ter$odiná$ica es cla'e i=ar el siste$a /ue en este caso será la reacción /u$ica y lo de$ás son alrededores reci)iente, luido circundante, etc%% La energa interca$biada en las reacciones /u$ica se $aniiesta co$o calor des)rendido o absorbido, /ue ocasiona /ue ca$bie la te$)eratura de los alrededores o /ue /uede al$acenada esta energa en los )roductos de reacción NC 3CN-I4ER#MC- #!RC!I#4C EL B-C 4E E;C"URMI3# NI EN4C"URMI3# )or/ue el tér$ino tér$ico 'a asociado a la te$)eratura y )or ende a la energa interna, y )uede no ser signiicati'o en orden al interca$bio de energa% Esta ter$inologa sera $ás a)ro)iada )ara los casos en /ue la reacción in'ierte la energa interca$biada en acu$ularla en los )ro)ios $ateriales resultantes de la reacción, no interca$biándola con el e(terior, )ero esto rara$ente es as )or/ue al $enos el reci)iente de la reacción se calienta o enra seg8n sea ésta% 4idáctica es $as si$)le, y no re/uiere usar ni conocer nue'a ter$inologa al decir absorción de energa y des)rendi$iento de energa con lo cual se resuel'e un )roble$a rigor conce)tual de la energa co$o unción de estado al )oder colocar a ésta co$o reacti'o o )roducto de la reacción hecho /ue no se dea hacer con el calor )or no ser unción de estado sino reerirse a la energa en tránsito # H 6 >>>> V 3 H energa M H energa >>>> V ! H 

reacción des)rendi$iento energa reacción absorción energa

#lgo sobre el $ol


e$os considerado a)ro)iado la introducción del $ol en este ni'el co$o unidad de $edida /u$ica, es la unidad /ue nos $ide la cantidad de sustancia /ue inter'iene en las reacciones /u$icas% Esto nos )resenta la )osibilidad, tan i$)ortante, de iniciar al alu$no en los cálculos este/uio$étricos, cosa /ue sera $uy dicil de otra $anera y de )oderlo hacer, la rentabilidad didáctica es tan escasa cuando no negati'a /ue nada $ás )or esto se =ustiicara iniciarnos en el $ol% #hora bien, no so$os )artidarios de introducir el conce)to de $ol de or$a rigurosa )or/ue )robable$ente no ca)te su signiicado hasta /ue su grado de e'olución )sicológica sea $ás a'anzado en el )ensa$iento or$al% No )or carecer de la conce)ción de $ol no se )uede iniciar al cálculo en las reacciones /u$icas y co$o =ustiicante de ello basta con iniciar una discusión sobre este te$a entre )roesionales de la /u$ica, usando co$o $aterial la e()licación de la resolución de un )roble$a este/uio$étrico, Walgunos )ensa$os /ue he$os ad/uirido el conce)to cuando he$os tratado de enseKarloX% Es )osible a)render cosas sin conocer las bases y los unda$entos en /ue se arraigan, basta )ara ello /ue le de$os un carácter signiicati'o encuadrándolo en un conte(to adecuado en el /ue se )ueda relacionar su utilidad y $oti'ar su uso% En este conte(to no tiene 'alidez )edagógica el nP de #'ogadro &,+.0 Y*+

.0

 )uesto

/ue no es $ás /ue eso Wun n8$eroX, en el /ue ta$)oco los alu$nos 'an a ad/uirir su signiicado, )or esca)arse de la $agnitud de la t angible y de lo usual% ?ué có$o se )uede iniciar al alu$no en el cálculo sin entender lo /ue es un $ol, sino sólo darle un carácter de unidad@ 7ea$osA si hace$os un re)aso de unda$entos, gran )arte de nuestros conoci$ientos de las 3iencias es as, )ero 'aliéndonos de $odelos% "a$)oco )retende$os traba=aren este ni'el con cual/uier reacción /u$ica sino sola$ente con 2 o & $uy conocidas, sobre las cuales $onta$os todo nuestro cuestionario este/uio$étrico% ?Es )osible traba=ar con los alu$nos, de la or$a y con la carga de conoci$ientos /ue conlle'a, tal co$o se ha hecho en las reacciones $encionadas@ W!#R# BU M#-X

#lgo sobre cálculos este/uio$étricos -ugerencias al )roesor En la resolución de )roble$as de cálculos este/uio$étricos /uere$os sugerir un recurso didáctico, /ue he$os usado 'arios )roesores desde hace tie$)o, con resultados alentadores% Esto esA )ara nosotros entrar en cálculoX en una reacción es un s$il a cuando entra$os de 'ia=e a un )as co$o InglaterraO debe$os lle'ar libras )ara nuestras necesidades )or/ue la )eseta no nos sir'e )ara )agar, y todo lo he$os de hacer en librasO sin e$bargo, cuando salga$os del )as las libras /ue nos hayan sobrado las )ode$os ca$biar nue'a$ente en )esetas si 'eni$os )ara Es)aKa% En caso de 'ia=ar a otro )as dierente co$o Francia, #le$ania, etc% )ode$os )asar las libras sobrantes a rancos, $arcos, etc%%% En las reacciones /u$icas sucede algo )arecido a cuando entra$os o sali$os de Inglaterra, aun/ue ahora la $oneda es el $ol% !ara entrar hay /ue con'ertir en $oles, hacer las transacciones /ue $ar/ue la ley de las reacciones, y lo /ue está en $oles lo )ode$os ca$biar a la unidad /ue nos interese al salir% Es )or esto /ue la ecuación a=ustada la encerra$os en un recuadro )ara )oner de $aniiesto la inalterabilidad y $uy dentro de las ronteras del cuadro% E=e$)loA a ?4e cuantos g de D3IC 0 he$os de dis)oner )ara conseguir *+ litros de o(geno@ b -i e(isten *++ g de D3I ?cuánto o(geno se obtu'o y /ué $asa de D3IC 0 se usó@ M D3IC0Z *..,2

a

M D3I Z 91,2

22,4 l 1 mol = 10 l x

x=

10 lO 2 ·

C bienA

10 l = 0,45 22,4 l

1 molO 2 22,4 lO 2

M C.Z 0.

$ol de C .

= 0,45 molO 2

ReacciónA . D3lC0  . D3l H 0 C . . $oles . $oles 0 $oles +,12 $oles [>>>>> datos 2 molesKClO 3 xmolesK ClO 3

=

3 molesO 2 0,45 molesO 2

( Z +,0 $oles D3lC0 ( Z +,0 $ol Y *..,2 g$ol D3lC 0 Z 0&,92 g D3lC 0

b

*++ g D3l son

100 g deKCl 74,5 g / mol

Z *,01 $ol D3l

*,01 $ol de D3lC 0 son *,01 $ol Y *..,2 g$ol de D3lC 0 Z *&1,* g de D3lC 0 *,01 Y 0. $ol de C . Z . $ol de C. , /ue son . $ol de C . Y 0. g$ol de C . Z 11,: g de C. Ctra de las or$as $enos usada en la enseKanza actual, tanto en un as)ecto )ráctico co$o técnico, es la siguienteA . D3lC0 >>> V . D3l H 0 C. . % *..,2 . % 91,2 0 % 0. .12 g *15 g

5& g

*1,1 g >>>> datos -i .12 g de D 3lC 0 reaccionan>>V 5& g de +. x=

(



*1,1 g% de C.

245⋅14,4 96

=36 , 75

g de D3lC 0

4e un lado )arece /ue 'a /uedando en desuso la regla de tres )or cuanto se tiende al uso de la )ro)orción co$o unda$ento en la /ue se basaba a/uella% #hora bien, a8n usando )ro)orción esta or$a de resol'er el )roble$a )uede )arecer $uy sencilla y la $ás si$)le, aun/ue a ello tene$os /ue $atizarA !uede /ue sea si$)le y sencilla )ara una )ersona /ue ya tiene soltura en los conce)tos necesarios en el andar )or cálculos este/uio$étricos WEste es el caso del )roesorX 4esde /ue a)arecen los n8$eros dierentes de $asas, todos ellos grandes, lle'an al =o'en iniciado a realizar una serie de cálculos /ue le )ueden distraer del ondo del )roble$a% El bos/ue no le de=a 'er los árboles% Las )ro)orciones en $oles son de n8$eros enteros sencillos y en general $enores de *+% 4ado /ue la unidad $edular /ue esta latente en la reacción es el $ol, . $ol >>> V . $ol H 0 $ol, aun/ue en este caso lo sustituya$os )or la $asa, cuantos $ás unidades introduzca$os en )lantear los cálculos este/uio$étricos $ayores eectos de distracción esta$os a)ortando El caso )lanteado se )resenta a 'er la resolución $ucho $ás sencilla )or/ue en el cálculo )ráctico del aula el alu$no ante la actuación de resolución se siente te$eroso $ás si conlle'a cálculo y todo a/uello /ue se co$)are en cantidades )ro)orcionadas a los n8$eros *,.,0,1 %%% le )arece $ás ase/uible%

#nte la )regunta, ?4e cuantos gra$os de D3lC 0 he$os de dis)oner )ara conseguir *+ litros de o(geno@ Ctra de las or$as recuentes usadas )or )roesores con e()eriencia es la técnica de los actores de con'ersión% Esto es, conocida la reacción y )lanteada en unidades de $oles, co$o se hizo antesA . D3lC0  . D3l H 0 C . 3lorato )otásico 3loruro )otásico C(geno . $oles . $oles 0 $oles +,12 $oles [>>>>> datos -e tiene /ue la relación KCl

del

KClO3

tiene un actor de con'ersión **

KClO3

del

O2

tiene un actor de con'ersión .0

)or lo /ue usando la )regunta del )roble$a )lanteado 'e$os /ue el actor a usar es .0 y /ue nos da la )ro)orción de D3lC 0 con res)ecto al C . 2 molesKClO 3 3 molesdeO 2

los

$oles

necesarios

de

D3lC0

2 molKClO 3 · 0,49 molO 2 3 molO 2

he$os de dis)oner deA +,0 $oles de D3lC 0 Z +,0 $oles Y *..,2 g$ol de D3lC0 Z 0&,92 g de D3lC 0

seránA

#un/ue $enos recuente y $enos reco$endable es usar los actores de con'ersión con $asas de co$)uestos% . D3lC0 >>>>>> V . D 3l H 0 C. . % *..,2 g

. % 91,2

0 % 0.

*1,1 g [>>>> datos actor de con'ersión del D3lC 0 es .0 2 122,5 g KClO 3 3 74,5 gO 2

Y *1,1 g C. Z

2 122,5 · 14,4 g 3 74,5

de D3lC0 Z 0&,92 g de D3lC 0

Ctra or$a, ta$bién si$)le )ara la )ersona con conoci$iento, es lo /ue algunos lla$an la regla de tres en )ro)orción co$o 'a )ara desterrar la regla de tres en el alu$nado, aun/ue al igual /ue antes no se aconse=a )ara el alu$no iniciado% . D3lC0 >>>>>> V . D 3l H 0 C. . % *..,2

0 % ..,1 l

*1,1 g [>>>> datos 2 ·122,5 gde KClO 3 x

x=

2 122,5· 10 3 22,4

=

3 · 22,4 lO 2 10 lO 2

g de D3lC0

La e()eriencia nos dice /ue estas or$as de cálculo conunden tre$enda$ente al alu$no y aun/ue al )rinci)io )arece /ue los logros son altos, al )oco tie$)o esta$os didáctica$ente en una situación negati'a%

E% 3onstrucción de una )ila 4aniell Funda$ento !uede resultar atrayente el a'eriguar si la energa de una transor$ación /u$ica )ueda a)arecer en or$a de energa eléctricaO )ara ello a)ro'echa$os la reacción conocida del
cables disolución salina e=% D3l

* lá$ina electrodo de cobre

'asos )reci)itados de *++ c$ 0

disolución 3u-C 1 saturada

tubo doblado en B

disolución
)a)el de iltro

a$)er$etro

algodón

cocodrilos cone(ión 4escri)ción Llenar uno de los 'asos de )reci)itados con disolución de 3u-C 1 e introducir el electrodo de 3uO el otro 'aso llenarlo con
-ugerencias al )roesor #l $ontar la )ila 4aniell los alu$nos obser'arán /ue las dos disoluciones no están co$unicadas, )or lo /ue no )uede e(istir )aso de corriente% Es )osible /ue sugieran el unir a$bas $ediante un cable $etálico, )robable$ente de cobreO de hacer esto, una de ellas constituira una )ila a a/uella cuyos electrodos son de $etales dierentes $ientras /ue en la otra tendra lugar una electrólisis, )or tener los dos electrodos iguales y su$inistrarle la energa la otra disolución /ue unciona co$o )ila% "eniendo en cuenta /ue el trans)orte de cargas a tra'és de las disoluciones se realiza $ediante iones, éstas deberán unirse )or $edio de otra disolución /ue ta$bién contenga iones% La $anera $ás sencilla será a tra'és de un trozo de )a)el de iltro hu$edecido en una disolución salina% El electrólito $ás con'eniente es una sal cuyos iones no interieran en el )roceso /ue tiene lugar, )or e=e$)lo el cloruro )otásico% Es )osible /ue los alu$nos conecten al a$)er$etro al re'és y en ese caso obser'arán co$o la agu=a se $ue'e en sentido contrario a la escala% Entonces deberán ca$biar su )olaridad, lo cual ya indica el sentido de circulación de la corriente eléctrica% En las )ilas tienen lugar )rocesos de o(idación>reducción y en ellas se lla$a ánodo al electrodo en /ue tiene lugar la o(idación, y cátodo al electrodo en /ue tiene lugar la reducción% , 

?3ó$o a'eriguar cuál es el cátodo y cuál el ánodo en la )ila de 4aniell@

Recurra$os a los )rocesos /ue tienen lugar en los electrodosA en el electrodo de zinc

>>>> V

o(idación

en el electrodo de cobre

3u a/ HH H . e> >>>>> V 3u s

reducción

y el )roceso global es >>>V
{

Zn Cu ++

−2 e− Zn ++ oxid → Cu reduc + 2 e−

}

Reacción de o(idación>reducción ó \redo(\

Esto su)one una transerencia de carga negati'a del
!uesto /ue en la )ila estas dos es)ecies /u$icas no están en contacto, la transerencia de carga tendrá lugar a tra'és del circuito e(terior% Bna )rueba de /ue esta su)osición es correcta la )ro)orciona el /ue el sentido de la corriente sea del electrodo de cobre al electrodo de cinc tal co$o se co$)rueba al conectar el a$)er$etro, )ues )or con'enio se to$a co$o sentido de la corriente eléctrica el contrario al /ue corres)ondera a la trans$isión de $o'ilidad de los electrones% !odra$os obtener otra )rueba de /ue la reacción su)uesta es la /ue tiene lugar )esando los electrodos antes y des)ués del unciona$iento de la )ila% 4e ser correcta nuestra su)osición, la $asa del electrodo de cinc debera dis$inuir y la $asa del electrodo de cobre debera au$entar% Las cargas /ue circulan )or el hilo e(terior son las cargas ele$entales negati'as, $ientras /ue en la disolución las cargas /ue circulan son los iones% Los iones 3u .H se dirigen hacia el electrodo de cobre, donde se de)ositan des)ués de descargarse, )or lo /ue )ara co$)ensar la )érdida de carga )ositi'a en este 'aso tendrán /ue llegar a él cationes de la disolución de los cristales de 3u-+ 1 de sobresaturación y de la disolución del )uente salino% En el otro 'aso, el electrodo de cinc se disuel'e y )ro)orciona iones
?3uándo cesará el su$inistro de la corriente eléctrica )or la )ila@

3uando se agoten las sustancias reaccionantes cesará la reacción /u$ica y )or tanto el su$inistro de corriente de la )ila% 

-i en la )ila 4aniell utilizára$os un solo reci)iente )ara las dos disoluciones ?/ue incon'eniente o 'enta=as orece@

En este caso el cinc estara en contacto con los iones 3u HH )or lo /ue reaccionaran directa$ente y se agotaran con gran ra)idez% !ero si la inalidad no es tanta el $antener una uente energética co$o el obser'ar el unciona$iento de una )ila, entonces el usar un solo reci)iente tiene la 'enta=a de e'itarnos el )uente salino, /ue sie$)re hace rágil el $onta=e y delicado el sentido $anteni$iento%



?!ode$os sustituir en la )ila 4aniell el electrodo de cobre )or otro de carbono o )latino@ ?y el de cinc@ ?!ueden sustituirse las disoluciones@

Es e'idente /ue en la )ila 4aniell )uede sustituirse el electrodo de cobre )or otro de un $etal noble, )uesto /ue igual$ente se de)ositará sobre él el cobre $etálico% En ca$bio, no )uede sustituirse el de cinc, ya /ue éste debe disol'erse or$ando iones
?3uál sera el )olo )ositi'o y el negati'o de esta )ila@

Cbser'ando el es/ue$a anterior de la igura )ode$os detallar /ue el electrodo de cinc es el ánodo, donde se realiza la o(idación, y el electrodo de cobre es el cátodo, donde se eect8a la reducción% El sentido de transerencia de $o'ilidad de los electrones, en el circuito e(terior es del ánodo cinc al cátodo cobre% !or con'enio se to$a co$o sentido de la corriente eléctrica el contrario al de los electrones, es decir del cobre al cinc, y el borne de donde sale la corriente se le asigna el carácter ⊕ #s )ues, la corriente eléctrica sale del borne )ositi'o, cátodo de la )ila, y llega a tra'és del circuito e(terno al borne negati'o ánodo de la )ila%



?ué )asara si conectáse$os la )ila de 4aniell a una uente de corriente continua /ue )ro)orcionase una uerza electro$otriz $ayor@

3aben dos )osibilidades seg8n se haga la cone(ión de la uente% El caso en /ue el cátodo de cobre borne )ositi'o se conecte al )olo negati'o de la uente, en cuya situación la corriente /ue a$bas )ilas )roducen se su$an y au$entan al lu=o de electricidad%

El caso en /ue el cátodo de cobre borne )ositi'o se conecte al )olo )ositi'o de la uente, la corriente /ue a$bas )ilas )roducen se contrarrestan y el lu=o de electricidad será $uy )e/ueKo y en el sentido /ue i$)onga la corriente $ás )otente% 4ado /ue la uente tiene una %e%$% $ayor /ue la de la )ila de 4aniell, la corriente circulará en el sentido contrario al /ue )retenda$os con nuestra )ila construida, )or lo /ue tendrán lugar los siguientes )rocesosA elect% cinc

> >>>> V
elect% cobre

3us >>>> V 3uHH H .e>

o(idación ánodo

/ue en total >>V
#lgo sobre redo(


Bna reacción /u$ica )uede )ro'ocar una corriente eléctrica células gal'ánicas o )ilas, y una corriente eléctrica )uede )ro'ocar una reacción /u$ica células electrolticas% En a$bos casos se usan electrodos, y los /ue en un caso son H en el otro 'an a ser >, )or lo /ue la ter$inologa de signos es conusa% Lo /ue es inalterable en cual/uiera de los casos es /ue en el cátodo se 'eriica una reducción =ense en las dos consonantes y en el ánodo la o(idación =ense en las dos 'ocalesO cual/uiera /ue sea la situación sie$)re se da as% Las tendencias actuales, seg8n Nor$as Internacionales, 'an hacia usar 8nica$ente los tér$inos cátodo  reducción asociados, as co$o ánodo  o(idación, abandonando los tér$inos )ositi'o y negati'o% La dierencia entre una )ila y una cuba electroltica esA > En una )ila se obtiene energa eléctrica a e()ensas de una reacción /u$ica% !or el contrario, la reacción /ue tiene lugar en una cuba electroltica re/uiere un a)orte de energa eléctrica% #s )ues, en una )ila el )roceso es es)ontáneo y en una electrólisis es un )roceso orzado% > En una )ila el electrodo negati'o es el ánodo, )ues en él tiene lugar la o(idación y el electrodo )ositi'o es el cátodo, )ues en él tiene lugar la reducción% En ca$bio, en una electrólisis el electrodo negati'o es el cátodo y el )ositi'o el ánodo%

3Q"C4C QNC4C > En el seno de la disolución de una )ila los cationes se dirigen hacia el electrodo )ositi'o cátodo y los aniones hacia el negati'o ánodo% En una electrolisis el $o'i$iento de los iones es en sentido in'erso

!IL# H >

3B6# ELE3"RCL]"I3# > H

6ibliograa "issandier, Gaston% Recreaciones 3ienticas% Ed% #lta Fulla *5:* Johnson, M% Gua del 3ientico% E()eri$entos u$icos% Ed% !laza > -%M% *5:* âlTer, J% "aller y laboratorio In'estigación y 3iencia *.*% Cctubre *5:& Dleiber, J% Estalella, J% 3o$)endio de Fsica y u$ica% Ed% Gusta'o Gili BNE-3C% Nue'o Manual )ara la EnseKanza de las 3iencias% Ed% Edhasa Inst% "écnicas Educati'asA E%I%* #cido y 6ase% I"E>Madrid *5:* 7arios autoresA _For$ulación y no$enclatura de u$ica Inorgánica\A IB!#3 #'erbu=, E% A Naturaleza% 6arcano'a *5:1 NuieldA u$ica% colección de e()eri$entos\% Re'erté *5:. !érez Mendez, J%O Fdez% Glez, J%O 4az "orres, #% 4az Glez, +% y Moreno Ji$énez, "% Bnidad didáctica gua Reacciones u$icas Iniciación% Gru)o 4alton de Fsica>u$ica% 3ol% 4oct% y Lcdos% La Laguna *5:*% !rats, F% y del #$o, `% \Fsica y u$ica .P 6B!\ #Tal *5:0 \E()eriencias de Laboratorio\% Resu$en de Reuniones de )roesores% 3onse=era de Educación% Gobierno de 3anarias *5:&%



GUÍA DIDÁCTICA

#3"I7I4#4 3lasiicar sustancias /u$icas de uso co$8n en el laboratorio 4ada una serie de )roductos usuales en el laboratorio, realizar una identiicación y una clasiicación seg8n la ór$ula enA

(idos Qcidos -ales neutras% Los criterios de clasiicación deben ser =ustiicados )or los alu$nos, indicándose no$bre y ór$ula% -e reco$ienda no$brar $onitores de gru)os )ara la recogida de inor$ación y )osterior entrega en los corres)ondientes gru)os% NotaA sera interesante $ostrar a los $onitores las 'itrinas donde se guardan los )roductos, recogiendo los $is$os la inor$ación del lugar%

#3"I7I4#4

-igniicado de la ór$ula de un co$)uesto

La ór$ula de un co$)uesto /u$ico re)resenta e inor$a deA distintos ele$entos /u$icos de /ue está or$ada la sustancia inor$ación cualitati'a la )ro)orción en /ue se encuentran estos ele$entos inor$ación cuantitati'a E=e$)loA .-C1 Ele$entos inter'ienen

!ro)orción

idrógeno ató$ico * #zure 0. C(geno ató$ico *&

. * 1

Qto$os o $oles . * 1

Masa u$a . 0. &1 5: u$a

Masa g  re% $oles . 0. &1 5: g

#'erigua la inor$ación de co$)uestos /ue conozcas su ór$ula co$o se hizo en el caso anterior% Realiza lo $is$o con alguno ór$ula /ue a)arezca en un $edica$ento% 3ontribución La $asa $olecular de una sustancia es la $asa de una de sus $oléculas ele$ento o co$)uesto% -e deter$ina $ediante la su$a de las $asas ató$icas de todos los áto$os contenidos en la $olécula%

#3"I7I4#4 3o$)osición centesi$al 4ado un co$)uesto N 1.-C1 calcular la co$)osición centesi$al, es decir, el  de los ele$entos /ue lo co$)onen% Ele$entos /ue inter'ienen !ro)orción con $asa ató$ica nP áto$os o $oles - azure 0. * C o(geno ató$ico *& 1 N nitrógeno ató$ico 1 .  hidrogeno ató$ico * :

Masa 0. &1 .: : *0.

Masa de ele$entos $asa de co$)uesto +* 0.*0. Z +,.10 &1*0. Z +,1:1 .&*0. Z +,.*. :*0. Z +,+&*

 .1,0 1:,1 .*,. &,* *++

#3"I7I4#4 Fór$ulas y no$bres usuales% #sociación de no$bres y ór$ulas "ratar de habituarse al uso indiscri$inado de los no$bres o las or$ulas, indistinta$ente, de la serie de co$)uestos /ue a continuación se detallan% 3o$o e=ercicio se )ro)one hacer una \so)a\ de no$bres y ór$ulas y tratar luego de or$ar los )ares corres)ondientes%

idrógeno

.

#cido bro$hdrico

6r

C(geno

C.

#cido iodhdrico

I

3loro

3I.

#cido sulhdrico

.-

Nitrógeno

N.

#cido suluroso

.-C0

Czono

C0

#cido sul8rico

.-C1

4ió(ido de azure

-C.

#cido carbónico

.3C0

"ró(ido de azure

-C0

#cido nitroso

NC.

4ió(ido de carbono

3C.

#cido ntrico

NC0

#cido hi)ocloroso

3lC

6ió(ido de silicio

-iC.

C(ido de calcio

3aC

#cido cloroso

3lC.

C(ido de alu$inio

#l.C0

#cido clórico

3IC0

C(ido de hierroIII

Fe.C0

#cido )erclórico

3lC1

C(ido de )lo$o I7

!bC.

#cido osórico

0!C1

idró(ido sódico

NaC

3loruro sódico

Na3I

idró(ido )otásico

DC

3loruro cálcico

3a3l.

idró(ido cálcico

3aC.

-uluro de )lo$o II

!b-

idró(ido érrico

FeC0

-uluro de cine

idró(ido a$ónico

N1C

-uluro de $ercurio II

g-

#cido luorhdrico

F

i)oclorito de sodio

Na3lC

#cido clorhdrico

3l

-ulato de calcio

3a-C1

-ulato a$ónico

N1.-C1

6utano

31*+

-ulato de cobre II

3u-C1

6enceno

3&&

6isulito de calcio

3a-C0.

#cido acético

30> 3CC

Nitrato sódico

NaNC0

Nitrato de )otasio

DNC0

3arbonato de calcio

3a3C0

6icarbonato de sodio

Na3C0

-ilicato de sodio

Na.-iC0

-ilicato de calcio

3a-iC0

Monó(ido de carbono

3C

#$onaco

N0

#gua o(igenada

.C.

Metano

31

#3"I7I4#4

"ransor$aciones en algunos enó$enos

En nuestro alrededor )ode$os obser'ar a diario co$o se transor$a la $ateria% "rate$os de dierenciar cuales corres)onden a ca$bios /u$icos )or/ue hay reacciones /u$icas y cuales son transor$aciones sicasA

o

o

Bna $anzana troceada y e()uesta al aire se oscurece% #l cla'ar un cla'o en la )ared esta se res/uebra=a y )er$ite su entrada%

o

El agua al enriarla en el congelador se solidiica%

o

La carne )uesta al uego se asa y )uesta en un reci)iente con agua se cuece%

o

El az8car )uesta al uego se ennegrece%

o

El gas butano al acercarle una cerilla arde%

o

Los hue'os )uestos en una sartén al uego se transor$an en hue'os ritos%

o

La $ezcla de harina y le'adura )uesta al horno se transor$a en )an%

o

La $ezcla de hue'os, harina y le'adura )uesta al uego )uede dar un bizcocho%

o

El ce$ento con agua y arena ragua )ara or$ar el hor$igón%

o

El i$án al acercarlo a li$aduras de hierro atrae a estas%

o

El hu$o del cigarro es a)reciable al )rinci)io )ero luego desa)arece%

o

El =ugo de naran=a es total$ente dierente recién )re)arado y cuando ha )asado un tie$)o%

o

El azure y el hierro $ezclados se )ueden se)arar con un i$án%

o

El trigo cuando )asa )or un $olino se con'ierte en goio%

o

La sal al aKadirla a un 'aso de agua \desa)arece\

o

El az8car endulza la leche%

o

4isolución de una )astilla eer'escente 'ita$ina 3, #lTa>-eltzer%

E;!ERIEN3I# Reacción del azure con el hierro y con el $ercurio Funda$ento Las transor$aciones /ue sure la $ateria )ueden serA > Fsicas, cuando no se )roduce ninguna $odiicación en su co$)osición > u$icas cuando e(iste una alteración /u$ica de las sustancias% Material -

azure en )ol'o

-

i$án

-

li$aduras de

-

tr)ode

-

hierro

-

re=illa

-

gradillatubos de ensayo

-

$echero

-

cá)sula )orcelana

-

)inza de $adera

-

$ercurio l/uido

-

$ortero con )istilo

-

ácido concentrado 4escri)ción # Mezclar cuidadosa$ente li$aduras

inas de hierro y azure en )ol'o% a

3o$)robar

/ue

e(isten

los

ele$entos indi'iduales a)licando un i$án /ue se)ara al hierro% Bna 'ez se)arados de la $ezcla, a$bos ele$entos conser'an sus )ro)iedades caractersticas color, densidad, brillo, etc%% b 7uel'e a hacer la $ezcla y calienta en un tubo de ensayo hasta incandescencia% !uede /ue se )roduzca una lla$a, /ue sigue ardiendo a8n des)ués de se)arada del uego y es debido a la alta de ho$ogeneidad de la $ezcla o al e(ceso de azure /ue se /ue$a% 3uando la $ateria se a)aga y se enra a)arece un sólido negro de suluro hierro II % Bna 'ez eli$inada la )arte no reaccionada co$)robar /ue no lo atrae el i$án, /ue tiene )ro)iedades distintas del - y del Fe% -i hay e(tractor, aKadir al sólido negro del tubo ensayo unas gotas de ácido concentrado% "irar luego el tubo% ?La $asa or$ada es distinta del - y del Fe@ ?!or/ué no la atrae el i$án@

?!erdió el color a$arillo del azure@ Escribir la reacción /u$ica /ue se ha )roducido% ?3uanto azure reaccionará co$)leta$ente con 2+ g de hierro@ ?ué olor se )roduce@ ?a /ué co$)uesto es debido@

6 3olocar en un $ortero un )oco de azure en )ol'o y $ercurio l/uido% acer la $ezcla sólido>l/uido es dicil y $ás a8n hacerlos reaccionar $ediante trituración, lenta y abundante, con el )istlo del $ortero% 3alentando

sua'e$ente se acelerara la

reacción W3uidado con el $aterial a calentarX% ?4esa)arece el color a$arillo del azure y el brillo $etálico del $ercurio@ ?4e /ué color, estado y or$a es el co$)uesto /ue se or$a@ Escribe y no$bra la reacción /ue tiene lugar%

En estas transor$aciones /ue se conocen con el no$bre de RE#33ICNEB]MI3#-, unas sustancias desa)arecen y otras nue'as se or$an% Las sustancias inicial$ente )resentes lla$adas RE#3"I7C- desa)arecen $ás o $anos co$)leta$ente y una o 'arias sustancias nue'as a)arecen lla$adas !RC4B3"C-% La reacción /u$ica es un enó$eno /ue se caracteriza )orA *

Bn ca$bio )er$anente de las )ro)iedades de las sustancias reaccionantes,

)or/ue las )ro)iedades sicas y /u$icas de los reacti'os son dierentes a los de los )roductos de la reacción% .

Bn des)rendi$iento o absorción de energa calor, luz, electricidad, etc%

Bna caracterstica $uy i$)ortante /ue con'iene tener en cuenta y /ue se )resenta en toda reacción /u$ica es el hecho, co$)robado de /ue )uede ca$biar la clase de $ateria )ero no su cantidad% # esta conclusión llegó La'oisier, siglo ;7III, enunciando la ley /ue lle'a su no$bre ta$bién conocida co$o Ley de conser'ación de la $asa%A La $asa total de las sustancias /ue inter'ienen en una transor$ación /u$ica )er$anece constante e in'ariable


La reacción /u$ica y la teora ató$ica 7ea$os ahora una e()licación de co$o sucede una reacción /u$icaA -eg8n la teora ató$ica toda sustancia, ele$ento /u$ico o co$)uesto está constituida )or áto$os, los cuales se unen entre s or$ando $oléculas 4esde el )unto de 'ista de esta teora, una reacción /u$ica consistirá en la ru)tura de los enlaces de las $oléculas de los reacti'os y el reagru)a$iento de los áto$os resultantes, $ediante nue'os enlaces, )ara or$ar $oléculas distintas% -eg8n se obser'a en la igura no se ganan ni se )ierden áto$os% #s )ues el nP y clase de áto$os se conser'a en las reacciones /u$icas, lo /ue e()lica la ley de La'oisier%

Bna e()licación de có$o tiene lugar una reacción es su)oner /ue las $oléculas de los reacti'os se encuentran en incesante $o'i$iento dando lugar a cho/ues entre ellas /ue )ro'ocan la ru)tura de enlaces, reordenándose los áto$os de distinta $anera%


E;!ERIEN3I# Reacción de eer'escencia Funda$ento -on recuentes $uchas reacciones /u$icas en /ue unos )roductos desa)arecen de nuestra 'ista y ello lle'a al alu$no a tener un )reconce)to de /ué la $asa debe dis$inuir% El caso o)uesto sucede cuando nos a)arece alg8n )roducto no 'isto antes en la reacción, tal es el caso de un )reci)itadoO entonces se cree /ue ha au$entado la cantidad de $ateria% Material -

$aterial eer'escenteA sal de rutas

-

)astilla eer'escente, etc%

-

erlen$eyer con ta)ón de go$a

-

tubo de ensayo )e/ueKo

-

es)átula -

balanza 4escri)ción -

3olocar en un tubo de ensayo )e/ueKo una )orción de sal de rutas o )arecido y colocarlo en un erler$eyer con agua, )rocurando /ue no 'uel/ue% -eguir el es/ue$a de la igura% !esar $atraz y contenido, cuidando /ue el ta)ón este her$ético y /ue el tubo de sal de rutas no 'uel/ue% Luego se tu$ba lateral$ente el erle$eyer, con ob=eto de /ue la sal de ruta se )onga en contacto con el agua% 3uidar de no $o=ar el ta)ón )ara $antener la her$eticidad% ay una reacción /u$ica a)reciable detectable )or el des)rendi$iento de gases% 3uando cesa el des)rendi$iento de burbu=as, )esar de nue'o el $atraz y co$)robar la constancia de la $asa des)ués de la reacción% Luego abrir )oco a )oco el erlen$eyer y obser'ar có$o esca)a el gas )roducido% 4e=ar el rasco desta)ado y agitar )ara 'ol'er a )esar con ta)ón incluido% 3uestiones ?ué has obser'ado en el interior del rasco@ 4escribe el as)ecto e(terno% ?-e ha $odiicado la $asa@ E()lica los resultados obtenidos en las )esadas% ?# /ue se debe la dierencia en el )eso del rasco abierto@


Ecuación /u$ica Las reacciones /u$icas se re)resentan de un $odo abre'iado y )reciso $ediante las lla$adas E3B#3ICNE- B]MI3#- en las /ue igura, en el )ri$er $ie$bro los s$bolos o or$ulas de los reacti'os y, en el segundo los de los )roductos, se)arando a$bas $ediante una lecha /ue indica el sentido de la reacción% Reacti'os

!roductos

4ado /ue en la reacción sola hay un reagru)a$iento de los áto$os )ero ni se crean ni se destruyenW, el n8$ero total de áto$os de cada ele$ento /ue )artici)an en la reacción debe conser'arse% En las ecuaciones de reacción esto se consigue introduciendo coeicientes nu$éricos coeicientes este/uio$étrico a)ro)iados delante de cada or$ula% # esto se lla$a \a=ustar\ o igualar la ecuación #l a=ustar una ecuación /u$ica se debe )roceder en el siguiente ordenA *P Escribir los no$bres de los reacti'os y de los )roductos se)arados )or una lecha .P

Escribir los s$bolos o or$ulas de los reacti'os y )roductos deba=o de los

no$bres anteriores 0P

Ensayar )or tanteo coeicientes enteras hasta /ue el nP de áto$os de cada

clase en a$bos $ie$bros sean iguales #s )ara la reacción 'ista anterior$ente del ácido clorhdrico con el carbonato cálcico, la ecuación /u$ica esA . 3l H

3a3C0

3a3l. H

.C H 3C.

. $oléculas

* $olécula

*$olécula * $olécula * $olécula

. $oles

* $ol

* $ol

* $ol * $ol

La ecuación a=ustada nos indicaA >

ue sustancias reaccionan y cuales son los )roductos

>

En /ue )ro)orción en $oles o $oléculas  se encuentran reacti'os y )roductos


Ctro e=e$)lo seria la or$ación de a$onacoA N.

H

0.

. N 0

* $olec%

0 $olec%

. $olec%

* $ol

0 $ol

. $oles

. D3lC0

. D3l H

0 C.

. $olec%

. $olec%

0 $olec%

. $ol

. $ol

0 $oles 0 Y ..,1 l de C . Bn $ol de cual/uier gas en condiciones nor$ales )resión de * at$ y te$)eratura de +3.90D ocu)a un 'olu$en de ..,1 litros%


Esta claro /ue )ara escribir una ecuación /u$ica es necesario conocer )re'ia$ente las sustancias reaccionantes y los )roductos de reacción y no se )ueden alterar las ór$ulas de estos con el in de /ue la ecuación /uede a=ustada% Las ecuaciones /u$icas a=ustadas )er$itan realizar calculos reerentes a los $oles, $asas o 'ol8$enes de las sustancias /ue inter'ienen en la reacción recibiendo estos el no$bre de cálculos este/uio$étricos #s )ara la reacción anteriorA N.

H

* $olec%

0.

. N 0

0 $olec%

. $olec%

?cuántos $oles de nitrógeno se necesitan )ara obtener & $ol de a$onaco @ 0 $oles de N. ?cuántos g de nitrógeno se necesitan )ara obtener & $oles de a$onaco @ 0 $oles ( .: g$ol Z :1 g 3on 2& g de nitrógeno ?cuántos gra$os de hidrógeno reaccionaran@ & $oles ( . g$ol Z *. g de .

En el caso de la reacciónA 6a3l. H

Na.-C1

↓6a-C1

H

* $ol

* $ol

* $ol

. $ol

. Na3l

?cuál será la $asa del )reci)itado obtenida si )arti$os de . $oles de 6a3l . con e(ceso de Na.-C1@ . $oles ( *1. g$ol Z .:1 g de 6a-C 1 -e han obtenido +,9 $oles de 6a-C 1 ?cuántos $oles de Na3l se han )roducido@ ?cuantos g de 6a3l . han reaccionado@ *,1 $oles de Na3l +,9 $oles ( 2:_2 g$ol Z 1+,52 g de 6a3l .


#3"I7I4#4 No$brar y or$ular reacciones /u$icas 3ontribución e$os odo /ue \al echar ácido sobre una caliza se des)rende gas carbónico__% ?uere$os escribir la ecuación /u$ica@ Lo )ri$ero /ue he$os de hacer, entonces, es buscar en te(tos /uienes son los reacti'os y )roductos de esta reacción y escribi$os sus no$bres co$o talesA carbonato cálcico caliza

H

ácido clorhdrico ácido $ás recuente

dió(ido de carbono gas carbónico

cloruro H cálcico residuos blancos

H

agua

H 3a3l. * $olécula * $ol

H .C * $olécula * $ol

3oloca$os la ór$ula deba=o de cada no$breA 3a3C0 . $oléculas . $oles

H

3l * $olécula * $ol

3C. * $olécula * $ol

..,1 l 3%N%


#3"I7I4#4 "ratar de no$brar y or$ular algunas reacciones a las )iedras de cal se le echa agua )ara or$ar la lechada de cal\ 3aC H .C

3aC.

\las )iedras de carbonato al calentarlas des)renden gases\ 3a3C0

3aC H 3C.

el clorato )otásico se desco$)one acil$ente con calor en cloruro y o(geno\ D3lC0

D3l H C.

\ las cintas de $agnesio arden ácil$ente__ Mg H C.

MgC

el )ol'o de $ercurio se desco$)one )or calenta$iento\ gC

6

g H C.

No$bra y a=usta las ecuaciones /u$icas

3u H #gNC0 #l H C. Na.C. H .C 3C. H 3aC. 31*+ H C.

#g H 3uNC0. #l.C0 NaC H C. 3a3C0 H .C 3C. H .C

Na.-C1 H 3a3l. !1 H C.
6a-C 1 H Na3l !.C0

3 Bsando las cla'es a dis)osición derecha co$)letar las ecuaciones /u$icas y no$brarlasA H

H

>

agua

1. 3l.

Fe0C1 FeC0

3a H . .C

H .

2C.

idró(ido de calcio 3aC

#gNC0 dis H

3loruro de )lata s H

NaNC 0 dis 6a-C1

.C

.

Na3l dis

#g3ls

3l dis


3a$bios de energa en las reacciones /u$icas La energa /u$ica nos su$inistra una de las bases $ás i$)ortantes de la 'ida% El )a)el /ue dese$)eKa la energa en los )rocesos 'itales resulta $uy e'idente si tene$os en cuenta la necesidad de luz solar )ara la otosntesis de los 'egetales y la esti$ación de los ali$entos )or la cantidad de caloras /ue )ro)orcionan% La inter'ención de la energa en la buena 'ida es ta$bién clara si considera$os la gasolina /ue se /ue$a en el coche y aun $ás si tene$os en cuenta /ue la $ayor )arte de la electricidad, tan i$)ortante en la 'ida de hoy, )ro'iene de la energa /u$ica del )etróleo o del carbón%


E;!ERIEN3I# Reacción del
3u-C1 cristales

-

'aso ))do

-

baKo de serrn

-

)ol'o de
-

agitador

-

gradillatubos ensayo

-

.-C1

-

ter$ó$etro

4escri)ción E()eri$ento* 4isol'er en agua 3u-C 1 hasta conseguir una disolución concentrada% #Kadir luego )ol'o de
-

?!odra realizarse esta reacción de $odo /ue la energa a)arezca co$o energa eléctrica@


E=ercicios de cálculo este/uio$étricos% ?4E 3BQN"C- GR#MC- 4E D3lC0 EMC- 4E 4I-!CNER !#R# 3CN-EGBIR *+ LI"RC4E C;IGENC@

4ado /ue los datos no indican nada, su)ondre$os /ue la reacción es co$)leta y se realiza en condiciones nor$ales )Z * at$, t Z +P3 en cuyo caso se sabe /ue * $ol de cual/uier gas ocu)a un 'olu$en de ..,1 litros% #ntes de or$ular la ecuación /u$ica transor$are$os los datos en $oles de co$)uestoO esto es, calculare$os los $oles /ue contienen *+ litros de o(geno en condiciones nor$ales 3%N%%

22,4 l 1 mol = 10 l x

x=

10 mol=0,45 24

$ol de C.

!arece /ue el clorato )otásico )uede )roducir o(geno seg8n el enunciado% "rate$os de buscar en un te(to las caractersticas de esta reacción )ara tener un conoci$iento a$)lio de los condicionantes% Escriba$os luego los no$bres de los reacti'os y )roductos /ue inter'ienen )ara )asar luego a=ustarlaA

clorato )otásico

cloruro )otásico

. D3lC0

. D3l

. $oles

. $oles

o(geno H

0 C. 0 $oles +,12 $oles

2 molesKClO 3 xmolesKClO 3

=

3 molesO 2 0,45 molesO 2

(Z +,0 $oles D3lC 0 ( Z +,0 Y *..,2 g$ol D3lC 0 Z 0&,92 g D3lC 0

datos


? BU 3#N"I4#4 4E Fe0C1 -E FCRM# # !#R"IR 4E 2 GR#MC- 4E IERRC@

El enunciado )arece indicarnos /ue a )artir del Fe se )uede or$ar el ó(ido erroso>érrico Fe0C1% 6us/ue$os en alg8n te(to%

\#l )asar 'a)or de agua )or un tubo en el /ue hay li$aduras de hierro calientes )or un $echero, se transor$a en hidrógeno /ue se )uede recoger en una )robeta in'ertida, y el hierro se o(ida a ó(ido de hierro\%

0 Fe hierro

H

1 .C

Fe0C1

agua

ó(ido $i(to de hierro

H

1 . hidrógeno

Fe.C0FeC 0 áto$os

1 $oléculas

* $olécula

1 $oléculas

0 $ol

1 $ol

* $ol

1 $ol

MFe Z 22,:

M.C Z *:

MFe0C1 Z.0*,1

M. Z .


3onocidos los unda$entos de la reacción seg8n la docu$entación encontrada, )asa$os a resol'er el )roble$aA

3on'irta$os los 2 g de hierro en $olesA

1 mol 55,8 gFe = x 5g

( Z +,+0 $oles de Fe La reacción nos estableceA 1 molFe 3 O 4 3 molesFe = 0,09 molesFe x

( Z +,+0 $oles de Fe 0C1 ( Z +,+0 $oles Y .0*,1 g$ol Z &,51 g de Fe 0C1


Factores /ue inluyen en la 'elocidad de reacción La 'elocidad de una reacción /u$ica en general 'a a 'ariar seg8n las condiciones de traba=o, y )ara una $is$a transor$ación /u$ica )ode$os encontrar los siguientes actoresA *P Naturaleza de los reacti'os -eg8n la sustancia de /ue se trate, as es la 'elocidad, co$o se obser'a en la e()eriencia anterior del 3l con dierentes $etales% 3on algunos se )roducen gases in$ediata$ente, eer'escencia, y sin e$bargo otros )arecen no reaccionar reacción lenta .P

3oncentración de los reacti'os

#Kadir 3l de tres concentraciones dierentes sobre trocitos de

0P

"e$)eratura 3olocar en un tubo de ensayo 3l 0M y un cla'oO co$)robar la reacción, antes y des)ués del calenta$iento%

#l au$entar la te$)eratura se incre$enta la 'elocidad de reacción cada *+3 se du)lica la 'elocidad, en or$a a)ro(i$ada )or/ue con una ele'ación de te$)eratura se consigue au$entar la energa cinética /ue )asean las $oléculas y, en consecuencia, la )robabilidad de cho/ue% #s, )or e=e$)lo, se sabe /ue un renacua=o se desarrolla . o 0 'eces $ás rá)ida$ente en agua a .+3 /ue en agua a *+3

1P

La su)ericie de contacto

3olocar en tubos de ensayos dierentes, un cla'o, )untas de cla'os y li$aduras es Fe y aKadirle del $is$o 3l a los tres% Cbser'ar el dierente burbu=eo de  . seg8n el grado de di'isión% En a/uellas reacciones en /ue inter'engan, )or e=e$)lo, sólidos y l/uidos reacciones heterogéneas es i$)ortante la su)ericie de contacto de los reacti'os% El grado de di'isión de los $is$os a'orece la 'elocidad de reacción%


E;!ERIEN3I# 3a$bio de 'ioleta a ro=o -i )aseando )or el bos/ue encuentras un hor$iguero, )odrás realizar all $is$o un e()eri$ento /u$ico% 3oge una lor de color 'ioleta y colócala cerca del hor$iguero% Los insectos al sentirse a$enazados se deienden arro=ando hacia la lor un l/uido de olor $uy uerte% Los sitios alcanzados )or el li/uido se 'uel'en ro=os% !ara su deensa, las hor$igas segregan un ácido /ue olerás al a)lastar un insecto y /ue no es )eligroso% -e de$uestra /ue es un ácido )or/ue la lor se 'uel'e ro=a en las )artes tocadas )or el l/uido% -e lla$a ácido ór$ico%

E;!ERIEN3I# "inta in'isible -i deseas escribir en un )a)el algunas )alabras /ue /uieres $antener secretas, sólo necesitas 'inagre, zu$o de li$ón o =ugo de cebolla /ue te ser'irán de tinta in'isible% !uedes escribir con ella co$o lo haras con cual/uier otra tinta% 3uando las )alabras se escriben en )a)el blanco, son in'isibles% El destinatario sabrá /ue debe colocar la ho=a ante la lla$a de una 'ela )ara )oder leer el te(toA las )alabras se colorean en $arrón y se hacen )erecta$ente 'isibles% El 'inagre, el zu$o de li$ón o el =ugo de cebolla )ro'ocan una reacción /u$ica en el )a)el% Lo transor$an en una $ateria )arecida al celoán% !ero co$o el l/uido se inla$a a una te$)eratura $ás ba=a /ue la del )a)el, los lugares coincidentes con )alabras escritas se carbonizan%


E;!ERIEN3I# Magia de los colores 3orta en lá$inas delgadas una ho=a de col ro=a% 3olócalas en una taza y 'ierte enci$a agua hir'iendo% 4es)ués de de=arlas re)osar $edia hora, 'ierte el agua color 'ioleta en un 'aso% WEste l/uido te )er$itirá hacer 'erdaderos =uegos de $agiaX 3oloca sobre una $esa tres 'asos /ue den la i$)resión de contener agua )uraA )ero sólo el )ri$ero la tendrá real$ente% #l segundo échale 'inagre y al tercero, sosa diluida en agua% 7ierte un )oco de agua 'ioleta en cada 'asoA el )ri$ero /ueda 'ioleta, el segundo se 'uel'e ro=o y el tercero, 'erde% El colorante 'ioleta )asa a ro=o en un l/uido ácido y a 'erde en un $edio alcalino% En un $edio neutro, co$o el agua, no ca$bia de color% En /u$ica se utilizan unos colorantes )ara distinguir sustancias ácidas o alcalinas%


E;!ERIEN3I# 3a$bio de color del 'ino Funda$entación% 4e todos es conocido el tér$ino ácido% ?3uántas 'eces he$os indicado si alg8n )roducto ali$enticio está ácido@ -egura$ente $uchas 'eces, )ero si /uere$os ti)iicar las caractersticas de un ácido nos será dicil hacerlo sólo )or el sabor% 4e las bases se habla )oco uera de los a$bientes /u$icos, y sin e$bargo su i$)ortancia es tanta co$o la de los ácidos% Fue La'oisier /uién )ri$ero dierencia los ácidos de las bases enu$erando sus )ro)iedades% 3riterio de La'oisier Qcidos

6ases

Enro=ecen la tintura de tornasol%

#zulean la tintura de tornasol%

4ecoloran la solución de enoltalena%

3olorean la solución de enoltalena%

3on las bases dan sales%

3on los ácidos dan sales%

"ienen sabor agrio%

"ienen sabor cáustico%

El tornasol, la enoltalena, el naran=a de $etilo, el )a)el indicador uni'ersal, etc% , son sustancias /ue ca$bian su coloración con la )resencia de un ácido o de una base, y son lla$adas indicadores% #lgunos )roductos cotidianos, ta$bién )ueden utilizarse co$o indicadores colori$étricos de sustancias ácidas y básicas%

Material% -

3uatro rascos )e/ueKos%

-

4isolución de enoltalena%

-

7ino rosado o tinto%

-

4isolución de naran=a de $etilo%

-

4isolución de a$onaco%

-

Eti/uetas%

-

!étalos de lores ro=as y azules%

-


4escri)ción% 3ontribución *%> !oner eti/uetas a dos rascosA # y 6% Llenar el rasco # de 'ino hasta la $itad y aKadir disolución de a$onaco% #notar el color /ue t o$a el 'ino% Llena el rasco 6 de 'ino hasta la $itad y aKádele zu$o de li$ón% "o$ar nota del color /ue to$a el 'ino% #Kadir $ucho zu$o de li$ón en el rasco # y disolución de a$onaco en el 6, anotar los ca$bios de colores de nue'o% 3ontribución .%> "o$a un )étalo ro=o, )nchalo en 'arios sitios con un aliler y colócalo dentro de un rasco /ue contenga disolución de a$onaco% #notar el color /ue to$a% "o$a )étalos azules, )nchalos y )onlos en un rasco con zu$o de li$ón% "o$a nota del ca$bio de color% 3ontribución 0>> La'a bien los rascos anteriores y eti/uétalosA #, 6, 3 y 4% Llena los rascos # y 6 de disolución de a$onaco y los rascos de 3 y 4 de zu$o de li$ón% #Kádele a # y 3 unas gotas de naran=a de $etilo y a 6 y 4 otras de enoltalena% #notar las coloraciones )roducidas%

3uestionario% -

Recoger todos los resultados en un cuadro de ácil co$)robación%

-

Resu$ir algunas )ro)iedades colori$étricas de los ácidos y de las bases%

-

4iseKa un test colori$étrico e indica de las siguientes sustancias cuáles son ácidas y cuales básicasA

-

7inagre%

-

-

#gua de bicarbonato%

-

#gua de cal%

-

Le=a%


#3"I7I4#4 3o$entar reacciones cotidianas de o(idación>reducción

-

Las )a)as )eladas, una $anzana cortada o una ruta gol)eada se ennegrece con el )aso del tie$)o%

-

Bn cla'o abandonado al aire libre se llena de herru$bre%

-

La su)ericie cortada de algunas 'erduras se )one negra%

-

3ual/uier co$bustible en )resencia de aire u o(geno arde%

-

Bn zu$o de ruta ctrica naran=a, li$ón, etc% al )asar el tie$)o ca$bia de sabor al transor$arse la 'ita$ina 3 /ue le caracteriza%

-

3uando un trozo de cobre se calienta se )one $ás oscuro%

-

El organis$o \/ue$a\ los hidratos de carbono /ue recibe en la ali$entación a tra'és del o(geno /ue consu$e en la res)iración%

-

En la electrólisis de cual/uier disolución salina se )roducen dos enó$enos dierentes en cada uno de los electrodos de la cuba electroltica% En un electrodo, el \ánodo\ se )roduce una o(idación y en el otro electrodo, el \cátodo\ una reducción% El ión )ositi'o de la sal se de)osita o des)rende en el cátodo y el ión negati'o en el ánodo% E(isten sustancias /ue )ueden ser utilizadas co$o tintas

in'isibles% Escribiendo con ellas sólo se )odrá 'er lo escrito si se )ro'oca alguna reacción /u$ica /ue transor$e la sustancia original en alg8n )roducto coloreado% !uedes usar co$o tintas in'isibles el zu$o de li$ón zu$o de cebollas, 'inagre o leche% Estas sustancias ca$bian )or la acción del calor, cuando se acerca el )a)el en /ue se ha escrito con ellas% Los e$bellecedores $etálicos de cobre, bronce, etc% y los $etales e()uestos durante cierto tie$)o al aire se oscurecen en su su)ericie debido a la corrosión en $etales con allos y en general a la o(idación de la ca)a su)ericial%


E;!ERIEN3I# For$ación de herru$bre de hierro Funda$ento Bna de las reacciones $ás recuentes en nuestro entorno es la or$ación de herru$bre en los ob=etos de hierro% 3asi sie$)re se acusa de la herru$bre a la hu$edad )ero ?es el agua la /ue o(ida al hierro@ Material -

tubo de ensayo

-

'aso de agua

-

lá)iz de cera

-

balanza

-

bote $er$elada usado

-

lana de hierro

4escri)ción E()eri$ento #% 3oge un tubo de ensayo y )on en su interior un )oco de lana de hierro, a)retándola hasta el ondo del tubo% 3olocar el tubo, in'ertido, dentro de un 'aso lleno de agua, seKalando con un lá)iz de cera el ni'el del agua en el tubo, /ue debe ser el $is$o /ue en el e(terior% 4e=arlo as cuatro o cinco das%

3uestiones -

?ué se obser'a al cabo de ese tie$)o@ ?ué le ha sucedido al hierro con el agua o con el o(geno del aire@ ?!or /ué ha ascendido el ni'el de agua dentro del tubo@

-

-i acercas una cerilla ardiendo al tubo ?se a)aga@ ?/ué le ha )asado al o(geno /ue haba en el aire del tubo@ E()eri$ento 6

"o$ar un )oco de lana de hierro y di'idir en tres racciones


a)ro(i$ada$ente iguales% allar la $asa de cada una% Bna de ellas se guarda en un bote de $er$elada usado, una 'ez li$)io, seco y bien cerrado% Ctra )orción se de=a al aire libre y la tercera se $o=a en agua y se de=a e()uesta ta$bién al aire% 4es)ués de unos siete das 'ol'er a calcular la $asa de cada )orción% antes

des)ués

)orción her$ética )orción seca )orción h8$eda

3uestiones -

?uién tiene $ás ó(ido@

-

?# /ué se debe la dierencia de $asa de herru$bre@

-

?ué aconse=as )ara e'itar /ue el hierro se o(ide@


Reacciones de o(idación>reducción Bn ti)o )articular de reacciones $uy recuentas en la naturaleza son a/uellas en las /ue inter'iene el o(genoO a estas se las da el no$bre genérica de reacciones de o(idación% Bna de las o(idaciones $ás conocidas es la \res)iración\ tanto en el reina ani$al co$o en el 'egetal, )ero en es te caso se realiza en el cuer)o de los seres 'i'os )or $edio de las células, /ue necesitan el o(geno )ara realizar la o(idación de los hidratos da carbono, grasas y )rotenas, )ara de esta or$a obtener la energa necesaria al organis$o% Es conocido /ue un trozo de hiero abandonado al aire libra durante un cierta tie$)o se 'uel'a )arduzco y se dice /ue se ha o(idadoA

1 Fe H 0 C.

. Fe.C0

Bna co$bustión no es $ás /ue una reacción de o(idación% La co$bustión o(idación se intensiica al recibir o(geno%

3o$bustión del carbón%


Ctras $uchas sustancias se co$binan con el o(geno, de ah /ue desde sie$)re se ha asociado el tér$ino __o(idación\ con una ganancia de o(geno y consecuente$ente, reducción una )érdida de o(geno%

Fe

o(idación

FeC

3uC

reducción

3u

o(idación

Fe .C0

El eecto interno en la estructura electrónica de los áto$os es /ue tanto en la o(idación co$o en la reducción tiene lugar un ca$bio en el estado de 'alencia%

Fe+

o(idación

FeH.

3u.H

reducción

3u+

o(idación

FeH0

En $uchas reacciones /u$icas en /ue no inter'iene el o(geno el eecto es el $is$o, es decir, hay o(idaciones y reducciones, )or lo /ue se hace necesario buscar /ué hay en co$8n en todos estas enó$enos, teniendo en cuenta el carácter electrónico de los áto$os% #s se ha encontrado /ueA

C(idación es una )érdida de electrones Reducción es una ganancia de electrones

Fe +

> . e> FeH. > e> 3u .H H . e

FeH0 3u+

"odo ele$ento /ue se o(ida )ierde electrones ha de ser a costa de otro /ue se reduce gana electrones, )or lo /ue sie$)re habrá si$ultánea$ente una o(idación y una reducción%


E;!ERIEN3I# ?No$bre de )ila@A 7olta% !ila de $onedas Funda$ento Las e()eriencias del )roesor de anato$a italiano, Gal'ani *999>*95:, sobre las contracciones suridas )or la )ata de una rana

al

tocar

el

$8sculo

y

ner'io

corres)ondiente, con dos $etales distintos unidos entre s% El hecho de /ue )oniendo en contacto la lengua con los e(tre$os de dos barras de $etal unidas entre s )or el otro e(tre$o, se a)recia una sensación desagradable@ Bna obser'ación se$e=ante segura$ente la habrán realizado los alu$nos cada 'ez /ue /uieren a'eriguar si una )ila esta cargada o no, tocándola con la )unta de la lengua en un borne% Estos hechos e()eri$entales de la é)oca ueron en los /ue se basó #lessandro 7olta *912>*:.9 )ara conseguir la )roducción de corriente eléctrica )or )ri$era 'ez $ediante un dis)ositi'o conocido co$o \)ila\% 7olta de$ostró a Gal'ani /ue la electricidad no era un atributo de los ani$ales, co$o éste crea, sino /ue en estos, el ner'io y el $8sculo no hacen otra cosa sino res)onder a un est$ulo e(terior% 7olta de$ostró /ue ese est$ulo o acción eléctrica era )roducido al introducir los e(tre$os de dos $etales distintos en una disolución salina y hacer /ue se tocaran en el otro e(tre$oO en el caso de los ani$ales la corriente eléctrica se )roduce )or el contacto del cuer)o con dos $etales distintos, se)arados )or algo con un l/uido conductor %


# )artir de estas ideas y e()eriencias 7olta construyó en *950 un dis)ositi'o conocido co$o \)ila de 7olta or$ado )or una colu$na de discos de cobre alternados con otros de cinc, entre los cuales estaba dis)uesto un )aKo hu$edecido con agua salada%

)a)el hu$edecido < Z cinc # Z cobre 3on el in'ento de 7olta co$ienza la é)oca $oderna de la electricidad, )ues los cienticos dis)usieron desde entonces de un a)arato /ue garantizaba el lu=o continuo de corriente eléctrica% 4urante $ucho tie$)o, la )ila de 7olta ue el 8nico generador utilizado, )ero su in'entor no su)o darse cuenta de /ue la )roducción de corriente iba asociada a una reacción /u$ica% Material -

* $ilia$)er$etro, conduct$etro o 'olt$etro%

-

cables

-

trozos de $etales dierentes 3u,
-

* 'aso

-

sal, 'inagre, o disolución salina

-

duros

-

. cli)s o cocodrilos de cone(ión

-

)esetas


!rocedi$iento * !re)arar dos )la/uitas, una de cinc y una de cobre% Li$)iarlas bien y li=arlas )ara /ue /ueden brillantes% 3olocar un )oco de agua en un 'aso de )reci)itados y aKadirle unas )orciones de sal sal co$8n, )or e=e$)lo y agitar hasta disol'erla bien% Introducir luego las dos )la/uitas en la disolución salina sin /ue lleguen a tocarse y conectar cada )laca a uno de los bornes del $ilia$)er$etro gal'anó$etro%

3uestiones -

4etalla lo /ue sucede% ?-e )roduce corriente@ #l )asar un tie$)o, ?/ué sucede@ ?)or /ué@ -i las dos )lacas son de cobre, ?sucede lo $is$o@

-ugerencia 3on la lá$ina de cobre li=ada, se intenta cubrir con )a)el de iltro lo $e=or )osible y se enrolla a su alrededor una cinta de $agnesio )rocurando /ue no to/ue en ning8n )unto a la lá$ina de cobre% 3onectar la lá$ina de cobre y la cinta a cada uno de los bornes de una bo$billa de linterna% Introducir esta lá$ina enrollada con )a)el en un 'aso de )reci)itados /ue contenga ácido .-C1, )or e=e$)lo


!rocedi$iento 3ontribución *% "ratar de construir una )ila ele$ental de 7olta con dos trozos de $etales su$ergidos en un 'aso con un )oco de sal o 'inagre% 3onectar los $etales con los cli)s y cables al a)arato registrador de corriente% 3ontribución .%

3oger dos $onedas de distintos $etales, una )eseta y un

duro, )or e=e$)lo, y li$)iarlos $uy bien con )a)el de li=a ino y agua =abonosa o acidulada% Recortar luego un trozo de )a)el secante de $odo /ue se obtenga un circulo algo $as grande /ue las $onedas% Mo=ar este )a)el con agua salada o con 'inagre y colócalo enci$a de una de las $onedas y tá)alo con la otra y a)rieta el con=unto entre los dedos% 3onecta a$bas $onedas a los ter$inales de un $ilia$)er$etro $uy sensible y )odrás a)reciar /ue se $ue'e la agu=a del a)arato%

Re)ite

la

o)eración

original,

acu$ulando sucesi'a$ente una )eseta, un )a)el secante $o=ado, un duro, otro )a)el secante $o=ado, otra )eseta, otro )a)el h8$edo y as sucesi'a$ente hasta or$ar una batera de )ilas /ue )uedan generar suiciente electricidad% 3uidar /ue en cada e(tre$o de la )ila haya una $oneda de $etal distinto%




EXPERIENCIAS ALTERNATIVAS


#3"I7I4#4 La bara=a /u$ica El ob=eti'o de esta acti'idad es a$iliarizar al alu$no con la or$ulación de los co$)uestos /u$icos a tra'és de un sencillo =uego de cartas o ichas hechas de cartulina y usando unas cuantas cerillas% !ara elaborar las cartas to$arás una cartulina grande /ue recortarás, de or$a /ue al inal obtengas ichas de 1 c$ de lado% En estas ichas situaras los s$bolos de cada ele$ento los $ás recuentes, )rocurando re)etir cartulina con ele$entos /ue inter'ienen en $uchos co$)uestos% !ara los subndices /ue inter'ienen en las ór$ulas /u$icas utilizarás, as $is$o, otras ichas, echas con cartulina, )ero de * c$ de lado% !or 8lti$o, cuando en la or$ula sea )reciso utilizar )aréntesis, estos los sustituyes )or cerillas, las cuales encerraran las cartulinas con s$bolos ichas de 1 c$ de lado y los subndices ichas nu$éricas de * c$ de lado, En )rinci)io, el estado de o(idación 'alencias de los ele$entos se )uede )oner en la )arte su)erior del s$bolo del ele$ento hasta /ue los alu$nos las asi$ilen a/uellos estados de o(idación )rinci)ales y áto$os /ue inter'ienen en co$)uesto /u$icos recuentes y sencillos% !osterior$ente estas 'alencias se su)ri$irán de la icha% 3ada alu$no se construirá su )ro)ia \bara=a /u$ica\, siguiendo Las instrucciones del )roesor% REGL#- 4E JBEGC% *%> En cada $esa, el alu$no situara un )a)el a $odo de \$antel\ sobre el cual irá situando las ichas y cerillas, )rocurando hacer correcta$ente la ór$ula /u$ica y su no$bre /ue escribirá deba=o de la ór$ula% !ara escribir el no$bre )uede usar tiritas de )a)el% .%> 3ada )artida tiene un tie$)o de =uego /ue i=ará el )roesor )or e=e$)lo de 2 $inutos% Finalizado este tie$)o los alu$nos no )odrán or$ular nue'os co$)uestos ni )oner no$bres a ór$ulas% 0%> En la ór$ula colocará las ichas de los áto$os /ue inter'ienen en la $is$a% Los subndices los coloca en la )arte inerior del s$bolo% 3uando un gru)o de áto$os se re)ita 'arias 'eces, los encerrará con cerillas, colocando la icha nu$érica al inal de la 8lti$a cerilla, en su )arte inerior% 1%> Finalizado el tie$)o de =uego el )roesor $irará el n8$ero de ór$ulas correctas en cuanto a or$ulación y no$bre, )or )arte de cada alu$no% !uede ser 8til or$ar e/ui)os, siendo los 'encedores los /ue $ayor n8$ero de ór$ulas correctas


tengan, o bien los e/ui)os /ue $ayor n8$ero de áto$os colo/uen co$o ór$ula el tie$)o de =uego% 2%> 3o$o es lógico el )roesor )uede sugerir el hacer el =uego de or$a )arcial )or e=e$)lo, or$ular sólo ó(idos, o bien solo o(ácidos, etc% -e su)one /ue el )roesor ha e()licado )re'ia$ente có$o or$ular los gru)os básicos de or$ulación # continuación sugeri$os una )osible \bara=a /u$ica\% -eg8n el tie$)o de =uego y el ni'el de los alu$nos, se )odrán incor)orar $ás  ichas% 4eba=o de cada icha igura el n8$ero /ue )ode$os hacer de ellas% FI3#- 4E ELEMEN"C*

.

1

0,2

*

*



C

3

N

F

Na

*2

.2

1

&

.

1

.

0

0,2

.,1,

*,0,2,

*

Mg

#l

!

&

9

D

-

3l

:

*+

0

0

0

1

# esta lista de ele$entos )ode$os aKadir algunos otros co$oA 3a, Fe, etc% FI3#- NBMURI3#- )ara los subndices .

0

1

2

&

9

*+

*+

*+

:

.

&


#3"I7I4#4 La ecuación de reacción 4ado /ue en la reacción solo se )roducen reagru)a$ientos de áto$os sin crearse ni destruirse estos ley de conser'ación de la $asa, La'oissier, el n8$ero total de áto$os iniciales o de $oles debe coincidir con el n8$ero total de áto$os inalizado el )roceso% Estos reagru)a$ientos no ocurren de cual/uier $anera, )ues cada ele$ento tiene su ca)acidad de co$binación% Material "ornillos ", tuercas t, trocitos de hilo de coser y ti=era%

!ocedi$iento > "o$a *+ tornillos " y *. tuercas t% 3on ellas 'a$os a si$ular el )roceso de co$bustión del carbónA carbono H o(geno

dió(ido de carbono

3H

3C.

C.

3o$o la $olécula de o(geno es diató$ica, une con un hilo de coser las tuercas de dos en dos, or$ando & gru)os de tuercas & $oléculas de C . # continuación coloca dos tuercas en cada tornillo ", /ue corres)ondera el áto$o de carbono% Cbser'a /ue en este )roceso inter'ienen & tornillos y todas las tuercas, or$ándose & gru)os "t . ,La or$ulación $ecánica seraA " H t.

"t.

3uestiones ?-e co$binan todas las " con todas las t@ ?uién sobra y cuántos sobran@ 3o$)rueba /ue en el )roceso la $asa de " /ue se co$binan con t es una cantidad constanteA

masa ( T ) =cte . masa ( t )

-i ace)tas )ara el $ol un n8$ero i=o de )artculas )or e=e$)lo, 0 )artculas entoncesA $oles de " /ue reaccionan Z $oles de M

\



$oles de "t.  or$ados

Z Z

E()lica con tuercas y tornillos la or$ación del a$onaco


E;!ERIEN3I# Reacción del tiosulato con el ácido clorhdrico Funda$entación Bn as)ecto i$)ortante de las reacciones /u$icas es el de la ra)idez con /ue transcurren% ay reacciones $uy rá)idas co$o la co$bustión de una cerilla, la e()losión de la )ól'ora, %%, y otras, en ca$bio, $uy lentas, co$o la corrosión del hierro abandonado a la inte$)erie% El /ue una reacción transcurra $ás rá)ida /ue otra de)ende de $uchos actores% Nosotros estudiare$os algunos de ellosO )ara nuestros )ro)ósitos realizare$os la reacción del tiosulato sódico con el ácido clorhdrico% Na.-.C0 H

. 3l

- H -C. H . Na3l H.C

El azure or$ado enturbia la disolución y este eecto lo utilizare$os )ara $edir el tie$)o in'ertido en el )roceso y establecer consecuencias sobre la ra)idez de la reacción, en es)ecial la inluencia de la concentración y de la te$)eratura de $odo cualitati'o y a)ro(i$ado% Material -

Qcido clorhdrico .M%

-

!robeta%

-

"iosulato sódico%

-

7asos de )reci)itadosde *++ y *+++ c$0

-

7arilla agitadora%

-

6ureta%

-

Mechero 6unsen%

-

3ronó$etro%

-

"er$ó$etro%

-

Matraz aorado de 2++ c$ 0

-

"r)ode y re=illa%


4escri)ción

Inflenci! de l! concent"!ci#n$ 4isol'er unos .+ g de tiosulato en unos 2++ c$ 0 de agua y eti/uetar el $atraz% 4ibu=ar una cruz negra sobre una ho=a de )a)el blanco y colocar enci$a un 'aso de )reci)itados de *++ c$ 0% 7erter en el 'aso 2+ c$0 de disolución de tiosulato, $edidos con la )robeta% Llenar la bureta con la disolución de 3l .M% "o$ar 2 c$0 de esta disolución y 'erterla sobre el tiosulato% #gitar la $ezcla y )oner en $archa el cronó$etro% Cbser'ar desde arriba la cruz negra a tra'és de la disolución% 4etener el cronó$etro cuando de=e de 'erse la cruz% #notar el tie$)o% Re)etir el )roceso con disoluciones de $enores concentraciones de tiosulato, )or e=e$)lo 1+ c$ 0, 0+ c$0, .+ c$0 y *+c$0 de disolución de tiosulato y *+ c$ 0, .+ c$0, 0+ c$0 y 1+ c$0 de agua res)ecti'a$ente% #notar los tie$)os hasta /ue desa)arezca la cruz% NC"#A li$)iar bien los reci)ientes des)ués de cada e()eriencia%

Inflenci! de l! te%&e"!t"!$ !oner en el 'aso *+ c$ 0 de disolución de tiosulato y 1+ c$ 0 de agua% Medir la te$)eratura% !roceder co$o se indicó anterior$ente, aKadiéndole 2 c$ 0 de la disolución de 3l% 7erter de nue'o en el 'aso *+ c$ 0 de tiosulato y 1+ c$ 0 de agua% 3alentar el 'aso hasta unos 1+3, colocarlo enci$a de la cuartilla y )roceder co$o anterior$ente% #notar el tie$)o transcurrido hasta /ue desa)arezca la cruz% Re)etir las o)eraciones anteriores calentando hasta &+3 y :+3 3uestionario% 3oneccionar un cuadro con los resultados obtenidosO uno )ara la inluencia de la concentración y otro )ara la inluencia de la te$)eratura% Cbtener conclusiones cualitati'as de a$bos cuadros% Bna reacción se$e=ante a la anterior ocurre entre el tiosulato sódico y el ácido sul8rico% Escrbela% !ara e()licar la inluencia de los actores anteriores sobre la ra)idez de una reacción


/u$ica, 'a$os a )ro)oner el siguiente $odeloA Las reacciones /u$icas se )roducen cuando las $oléculas reaccionantes chocan_ entre s% !ero esto sólo no basta )or/ue en la $ayora de los cho/ues las $oléculas rebotan co$o si se tratase de bolas de billar% -ólo si las $oléculas reaccionantes )oseen una energa suiciente el cho/ue será eicaz y se ro$)erán los enlaces e(istentes or$ándose otros nue'os ?"e )arece esta hi)ótesis coherente con los resultados e()eri$entales@


E;!ERIEN3I# 4es)rendi$iento de gasA cinc y clorhdrico Funda$entación abrás obser'ado /ue algunas reacciones se )roducen de or$a in$ediata, )or e=e$)lo la co$bustión de la gasolina, $ientras otras lo hacen de or$a $ás lenta  )or e=e$)lo la co$bustión de un tronco de un árbol seco o la o(idación de un trozo de hierro% En esta e()eriencia 'as a co$)robar co$o se )uede alterar la 'elocidad de reacción al ca$biar la concentración y al 'ariar la te$)eratura% Material Qcido clorhdrico, agua, granalla de cinc, tubos de ensayo, )robeta de *++ c$ 0, ta)ón $onohoradado, tubo acodado, go$illa, cristalizador, 'aso de )reci)itado, $echero, so)orte, 'arilla, nuez, )inza $etálica, aro, re=illa, gradilla con tubos de ensayo, ter$ó$etro% !rocedi$iento !oner en dos tubos de ensayo unos granos de cinc% !re)ara un siste$a de recogida de gases si$ilar al de la igura ad=unta% # uno de los tubos de ensayo aKade clorhdrico diluido a *1 y anota co$o au$enta el 'olu$en de gas en la )robeta cada cierto tie$)o% Re)ite el )rocedi$iento con clorhdrico diluido al *:, to$ando la lectura del 'olu$en de gas obtenido cada cierto inter'alo de tie$)o%


!ara co$)robar el eecto de la te$)eratura, el es/ue$a e()eri$ental es idéntico al caso anterior, traba=ando en a$bos casos con clorhdrico diluido al *:, en un caso a te$)eratura a$biente y en otro introduciendo el tubo de ensayo donde ocurre la reacción en un 'aso de )reci)itado con agua hir'iendo% !re)arar dos tubos de ensayo, uno con el cinc y otro con el ácido hasta /ue alcancen la te$)eratura del agua hir'iendo, y aKadir luego la disolución clorhdrica anotando los resultados%

3uestiones -

Re)resenta en )a)el $ili$etrado el 'olu$en de gas obtenido rente al tie$)o, )ara cada una de las reacciones%

-

?3ó$o aecta la concentración de los reacti'os la 'elocidad de reacción@

-

Re)resenta los datos obtenidos a te$)eratura a$biente y a la te$)eratura de ebullición del agua%

-

?3uál es la inluencia de la te$)eratura en la 'elocidad de reacción@


E;!ERIEN3I# 7elocidad de reacción% Funda$ento -i considera$os /ue las reacciones /u$icas tienen lugar al chocar las $oléculas de los dierentes co$)uestos /u$icos, a/uellos actores /ue aecten a la recuencia o a la acilidad )ara /ue haya cho/ues ter$inarán la 'elocidad de reacción% Material -

tubos de ensayo

-

)er$anganato )otásico

-

ácido clorhdrico al *+

-

ácido sul8rico concentrado

-

cinc en barras y en granos o en )ol'o

-

'aso de )reci)itados

-

cronó$etro

cinta de $agnesio !rocedi$iento -

*%> En dos tubos de ensayo )on dos $asas iguales de cinc, en barras en un tubo y en )ol'o o en granos )e/ueKos en el otro% #grega a cada tubo una cantidad igual de ácido clorhdrico diluido% Cbser'a la 'elocidad de las reacciones% .%> "o$a un trozo de *+ o *2 c$ de cinta de $agnesio li$)ia l=ala si es necesario, )ésala y córtala )or la $itad )ara tener dos $asas iguales% !on en un 'aso *+ c$ 0 de ácido clorhdrico al *+ y dil8yelo a la $itad aKadiendo otros *+ c$0 de agua% #Kade a las cintas de $agnesio cantidades iguales de a$bas disoluciones ácidas en dos tubos de ensayo al *+ y al 2 y $ide los tie$)os /ue tardan en desa)arecer a$bos trozos de $agnesio% 0%> !re)ara en un 'aso de )reci)itados *++ c$ 0 de agua destilada con unos )ocos granos de DMnC 1 7ierte igual cantidad de esta disolución en dos tubos de ensayo% #grega a cada tubo tres gotas de .-C1 concentrado y agita des)acio% 3alienta en un 'aso de )reci)itados agua hasta her'ir% !on en cada tubo de ensayo un cla'o de hierro libre de ó(ido y )on uno de los tubos en el agua caliente% Mide el tie$)o /ue tarda cada disolución en decolorarse% 3uestiones > -i en el )rocedi$iento * he$os )uesto la $is$a cantidad de -i en el )rocedi$iento . he$os )uesto la $is$a cantidad de Mg y el $is$o 'olu$en de ácido clorhdrico, ?/ué )ro'oca la dierencia de tie$)os de reacción@ > -i en el )rocedi$iento 0 hay igual cantidad de disolución de )er$anganato y )one$os dos cla'os iguales ?/ué )ro'oca la dierencia@ > 4esde el )unto de 'ista de los cho/ues de unas $oléculas con otras )ara reaccionar, e()lica los enó$enos /ue has obser'ado en los e()eri$entos%


E;!ERIEN3I# El árbol de -aturno Funda$ento Bna de las reacciones /u$icas /ue el ho$bre realiza desde hace, $as tie$)o es la de obtener un $etal a )artir de su ó(ido o de una de sus sales % # esta )arte de la tecnologa se la deno$ina $etalurgia y, en general, el )roceso se realiza a alta te$)eratura% -in e$bargo, cuando el $etal se )resenta en or$a de co$)uesto /u$ico soluble en agua la reacción se )uede realizar a te$)eratura a$biente y con acilidad Material -

6otella )e/ueKa o tubo de ensayo%

-

"a)ón de corcho%

-

#la$bre de cobre o latón% Nitrato de !bI7 o cual/uier otra sal soluble de !b I7

-

4escri)ción 4isuel'e 02g de nitrato de !b I7 en un litro de agua o )re)ara una cantidad )ro)orcional seg8n el ta$aKo de tu reci)iente  y 'értelo en la botella% 3orta un trozo de ala$bre, l$)ialo bien de ó(ido y dale or$a de es)iral o la /ue $as te guste )ara /ue el resultado sea $as bonito y )ésalo y clá'alo en el corcho% Introduce el ala$bre en la botella y dé=ala en re)oso hasta el da siguiente% 3uestiones -

?ué )uede ser el $aterial /ue a)arece sobre el ala$bre @ "o$a )arte del $is$o, sécalo y caliéntalo uerte$ente en un reci)iente $etálico )e/ueKo%

-

Bna 'ez /ue el ala$bre /ueda cubierto, ?có$o )uede ser /ue la reacción contin8e@

-

?#ectará a la 'elocidad de reacción la su)ericie de contacto@

-

#l sacar el ala$bre de la disolución ?)esa lo $is$o@ , Intenta e()licar /ué ha sucedido% #ntigua$ente se relacionaba a los siete $etales con los con los astros conocidos y

al )lo$o le corres)onda -aturno% La ener$edad )ro'ocada )or into(icación con )lo$o de lla$a saturnis$o%


E;!ERIEN3I# 3o$bustiones es)ontáneas Funda$ento Las reacciones /u$icas siguen la ley general de la Naturaleza de tender a la situación energética $as a'orable% !or ello, en las reacciones /u$icas, ade$ás de transor$aciones

de

la

$ateria

hay

enó$enos

energéticos

obser'ables

$acroscó)ica$ente%

Material -

3á)sula de )orcelana

-

glicerina

-

!er$anganato )otásico

-

$echero de alcohol

-

'arilla de 'idrio

-

tubo de ensayo

-

Qcido sul8rico concentrado Mortero

!rocedi$iento *%> !oner en la cá)sula de )orcelana un $ontoncito de )er$anganato )otásico, de=ando una ca'idad en el centro, en la /ue de=a$os caer 2 gotas de glicerina% Es)era unos $inutos% Re)ite el e()eri$ento triturando el )er$anganato )re'ia$ente en un $ortero% Re)ite el e()eri$ento calentando )re'ia$ente el )er$anganato% !recauciónA no as)irar los 'a)ores des)rendidos% !rocedi$iento .%> !on en un tubo de ensayo una )unta de es)átula de )er$anganato )otásico y aKade unas gotas de ácido sul8rico concentrado% Mo=a en el l/uido la )unta de una 'arilla de 'idrio y toca con ella la $echa de la la$)arilla de alcohol% 3uestiones -

?4e dónde )rocede la energa /ue )roduce los eectos obser'ados@

-

?ué eecto )roduce triturar o calentar el )er$anganato@

C6-ER7#3INA El olor es)ecial obtenido en el )rocedi$iento . se debe a la or$ación de ozono%


E;!ERIEN3I# Bna electrólisis casera Funda$ento 3uando la corriente eléctrica continua )or e=e$)lo, de una )ila )asa a tra'és de una disolución de una sal, o )or agua acidulada, se )roducen en los electrodos reacciones /u$icas a)areciendo nue'as sustancias% -i es el caso de agua con un )oco de sal o de ácido esta se desco$)one en o(geno e hidrógeno% 7er e()eriencia \Electrólisis del agua\ en la Bnidad 4idáctica Estados de #gregación%

Material -

* )ila de & 'oltios

-

cables de la luz u otros%

-

. trozos de $inas de lá)iz o lá)ices $uy ailados%

-

* 'aso

-

1 cli)s

-

trozo de cartón

4escri)ción Llenar un 'aso con agua hasta 01 de su 'olu$en% #Kadirle un )uKado de sal o un )oco de 'inagre% 3on el cartón hace$os una ta)a al 'aso /ue sobresalga un )oco de éste y con un ala$bre o ti=era se le hace un agu=ero de diá$etro $enor /ue las $inas de lá)iz o de los lá)ices ailados /ue use$os, con la inalidad de /ue el cartón trin/ue la )osición de los electrodos% 3on los 1 cli)s, tratar de /ue hagan el $ayor contacto )osible los e(tre$os )elados de los cables y los bornes de la )ila en $ caso y las $inas en otro% 3uestiones -

?ué ocasiona la corriente eléctrica@

-

4escribe lo /ue obser'as en los electrodos% ?ué será lo /ue se )roduce en los electrodos@

-

?3ó$o a'eriguarlas la identidad de las sustancias a)arecidas@

-

3onsulta un te(to o un libro de consulta y trata de escribir las reacciones /ue suceden%


E;!ERIEN3I# !ilas usando rutos o zu$os Funda$ento La )osibilidad de )roducir electricidad haciendo uso de zu$os, bebidas rutos y unos trozos de $etales dierentes resulta atracti'o )or lo esotérico /ue sie$)re resulta el abricar electricidad de un trozo de $ateria% Esto nos )uede sugerir innu$erables )osibilidades de in'estigaciónA -

3onstruir )ilas análogas a las de 7olta utilizando trozos de )ares distintos de $etales introducidos en disoluciones, o se)arados )or )a)el hu$edecido en dichas disoluciones%

-

#'eriguar el nP de unidades de )ilas a unir en batera )ara lograr una corriente a)reciable%

-

3onocer /ue disoluciones salinas electrolitos son las $ás adecuadasA bebidas, zu$os, )re)arados, disoluciones, etc%

-

allar /ué )ares de $etales )roducen $ayor intensidad de corriente%

-

ué resultado se obtiene insertando trozos de $etales distintos en un li$ón u otra ruta )re'ia$ente a)lastada y estru=ados )ara dis)ersar el =ugo%

-

Inluencia de la cantidad de su)ericie de electrodo su$ergido%

-

4is$inución de la intensidad de corriente con el tie$)o%

-

Inluencia de la 'iscosidad de la disolución conductora%

-

Inluencia de la concentración%

Material -

Milia$)er$etro

-

trozo lá$ina cinc

-

interru)tor de cone(ión

-

cuchillo

-

cables

-

bo$billita de linterna de 72 '%

-

cli)s o cocodrilos

-

naran=as, & li$ones, & )o$elo%

-

trozos lá$ina cobre

-

'aso


!rocedi$iento "ratar de )re)arar un 'aso de =ugo de la ruta de /ue dis)onga$os y colocar en su interior la lá$ina de cobre y la de cinc conectadas al $ilia$)er$etro a tra'és de un interru)tor% obser'ar las des'iaciones /ue sure la agu=a del a$)er$etro al cerrar el circuito% En el caso de no dis)oner de un $ilia$)er$etro conectarle una bo$billita de linterna )e/ueKos del $enor 'olta=e )osible y 'igilar si intenta encenderse al conectar el interru)tor% 4is)oner de un li$ón o naran=a y estru=arlo, sin /ue se llegue a )artir la cáscara e(terna, )ara /ue su interior /uede =ugoso%

3la'arle en la cáscara los dos electrodos /ue dis)one$os, el de cinc y el de cobre, y los conecta$os al circuito anterior, con un $ilia$)er$etro o una )e/ueKa bo$billa% WLa bo$billita es $ás es)ectacularX Cbser'a si has conseguido /ue un li$ón te de luz% -i no lo has logrado re'isa las cone(iones, busca una ruta $ás =ugosa e inténtalo de nue'o%

3uestiones -

Inde)endiente$ente de las reacciones /ue ocurren en cada uno de los electro dos ?es un )roceso de )roducción de energa@ ?)or /ué@

-

?3ó$o co$)robaras /ue se ha )roducido una reacción /u$ica@


E;!ERIEN3I# 3onstrucción de una )ila 4aniell% Funda$ento !uede resultar atrayente el a'eriguar si la energa de una transor$ación /u$ica )uede a)arecer en or$a de energa eléctricaO )ara ello, a)ro'echa$os la reacción conocida del
* lá$ina de cinc

-

disolución salina e=e$% D 3l

-

* lá$ina electrodo de cobre

-

0 'asos )reci)itados de *++ c$ 0

-

disolución 3u-C 1 saturada

-

tubo doblado en B

-

disolución
-

)a)el de iltro

-

a$)er$etro

-

algodón%

-

)inzas de cocodrilo )ara cone(ión

-

cables

4escri)ción Llenar uno de los 'asos de )reci)itados con disolución de 3u-C 1 e introducir el electrodo de
?3ircula la corriente en este $onta=e@

-

?ué )rocesos tienen lugar en cada electrodo@

-

?3uándo cesará el su$inistro de corriente eléctrica en una )ila@

-

-i en la )ila 4aniell utilizára$os un solo reci)iente )ara las dos disoluciones ?/ué incon'eniente o 'enta=as orece@


E;!ERIEN3I# Cbtención de energa eléctrica a )artir de energa /u$ica% Funda$ento à conoces /ue la energa no se crea y /ue se )uede transor$arse una or$as a otras% abrás 'iste co$o hay una ga$a de dis)ositi'osA )ilas acu$uladores $al lla$ados bateras, etc% /ue utilizan la energa /u$ica acu$ulada en unos reacti'os )ara liberarla en or$a de electricidad% "a$bién habrás obser'ado co$o un cla'o de hierro de=ado a la inte$)erie se 'uel'e herru$bre con el )aso del tie$)o se o(ida% Material
#bre una )ila estro)eada y seKala sus )artes

-

?3onoces algunas )ilas históricas@ 3o$éntales bre'e$ente%

-

?ué le ocurre al $agnesio al su$ergirle en la disolución de ácido sul8rico@

-

4urante el )roceso ?se calienta el tubo de ensayo@

-

3onstruye una )ila de 7olta con $onedas ?ué cuidados debes tener en cuenta )ara su buen unciona$iento@ #nalzalos%


E;!ERIEN3I# Ctras )ilas% Funda$ento Las )ilas $ás conocidas son la desarrollada )or #le=andro 7olta en *:++, or$ada )or cobre y cinc, y la )ila co$ercial de cinc y carbón, desarrollada )or Leclanché% -i deshaces un )olo )odrás 'er /ue tiene una barra de carbón central )olo )ositi'o y a su alrededor sales a$ónicas y cinc conectado al )olo negati'o% !ero ade$ás de estas hay otras )ilas en las /ue se desarrollan reacciones /u$icas con )roducción de electricidad% Material -

ácido sul8rico

-

'aso )oroso de )orcelana

-

dicro$ato )otásico

-

bo$billa de *_2 7

-

barra de cinc

-

cable eléctrico

-

cinta de $agnesio

-

)a)el de iltro

-

barra de carbón $ina de lá)iz

-

'aso de )reci)itados

-

ácido ntrico

-

disolución de ácido sul8rico al *+

Pil! de G"enet Mezcla el dicro$ato y ácido sul8rico en un 'aso, introduce en el l/uido las barras de carbono y de cinc y conéctalos a un 'olt$etro o a una bo$billa de *,2 'oltios%


Pil! de 'n(en !oner el electrodo de cinc y el de carbón se)arados )or un 'aso )oroso de )orcelana% El cinc /ueda su$ergido en agua acidulada con ácido sul8rico% El carbono, su$ergido en el ácido ntrico% 3onectar los electrodos a una bo$billa de *%2 7

Pil! de %!)ne(io*co+"e !on el )a)el de iltro alrededor del cobre y enrolla la cinta de $agnesio alrededor del )a)el de iltro% 3onecta un e(tre$o del Mg y el cobre a la bo$billa y su$erge el siste$a en la disolución de ácido sul8rico%

3uestiones -

?"e has i=ado /ue en estas )ilas hay un $etal /ue se o(ida rá)ida$ente durante el unciona$iento cinc o $agnesio@

-

?-e te ocurre alguna e()licación a esto@ ?"iene /ue 'er con la )roducción de electricidad@

-

?ué )a)el =uegan los l/uidos en las )ilas@


E;!ERIEN3I# Cbtención y reconoci$iento de 3C. Funda$entación El dió(ido de carbono es un gas, /ue se origina )or reacción de carbonatos y bicarbonatos con los ácidos, en la co$bustión del carbón y otros )roductos orgánicos, en la res)iración de los ani$ales y )lantas, etc% Bna or$a de reconocer el carbono es transor$ando los $ateriales /ue lo contienen en 3C . y detectar este gas% Material #gua de cal disolución de ó(ido cálcico, 3aC, agua de barita disolución de 6aC ., agua destilada, )robeta, reci)iente ancho cristalizador, )lato, etc%, carbonato y bicarbonato sódico, ácido clorhdrico, $ateria orgánica, suelos de distinto origen, trocitos de $anguera, tubitos de 'idrio ti)o cuentagotas, 'ela, botella de )lástico, enoltalena, tubos de ensayo grandes, ta)ones $onohoradados, tubos acodados% !rocedi$iento * 3oloca en un tubo de ensayo un )o/uito de carbonato o bicarbonato sódicoO aKade unas gotas de ácido clorhdrico diluido% #nota lo ocurrido% Insertar el al tubo de ensayo un ta)ón $onohoradado con un tubo al /ue se le aco)la una $anguera ina% Re)ite la reacción anterior% . # continuación conduce el gas /ue burbu=ea a tra'és de la $anguerita hasta una botella in'ertida /ue )re'ia$ente llenaste de agua y descansa en un cristalizador con agua% 4e esta $anera $ides el 'olu$en del gas% #nota el 'alor de este 'olu$en%%%


0 Re)ite la e()eriencia% az burbu=ear el gas as obtenido en agua de cal disuel'e unas )iedritas de 3aC en agua destilada% 4é=ale decantar y to$a del agua clara sobrenadante un )oco de agua de cal en un tubo de ensayo% ?ué ocurre en el seno del agua del tubo al hacer burbu=ear el gas@ Escribe la ecuación /u$ica /ue tiene lugar%

1 Re)ite la e()eriencia 0 con el gas obtenido al calcinar el suelo o con el gas /ue e(halas al res)irar% ?ué ocurre con este gas al hacerle )asar )or la lla$a de una 'ela@

2 !asar, co$o en 0, el 3C . )or agua de cal% -i se su$inistra $ucho 3C . ?llega un $o$ento /ue se )one trans)arente la disolución@ 3ontribuciónA El e(ceso de 3C . en agua de cal )uede ocasionar /ue el carbonato cálcico se transor$e en bicarbonato, /ue ya es soluble% -i calenta$os esta disolución se eli$ina 3C. y se 'uel'e a enturbiar )or )reci)itación del 3a3C 0% Este enó$eno es i$)ortante )ara la disolución de calizas y or$ación de estalactitas y estalag$itas% 3uestiones > El 3C. tiene carácter ácido ?có$o lo co$)robaras@ Realiza la acti'idad% > ?ué sustancia se origina al burbu=ear el 3C . en agua de cal@ ?ué le ocurrira a esa sustancia si le aKades unas gotas de ácido@ > ?4e dónde )rocede el carbono del suelo@ > ?3ó$o esti$aras el carbonato e(istente en el suelo@ ?` la $ateria orgánica@ 3o$)arar los 'ol8$enes de 3C . des)rendidos%


E;!ERIEN3I# 4eter$inación del bicarbonato en un #LD#>-eltzer% Funda$ento Es recuente el uso indiscri$inado de tabletas de #lTa>-eltzer )or nuestros conocidos, con el in de acilitar digestiones o e'itar $olestias esto$acales, de acidez% Es )or esto /ue seria interesante conocer la cantidad de bicarbonato de una tableta  )ara $edir su ca)acidad \antiácido\% Material -

tableta #lTa>-eltzer

-

)ie so)orte

-

disolución 3l concentrado

-

0 )inzas

-

bureta de gases,

-

'aso de )reci)itados .2+ c$ 0

-

$atraz erlen$eyer

-

ta)ón go$a horadado

!rocedi$iento -e )esa una tableta de #lTa>-eltzer y a continuación se di'ide hasta conseguir 1 & 2 trozos de $asa co$)rendida entre +,. y +,0 g deter$inándose esta con e(actitud )ara cada rag$ento% !re)arar *++ c$0 de disolución de 3l 0M% La solución con /ue se llena la bureta de gases ha de estar saturada de 3C . )ara lo cual, )re'ia$ente, en un 'aso de )reci)itados, se aKaden dos de las $uestras anteriores con *0+ c$ 0 de agua /ue contiene . c$0 de 3l 0M% Bna 'ez lleno el siste$a se re'isa )ara eli$inar todas las )osibles burbu=as de aire o 3C . contenidas en las go$as o en la bureta% -e iguala el ni'el del bulbo con el de la bureta, se to$a nota de esta y se cierra el siste$a% El erlen$eyer 'a a ser el reci)iente de reacción% En él se aKaden 2 c$ 0 de 3l 0M y se sus)ende $ediante un hilo, una $uestra de


tableta con $asa entre +,.>+,0 g tal co$o indica la igura% -e )rocura /ue, )or el $o$ento de $onta=e, la solución ácido y la tableta no entren en contacto% La reacción se inicia cuando se suelta el erlen$eyer y se agite en nuestras $anos )ara /ue la tableta se su$er=a en el ácido% Fi=ar el erlen$eyer y cuando cese el des)rendi$iento de 3C . anotar el ni'el de agua en la bureta% #brir la ta)a del rasco de reacción y ni'elar los l/uidos en el bulbo y la bureta% #notar la nue'a lectura de la bureta% La dierencia con la lectura inicial será el 'olu$en de gas des)rendido% #ntes de realizar los cálculos he$os de introducir una )e/ueKa corrección en el 'olu$en $edido, )ara co$)ensar el 3C . disuelto en la solución ácido del erlen$eyer% !ode$os usar el 'alor de +,: $l% de 3C . a .2P3 y 9&+ $$g )or $l de 3l del ti)o usado, /ue se )asa a las condiciones de la e()eriencia% El 'olu$en as calculado se aKade al de la bureta% 3uestiones -

4ado /ue se conoce la te$)eratura del 3C . te$)eratura a$biente, la )resión, el 'olu$en de gas ganado, la )resión de 'a)or del agua !' a la te$)eratura de traba=o, deter$inar los $oles de 3C . generados%

-

# )artir de la $asa de $uestra y de la tableta deter$inarA

-

$oles 3C. generados )or la tabletaO

-

reacción del bicarbonato con el ácidoO

-

$oles de bicarbonatos /ue tiene la tableta y su )orcenta=e en el #lTa>-eltzer%


E;!ERIEN3I# Cbtención de gasesA generador de Di))% Funda$ento 3uando se /uiere obtener una corriente continua de hidrógeno, o de cual/uier otro gas /ue se des)renda a la te$)eratura ordinaria )or reacción de un sólido con un l/uido, se utiliza el \a)arato de Di))\ /ue consiste en un artilugio generador de gases de or$a continua% Es usual la obtención de  ., 3C., .- )or este $étodo% Material -

.-C1

-

3a3C0 , $ár$ol o caliza en grano

-

granalla
-

3l

-

generador de Di))

-

)iedras Fe-

4escri)ción El a)arato consta de una )arte su)erior # en or$a de e$budo de decantación donde se carga el l/uido reaccionante )% e=%  .-C1O otra )arte inerior 6 dis)one de dos bulbos grandes o eseras, 4 y E, en la )ri$era de ellas se carga el $aterial sólido en or$a de grano lo suiciente$ente grande co$o )ara /ue no )asen trocitos de éste a la )arte inerior del a)arato e=% Granalla de

#l abrir la lla'e 3, la )resión dis$inuye y el ácido ba=a desde # a E y 'uel'e a subir al co$)arti$iento 4, co$enzando el )roceso de nue'o de generación de gas en cuanto el ácido entra en contacto con el sólido%




DOCUMENTOS


La luz ta$bién )ro'oca reacciones /u$icas La luz es una de las or$as en /ue se )uede trans$itir la energa liberada en una reacción /u$ica y, tal y co$o se descubrió antes del siglo ;I;, )uede inducir reacciones /u$icas% En )articular, la luz )uede desco$)oner algunos co$)uestos de )lata, liberando granos negros de )lata $etálica% El estudio de tales reacciones inducidas )or la luz se lla$ó oto/u$ica\ /u$ica de la luz% En la década de *:0+>05, la acción de la luz solar sobre la )lata haba )er$itido desarrollar una técnica )ara grabar i$ágenes% Bna carga de un co$)uesto de )lata sobre un 'idrio )lano  )osterior$ente sobre una )elcula le(ible  se e()one bre'e$ente )or $edio de una lente de eno/ue, ante una escena a la luz del sol% Los distintos )untos del co$)uesto de )lata son e()uestos a dierentes cantidades de luz de acuerdo con la cantidad rele=ada desde este o a/uel )unto de la escena% La bre'e e()osición a la luz au$enta la tendencia del co$)uesto de )lata a reducirse a )lata $etálicaO cuanto $ás brillante es la luz, tanto $ás $arcada es esa tendencia El co$)uesto de )lata es tratado des)ués con reacti'os /ue lle'an a cabo la reducción a )lata $etálica% La región e()uesta a luz brillante co$)leta la reducción $ucho $as rá)ida$ente% -i el \re'elado\ se detiene en el $o$ento correcto, el cristal )lano /uedará cubierto )or zonas oscuras granos de )lata y zonas claras co$)uestos de )lata intactos /ue constituyen un negati'o de la escena original% # tra'és de )rocesos ó)ticos y /u$icos )osteriores, /ue no necesitan describirse a/u, se obtiene inal$ente una re)resentación gráica real de la escena% El )roceso se lla$ó \otograa\ escritura con luz% Muchos ho$bres contribuyeron a la nue'a técnica igurando entre ellos el sico rancés Jose)h Nicé)hore Nie)cé *9&2>*:00, el artista rancés Louis Jac/ues Mandé 4aguerre *9:5>*:2* y el in'entor inglés îllia$ enry Fo( "albot *:++>*:99% -in e$bargo, lo $ás interesante era /ue la luz )oda co$)ortarse casi co$o un catalizador% catalizador% Bna )e/ueKa cantidad de luz era ca)az de inducir a una $ezcla de hidrógeno y cloro a reaccionar con 'iolencia 'iolencia e()losi'a, $ientras /ue en la oscuridad no haba reacción% La e()licación de esta drástica dierencia de co$)orta$iento ue inal$ente )ro)uesta )or Nerst en *5*:% Bna )e/ueKa cantidad de luz basta )ara ro$)er una $olécula de cloro 3l . en dos áto$os de cloro% Bn áto$o de cloro $ucho $as acti'o solo /ue or$ando )arte de una $olécula /uita un áto$o de hidrógeno a la $olécula de hidrógeno  . )ara or$ar una $olécula de cloruro de hidrógeno% El otro áto$o de hidrógeno, aislado, arrebata un áto$o


de cloro a una $olécula de cloroO el áto$o de cloro /ue /ueda arranca un hidrógeno de la $olécula de hidrógeno, y as sucesi'a$ente% La )e/ueKsi$a cantidad inicial de luz es as res)onsable de una \reacción oto/u$ica en cadena\ /ue conduce a la or$ación e()losi'a de una gran cantidad de $oléculas $oléculas de cloruro de hidrógeno% hidrógeno% #si$o', I% 6re'e historia de la u$ica% #lianza #lianza editorial *5:.% *5:.%

3ó$o la /u$ica trabó a$istad con la electricidad Bn ho$bre res)etable, $uy esti$ado )or sus conocidos, conocidos, eligió una ocu)ación /ue, a )ri$era 'ista, )areca algo e(traKa% #l )rinci)io )re)araba )e/ueKos discos $etálicos% Muchas decenas de discos de cobre y de zinc% 4es)ués co$enzó a cortar circulitos de es)on=a y a i$)regnarlos de agua salada% echo esto, el ho$bre e$)ezó a su)er)oner los discos y los circulitos unos sobre otros al igual /ue un niKo cuando construye una )irá$ide% # decir 'erdad, en sus e=ercicios se encontraba una sucesión deter$inadaA deter$inadaA disco de cobre > circulito circulito de es)on=a > disco de zinc > circulito de es)on=a% La $is$a co$binación de discos y circulitos se re)itió nu$erosas 'eces% En una )alabra, hasta /ue la )ila obtenida se derru$bó% El ho$bre tocó con el dedo h8$edo la base de su original construcción y a)artó rá)ida$ente la $ano% Recibió, co$o se dice, un gol)e eléctrico% 4e este $odo, en *:++ el a$oso sico italiano #le=andro 7olta creó la )ila eléctrica, la uente /u$ica de corriente% La electricidad de la )ila 'oltaica a)areció debido a reacciones /u$icas% Era el naci$ienot de una nue'a ciencia, la electro/u$ica% En las $anos de los cienticos surgió un nue'o a)arato /ue dio la )osibilidad de obtener corriente eléctrica durante un )erodo relati'a$ente )rolongado% )rolongado% 7laso', L%O "riono', 4% u$ica recreati'a% Ed% Mir, Mosc8 *59.


La sntesis /u$ica en la célula 'i'a Los in'estigadores 'ieron rustradas sus es)eranzas% No obstante, un buen da en el diario del laboratorio a)areció una anotación concisaA la $olécula de insulina está sintetizada )or co$)leto% Los cienticos necesitaron )asar )or ..0 eta)as consecuti'as )ara obtener insulina artiicial% F=ense bien en esa cira% asta ahora no hubo co$)uesto conocido a los /u$icos /ue e(igiera tanto traba=o )ara su obtención% 4iez ho$bres traba=aron sin tregua durante casi tres aKos% Mientras tanto, los bio/u$icos co$unican una cosa $uy interesanteA en la célula 'i'a la )rotena )uede sintetizarse, necesita . a 0 segundos% W"res aKos y tres segundosX WF=ense hasta /ué )unto el a)arato de sntesis de la célula 'i'a es su)erior a la /u$ica $odernaX 7laso', L%O "riono', 4% u$ica recreati'a% Ed% Mir, Mosc8 *59.

Los co$)uestos /u$icos de los gases inertes "er$inará el siglo 'einte, el $ás tor$entoso y $e$orable de todos los /ue 'i'ió la hu$anidad% Los cienticos harán el balance de los )rogresos y las cu$bres /ue habrá alcanzado en este siglo el )ensa$iento cientico% ` en la lista inter$inable de los descubri$ientos destacados ocu)ará un lugar notorio la \Cbtención de los co$)uestos /u$icos de los gases inertes\% ` un co$entarista entusias$ado aKadirá /ue ue uno de los descubri$ientos $ás sensacionales% ?4escubri$iento sensacional@ WNo $e digaX Más bien es una historia ro$ántica% C incluso una historia de có$o y con /ué sencillez se )uede a 'eces resol'er un )roble$a /ue durante

decenios

torturó

a

$uchos

cienticos

debido

a

su

irresolubilidad%%%

En nuestros das la /u$ica recuerda un )otente árbol con una in$ensa co)a en constante creci$iento% Bn solo ho$bre ya es inca)az de estudiar una ra$a entera% 3on recuencia, el in'estigador in'ierte aKos )ara conocer detallada$ente una ra$ita, un brote, un 'ástago a)enas 'isible% ` de $iles de tales estudios se co$)one el conoci$iento sobre una u otra ra$a% El /u$ico canadiense Neil 6artlett estudiaba la \ra$ita\ /ue era el co$)uesto lla$ado en el lengua=e /u$ico he(aluoruro de )latino, !tF & % No era casual /ue el /u$ico )restara tanta


atención a esta sustancia% Los co$)uestos de l8or con $etales )esados son sustancias $uy interesantes, necesarias tanto )ara la ciencia co$o )ara la )ráctica hu$ana% !or e=e$)lo, )ara se)arar los isóto)os del uranio  uranio.02 y uranio.0:  de acuerdo con las necesidades de la energética nuclear% La se)aración de un isóto)o del otro es un traba=o $uy co$)licado, el he(aluoruro de uranio, BF & , los ayuda a clasiicar% #de$ás, los luoruros

de

los

$etales

)esados

son

sustancias

/u$icas

$uy

acti'as%

6artlett so$etió el !tF & a la acción del o(geno y obtu'o un co$)uesto $uy interesante% Este contena o(igeno en or$a de $olécula )ositi'a + . , es decir, en or$a de $olécula /ue )erdió un electrón% ?ué hay a/u de e(traKo@ ue es $uy dicil se)arar un electrón de la $olécula de o(geno% ace alta in'ertir una gran energa% El he(aluoruro de )latino resultó ser susce)tible de arrancar un electrón a la $olécula de o(geno% !ara se)arar un electrón de la ca)a e(terior de los áto$os de los gases inertes ta$bién se necesita $ucha energa% #/u se obser'a una regularidadA cuanto $ás )esado es el gas inerte, tanto $enor es la energa necesaria% Resultó $ás ácil hacer /ue el áto$o de (enón se des)ida de un electrón, /ue arrancar un electrón de la $olécula de o(geno% !or consiguiente%%% W#/u e$)ieza lo $ás interesanteX 6artlett decidió obligar al he(aluoruro de )latino a /ue ra)tara un electrón al áto$o de (enón% -us esuerzos se coronaron con el é(itoA en *5&. 'io la luz un co$)uesto /u$ico de un gas inerte, el )ri$ero en el $undo% -u ór$ula es ;e!tF& % #de$ás, es bastante estable, a dierencia de las e(óticas co$binaciones de helio con )latino o $ercurio% Este grano, a)enas 'isible, in$ediata$ente dio retoKos /ue e$)ezaron a crecer con la 'elocidad del ba$b8% -e or$ó una nue'a ra$a de la /u$ica, la /u$ica de los gases inertes% "an sólo ayer $uchos cienticos serios se $ostraron escé)ticosO hoy, tienen en sus $anos $ás de cincuenta 'erdaderos co$)uestos /u$icos de los gases inertes% !rinci)al$ente los luoruros de (enón, Tri)tón y radón% La ri/ueza de la /u$ica del (enón sor)rende% -e conocen cuatro luoruros de ésteA ;eF . , ;eF1 , ;eF& y ;eF: % No cada ele$ento \corriente\ )uede =actarse de tanta abundancia de estados de 'alencia% En consecuencia, se des'aneció el $ito sobre la in$utabilidad de la ca)a electrónica e(terior de los gases nobles% ?3ó$o están estructuradas las $oléculas de dierentes co$)uestos de los gases inertes@ Los cienticos, a duras )enas, e$)iezan a esclarecerlo% Resulta /ue los áto$os )ueden )oseer una reser'a $ucho $ayor de uerzas de 'alencia de lo /ue se su)ona antes% Las ideas anteriores sobre la 'alencia se basaban en el reconoci$iento de una estabilidad e in$utabilidad es)ecial de la ca)a de ocho electrones% #hora cienticos se 'en


obligados a rele(ionar si todo está claro en esas teoras% !uede ser /ue Bd%, esti$ado lector, =unto con ellos descubrirá nue'as regularidades%%% 7laso', L%O "riono', 4% u$ica recreati'a% Ed% Mir, Mosc8 *59.


E-BEM#- 4E RE#33ICNE-

La 'ariación del ) del agua, al dis$inuir éste )or la )érdida del 3C . disuelto en agua, )ro'oca la )reci)itación del 3a3C 0 dando lugar a es)ectaculares or$aciones% 4e ah


/ue $uchas rocas ricas en bicarbonatos de calcio y $agnesio hacen /ue )reci)iten $inerales blancos en las canalizaciones de agua%

3C0> f 3C0Z H C. 3l


4esco$)osición del ó(ido de $ercurio II 'er unidad Estados de #gregación -i se colocan los )ol'os ro=os del ó(ido de $ercurio II en un tubo de ensayo y se calienta al uego a)arece el g $etálico co$o gotitas en el tubo de reacción y el o(geno des)rendido se )uede recoger en otro tubo de ensayo su$ergido al /ue le llega un burbu=eador%


3alenta$iento del cobre "o$ar dos )esetas, =untarlas y su=etarlas )or una )inza aislante% -i se colocan al uego de un $echero durante un tie$)o se )ueden detectar algunos ca$bios% ?ué le ha )asado a la )arte e()uesta al aire@ ?y en la cara interna /ue estaba unida a la otra )eseta@ ?ué co$)uesto se ha or$ado en el e(terior@ ?)or /ué no se or$a en la cara interna@

3inc y ácido clorhdrico En un tubo de ensayo /ue contiene
de

gas y el calenta$iento de )aredes del tubo%

3arbonato y ácido #Kadir a un tubo de ensayo /ue contenga un carbonato, un ácido%


3o$bustión del $agnesio "o$ar un trozo de cinta de Mg y hacerla arder%

Magnesio en una )robeta

3al 'i'a con agua # unos 2 gra$os de cal 'i'a triturada se aKaden algunos c$ 0 de agua, con lo /ue se )roducirá una eer'escencia co$o resultado de la co$binación o reacción, dando cal a)agada% ?!uedes establecer alg8n ti)o de relación entre el enó$eno descrito y el siste$a e$)leado )or los albaKiles cuando utilizan cal en sus $orteros@ ?ué dierencia i$)ortante encuentras entre la co$binación anterior y cual/uier $ezcla )re)arada en das )asados@


La cal 'i'a se \a)aga\ con agua% La sus)ensión de 3aC . en  .+ es la lechada de cal% La disolución de 3aC . en agua es el agua de cal% -i se e'a)ora agua de cal se obtiene 3aC . sólido%


Cbtención del ácido clorhdrico # )artir de la sal co$8n Na3l en disolución y su reacción con el ácido sul8rico .-C1 se )uede calentar la $ezcla resultante )ara /ue se des)renda el 3l gaseoso% .Na3l H .-C1 >>>V .3l H Na .-C1

Nitrato de )lo$o II y yoduro )otásico Mezclar disoluciones de nitrato de )lo$o II y yoduro )otásico co$)robar caractersticas antes y des)ués de la $ezcla y la conser'ación de la $asa%


For$ación de dió(ido de nitrógeno NC . 4e=ar

caer

NC 0 sobre

trozos de $etal 3u% El gas NC . de color ro=izo y ele'ada densidad se )uede llenar en tubos con ta)ón de go$a% W3BI4#4C

3CN

EL

NC.

E-

7ENENC-CX

Cbtención de hidrógeno -i se 'ierte ó(ido clorhdrico sobre cinc en granalla se )uede obtener el

gas

de

hidrógeno

ligero,

.

)udiéndose recoger ba=o agua con un tubo de ensayo in'ertido% .3l H

Reacción del #gNC0 con Na3l Material

!re)ara un $atraz con una disolución de Na3l sal co$8n y un tubo de ensayo con disolución de #gNC 0% !esarlos =untos tal

disolución #gNC 0

co$o indica la igura% 7erter el #gNC 0 en el erlen$eyer y a)arece

disolución Na3l

un sólido blanco de #g3l co$o )reci)itado en el ondo% !esar

erlen$eyer

nue'a$ente el con=unto y co$)robar la ley de conser'ación de la

gradilla

$asa% Escribir la reacción%

balanza

Na3l H #gNC0  #g3l H NaNC0

#$onaco y ácido clorhdrico #cercar rascos de a$onaco y ácido clorhdrico% Cbser'ar el enó$eno% 3l H N0  N13l


Electrólisis de una disolución de cobre II 3ual/uier

disolución

de

cobre

II,

general$ente conseguida )or disolución de una de sus sales, )er$ite realizar una buena electrólisis% > 4eter$ina el olor del gas des)rendido en el ánodo% > Cbser'a el color del cátodo ?a /ué es debido@

Reducción de una disolución de -nH. 3olocar una cinta de cinc en una disolución de un co$)uesto de -n .H % 4é=ala un tie$)o y obser'a la e'olución%

4e)ósito de cobre Bn cla'o de hierro se)ara al cobre de una disolución de un co$)uesto de 3u HH% #s se )uede recubrir de cobre cual/uier ob=eto de hierro%


La )ri$era )ila de 7olta Los )ares de discos de cine < y de )lata # se encuentran

se)arados

)or

discos de )a)el e$)a)ados con agua salada% "reinta de dichos )ares

daban

una

corriente

eléctrica a una )ersona /ue )usiera un dedo en cada uno de los dos reci)ientes%

Ctra dis)osición de la )ila 'oltaica, tal co$o ue descrita en una carta de 7olta a la RoyaW -ociety en *:++% Las cubetas están llenas de ácidos débiles o agua salada, en /ue se su$ergan lá$inas de cinc < y )lata # unidas entre s )or barras $etálicas%


!roductos del )etróleo !etróleo crudo

SiO 2 +Al 2 O 3 catalizador

→

)roductos del

catalizador → platino

cracTing cataltico

)etróleo H $aterias )ri$as /u$icas e=e$)loA benceno


#lbadale=o,E%O 3aa$aKo,#%O Maestre,G% Mayós,3% y !érez>Rondón,E% Introducción a la u$ica de -ustancias% Gua !roesor y Gua del alu$no% Gru) Recerca I3E Bni'ersidad #utóno$a 6arcelona *5:+

IN7E-"IG#3IN 3alenta$iento de sales 7a$os a tratar de a'eriguar /ué sucede cuando se calientan las sales% 3uando se les su$inistra energa alg8n tie$)o )ueden desco$)onerse )ara dar co$)uestos $ás sencillos o los ele$entos constituyentes% 7a$os a traba=ar sólo con algunas sustancias en el /ue el )roceso )uede ser $ás si$)le, tales co$oA



> -ulato de cobre II

> 3arbonato de sodio

> 3loruro de cobalto II

> 3arbonato de calcio

> !er$anganato )otásico

> 3arbonato de )lo$o II

> 3lorato )otásico

> 3arbonato de cobre II

Cbser'a el rasco donde 'iene el )roducto y anota al lado del no$bre la ór$ula de la eti/ueta%



4iscute )re'ia$ente en clase los )asos a seguir en la in'estigación% az un orden de tareas%



?3ó$o )odrás saber si las sustancias se desco$)onen al calentar@



?En /ué sustancias crees /ue )ueden desco$)onerse@



?3ó$o in'estigaras las sustancias /ue )ueden des)renderse@ ?3ó$o in'estigaras el residuo sólido /ue /uede@



Redacta un inor$e con tus resultados y escribe las ecuaciones de los )rocesos /ue hayan tenido lugar y tu se)as or$ular%



?ué a)licación encuentras a algunas de estas reacciones )ara la obtención de )roductos, reconoci$iento de sustancias, etc%@



?E(iste alguna relación entre la estabilidad de los carbonatos y la reacti'idad de los $etales corres)ondientes@



?!odras )redecir la estabilidad tér$ica de los carbonatos de otros $etales@ 3onsidera )or e=e$)lo los de )otasio, $agnesio, cinc y )lata%

Grupo Blas Cabrera Felipe 

?-abes si alguna de las reacciones acontecidas es de o(idación>reducción@ -ugerencias al )roesor% Material #de$ás de los )roductos a desco$)oner aco$)aKarA > Gradilla de tubos de ensayo > #gua de cal disolución de 3aC > !a)el indicador > !inzas de $adera > Mechero% ay /ue cuidar /ue la in'estigación no sea dirigida )or el )roesor, sino /ue han de ser

ellos $is$os los /ue i$aginen )re'ia$ente los )asos a seguir, diseKen las e()eriencias, resuel'an los )roble$as /ue se le )resenten e inter)reten sus resultados% La discusión )re'ia )uede tener lugar a ni'el de toda la clase o entre los co$)onentes de un gru)o, )or una )uesta en co$8n, en dónde el )roesor tiene co$o grado $á(i$o de )artici)ación el a)oyar $ás algunas de las o)ciones sugeridas en la discusión de los alu$nos% "a$bién se )uede utilizar co$o traba=o indi'idualizado )ara alu$nos $as a'enta=ados% 

?3ó$o )odrás saber si las sustancias se desco$)onen al calentar@ 4ado /ue algunas de las sales /ue 'an a utilizar están hidratadas o son sales básicas,

su ór$ula )uede 'ariar seg8n el )roducto co$ercial, )or lo /ue se ha credo $ás con'eniente no darla directa$ente al alu$no, sino /ue la bus/ue en la eti/ueta corres)ondiente% 3uando obser'e la ór$ula del sulato de cobre II, )roducto con el /ue ya está a$iliarizado, es )osible /ue le e(traKe encontrar 3u-C 1Y2.+ )ues él lo conoca co$o un co$)uesto iónico constituido )or iones 3u .H y -C1Z y se )reguntará de /ué or$a están unidas estas 2 $oléculas de agua% Este es un buen $o$ento )ara e()licar lo /ue signiica \el agua de cristalización__A cuando se asla una sal )or cristalización de una disolución acuosa, general$ente se incluye en la estructura del cristal cierto n8$ero de $oléculas de aguaO a las sustancias /ue contienen esta agua de hidratación se les lla$a hidratos y se no$bran ante)oniendo al no$bre de la sal anhidra los tér$inos $onohidratos de, dihidrato de, seg8n el n8$ero de $oléculas de agua /ue contiene% #s el 3u-C 1 2.+ se no$bra )entahidrato de sulato de cobre II% Lo )ri$ero /ue cabe )ensar es có$o decidir si una sustancia se ha desco$)uesto o no des)ués de calentarla% El ca$bio de as)ecto y la 'ariación de $asa surida nos darán idea de


si ha tenido lugar la desco$)osición% 

?En /ué sustancias crees /ue )ueden desco$)onerse@ La ór$ula de las sustancias )uede ayudar a i$aginar los )roductos /ue resultan de su

desco$)osición% E(isten las siguientes )osibilidadesA >ue las sales hidratadas )ierdan el agua% >ue los co$)uestos se desco$)ongan en sus ele$entos% -in e$bargo deberán tener en cuenta /ue los $etales $uy reacti'os, co$o el sodio y el )otasio son $uy diciles de se)arar de sus co$)uestos )or si$)le calenta$iento y en todo caso /uedaran retenidos co$o ó(idos o co$o otra sal distinta de la inicial% >ue se desco$)ongan en los dos ó(idos corres)ondientes, tal co$o sabe$os le sucede al carbonato de cobre% 

?3ó$o in'estigaras las sustancias /ue )ueden des)renderse@ ?3ó$o in'estigaras el residuo sólido /ue /ueda@ -i se ha obser'ado una dis$inución en la $asa durante el calenta$iento se )ensará

/ue es debido a /ue de los )roductos de la desco$)osición uno es sólido o l/uido no 'olátil a esa te$)eratura y el otro un gas /ue habrá /ue reconocer cuando ascienda )or el tubo de ensayo% -i se trata de 'a)or de agua, lo $ás )robable es /ue condense en las )aredes del tubo, )ero )ara asegurarnos de /ue este l/uido incoloro es real$ente agua, )uede aKadirse unas gotas al residuo cuando se enre y 'er si ad/uiere el $is$o as)ecto /ue tena antes de calentar% Los alu$nos saben /ue los ó(idos $etálicos son todos sólidos iónicos $ientras /ue los ó(idos no $etálicos son co$)uestos reticulares co$o la slice o or$ados )or $oléculas es decir, de ba=o calor de 'a)orización% !or lo tanto, el gas des)rendido )uede ser un ele$ento no $etálico o un ó(ido del $is$o% El o(geno ya saben co$o reconocerlo acercando a la boca del tubo de ensayo una astilla de $adera o un )a)el con un )unto de ignición y obser'ando có$o se a'i'a la co$bustión% Bn ó(ido no $etálico debe dar reacción ácida con un )a)el indicador hu$edecido colocado en la boca del tubo% -i se trata del dió(ido de carbono es $e=or reconocerlo colocando un ta)ón y un tubo de des)rendi$iento su$ergido )or el otro e(tre$o en una disolución de agua de cal% El residuo sólido /ue /ueda des)ués de calentar )odra ser un $etal, un ó(ido $etálico u otra sal% !uede in'estigarse su solubilidad en agua, su acidez o basicidad, etc% Es con'eniente realizar el calenta$iento en tubos de ensayo, )ues de hacerlo en un


crisol, ade$ás de la acilidad con /ue se ro$)en, los gases des)rendidos esca)an rá)ida$ente y son $ás diciles de identiicar% 

Redacta un inor$e con tus resultados y escribe las ecuaciones de los )rocesos /ue hayan tenido lugar y tu se)as or$ular% Los resultados obtenidos deberán ser los siguientesA > 3o3l.Y&.C, de color rosa, se 'uel'e azul al calentar y si las )aredes del tubo no están

$uy calientes se obser'an en ellas las gotas de agua /ue se ha des)rendido% Bna 'ez /ue se ha enriado el sólido, aKadi$os un )oco de agua y obser'are$os /ue recu)era su color )ri$iti'o% 3o3l. Y&.C  3o3l. H & .+ > 3u-C1Y2.C, de color azul, y des)ués de )erder el agua, blanco% -e obtienen resultados análogos al anterior% 3u-C1Y2.C  3u-C1 H 2 .C > DMnC1 de color 'ioleta oscuro, al calentar to$a un color $arrón oscuro, no de$asiado deinido, y se obser'a una dis$inución de $asa% Es ácil reconocer el o(geno des)rendido, )ero no as el residuo sólido /ueda, )ues es una $ezcla de $anganato )otásico, 'erde oscuro, soluble enagua y dió(ido de $anganeso, )ardo e insoluble en agua% El )roble$a se co$)lica, ade$ás )or/ue el $anganato dis$uta en disolución acuosa seg8n la ecuación% . DMnC1  D.MnC1 H C. H MnC. 0 MnC1.> H . .C  . MnC1> H MnC. H 1C> )or lo /ue la disolución, 'erde en un )rinci)io, to$a un color 'ioleta, igual /ue la sustancia inicial, y esto originara conusión en los alu$nos% !or eso, el )roesor )odra ad'ertirles /ue no in'estiguen este residuo, )ues no tienen conoci$ientos suicientes sobre los co$)uestos de $anganeso, y seKalar el hecho de /ue los ele$entos de transición tienen una /u$ica $ás co$)licada /ue la de los ele$entos re)resentati'os% > D3lC0 de=a un residuo con la $is$a a)ariencia /ue la sustancia inicial, )ero dis$inuye su $asa al calentar y se )uede reconocer el o(geno des)rendido% El sólido /ue /ueda en el tubo )odra ser, )or tanto, D3l u otra o(isal en /ue el cloro tu'iera $enor n8$ero de o(idación /ue el clorato, D3lC ó D3lC .% No )uede tratarse del ó(ido de )otasio, )ues al disol'erlo en agua no da reacción básica, sino neutra% El anión 3l > )uede identiicarse )or )reci)itación con el ión #g H% > Na.3C0Y*+.C ta$bién )uede )ro)orcionárseles, si se dis)one de él, el anhidro% -e


des)rende agua, en este caso $ás dicil de reconocer /ue en las dos sales )ri$eras )ues no 'ara su color ni su as)ecto% !ara in'estigar si se des)rende 3C . deben colocar el tubo de des)rendi$iento )ara recogerlo sobre agua de cal% Esta no se enturbia )ues el carbonato de sodio no se desco$)one a las te$)eraturas /ue alcanzan nor$al$ente% > 3a3C0 No 'ara su $asa al calentar ni se obser'a enturbia$iento en el agua de cal% ay /ue )ensar )or lo tanto /ue en esta e()eriencia no se desco$)one%  .!b3C0 !bC. ó la es)ecie de /ue se dis)onga% -e des)rende agua y 3C . El residuo /ue /ueda es !bC, de color a$arillo claro% > 3u3C0 Y 3u C . % #l calentar el sólido 'erde se con'erta en un sólido negro, 3uC, y se des)renda .+ y 3C. 

?ué a)licación encuentras a algunas de estas reacciones )ara la obtención de )roductos, reconoci$iento de sustancias, etc@ Las reacciones obser'adas en este a)artado encuentran $uchas a)licaciones, )or

e=e$)lo )ara la obtención de 3C ., de +., de ó(idos $etálicos% Las sales /ue des)renden agua y ca$bian de color encuentran a)licación en el reconoci$iento de ésta% #s un cristal de 3u-C 1 ó de 3o3l. anhidros )uede ser'ir )ara identiicar el l/uido incoloro /ue condensa en las )aredes del tubo al desco$)oner los carbonatos de sodio y de )lo$o% !uede a'eriguarse la utilidad del )a)el de cloruro de cobalto y co$entarse el uso de las tintas si$)áticas /ue describen los libros de u$ica recreati'a% 

?E(iste alguna relación entre la estabilidad de los carbonatos y la reacti'idad de los $etales corres)ondientes@ 4e los carbonatos calentados, no han sido ca)aces de desco$)oner los de sodio y el

de calcio% -in e$bargo, los alu$nos /uizá conozcan la e(istencia de los hornos de cal en los /ue la )iedra caliza 3a3C 0 se desco$)one a te$)eraturas ele'adas, seg8n la ecuaciónA 3a3C0 >>>V 3aC H 3C. El )roesor tendrá /ue inor$ar a los alu$nos de /ue el carbonato de sodio no se desco$)one al calentarlo en un horno% #s )ues, se obser'a /ue los carbonatos de los $etales $enos acti'os )lo$o y cobre se desco$)onen $ás ácil$ente /ue los carbonatos de los ele$entos $ás reacti'os% 4e estos, el de calcio se consigue desco$)onerlo a te$)eraturas ele'adas, $ientras /ue el de sodio es tér$ica$ente estable% 

?!odrás )redecir la estabilidad tér$ica de los carbonatos de otros $etales@

Reacciones quimicas.pdf

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