21 De Febrero 2019.docx

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL (IPN) ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA (ESIME) UNIDAD ZACATENCO PROFESOR: BALLINAS BARBOSA LEONARDO FABIO INGENIERÍA EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA LABORATORIO DE QUÍMICA BÁSICA PRACTICA 4 OXIDACIÓN-REDUCCIÓN

GRUPO 1CM9

EQUIPO 

GÓMEZ ARENAS ENRIQUE ALFAYETTE



HERNÁNDEZ BAUTISTA IRVIN



OCAMPO MÉNDEZ JUAN MANUEL



HUERTA MORALES MARIANA EDITH

21 DE FEBRERO 2019

PRACTICA 4 OXIDACIÓN-REDUCCIÓN

OBJETIVO: El alumno conocerá un proceso de oxidación – reducción Introducción: MARCO TEORICO Un gran número de reacciones químicas transcurre con la pérdida formal de electrones de un átomo y la ganancia de ellos por otro. La ganancia de electrones recibe el nombre de reducción y la pérdida de electrones oxidación.

El

proceso

global

se

denomina

oxido-reducción

o

reacción redox. La especie que suministra electrones es el agente reductor (especie que se oxida) y la que los gana es el agente oxidante (especie que se reduce). Estos hechos muestran que las reacciones redox se asemejan al ácido-base según la definición de Brönsted, pero en lugar de transferirse protones desde un ácido a una base, en el caso de la oxido-reducción se transfieren electrones desde el agente reductor al oxidante.

Una reacción redox se puede considerar como la suma de dos semirreacciones: 2H+ (ac) + 2e- → H2 (g)

Semirreacción de reducción

Zn(s) → Zn2+ (ac) + 2e-

Semirreacción de oxidación

Zn(s) + 2H+ (ac) → H2 (g) + Zn2+ (ac) Reacción redox Esta separación es conceptual y no corresponde a una separación real de los dos procesos. Las especies oxidadas y reducidas de una semirreacción forman un par redox. El par se escribe colocando en primer lugar la especie oxidada y a continuación, la especie reducida: H+/H2 y Zn2+/Zn. Ejemplo: Comprobar que la reacción de formación de hierro: Fe2O3 + 3 CO → 2 Fe + 3 CO2 es una reacción redox. Indicar los E.O. de todos los elementos antes y después de la reacción. Fe2O3 + 3 CO → 2 Fe + 3 CO2 E.O.: +3 –2 +2 –2 0 +4 –2 Reducción: El Fe disminuye su E.O. de “+3” a “0” luego se reduce (cada átomo de Fe captura 3 electrones). Oxidación: El C aumenta su E.O. de “+2” a “+4” luego se oxida (en este caso pasa de compartir 2e– con el O a compartir los 4 electrones).

Reglas básicas de asignación de estado de oxidación Los e. O. de los átomos en sus compuestos de determinan aplicando las reglas siguientes, en orden, hasta donde sea necesario: 1. el e.o. de un átomo individual sin combinar químicamente con otros elementos es 0. 2. La suma de los e.o. de todos los átomos de una molécula neutra es 0; la de todos los átomos de un ion es la carga del ion. ´ 3. En sus compuestos, los metales alcalinos (Grupo 1) tienen e.o. +1 y los alcalinotérreos (Grupo 2) tienen e.o. +2. ´ 4. En sus compuestos, el e.o. del F es -1. 5. En sus compuestos, el e.o. del H es +1. 6. En sus compuestos, el e.o. del O es -2. 7. En sus compuestos binarios con metales, los elementos del Grupo 17 (F, Cl, ...) tienen e.o. -1, los del Grupo 16 (O, S, ...) tienen e.o. -2, y los del Grupo 15 (N, P, ...) tienen e.o. -3.

MATERIALES.        

2 vasos de precipitados de 100 𝑐𝑚3 . 1 Embudo. 1 Triangulo de porcelana. Papel Filtro. 2 Probetas de 100 ml. 1 Pipeta graduada. 2 Espátulas. 1 Anillo de fierro.

REACTIVOS.     

𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 𝐻2 𝑆𝑂4 Cu Zn 𝐻𝑁𝑂3

Solución al 25% peso. Solución al 5% volumen. En polvo. En polvo. Concentrado.

PROCEDIMIENTO. 1.-Se colocan de 0.1 a 0.2 gramos de Cobre en un vaso de precipitado de 100 𝑐𝑚3 y se agregan 2 𝑐𝑚3 de Ácido Nítrico. Realizar esta operación en la campana de extracción. 2.- Agregar 25 𝑐𝑚3 de solución de Bicarbonato de Sodio al 25% en peso hasta la formación de un precipitado de color azul. 3.- Se procede a filtrar la solución anterior, conservando el precipitado y desechando la solución. 4.- Al precipitado se le agregan 20 𝑐𝑚3 de solución de Ácido Sulfúrico al 5% en volumen, hasta que reaccione y se recibe en un vaso de 100 𝑐𝑚3 . 5.- A la solución obtenida se le agregan de 0.1 a 0.2 gramos de Zinc en polvo y se agita continuamente hasta la formación de un precipitado de color rojo ladrillo o café

Reacciones: 1. 2. 3. 4.

𝐶𝑢 + 𝐻𝑁𝑂3 → 𝐶𝑢(𝑁𝑂3 )2 + 𝑁𝑂 + 𝐻2 𝑂 𝐶𝑢(𝑁𝑂3 )2 + 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 → 𝐶𝑢𝐶𝑂3 + 𝐶𝑂2 + 𝑁𝑎𝑁𝑂3 + 𝐻2 𝑂 𝐶𝑢𝐶𝑂3 + 𝐻2 𝑆𝑂4 → 𝐶𝑢𝑆𝑂4 + 𝐶𝑂2 + 𝐻2 𝑂 𝐶𝑢𝑆𝑂4 + 𝑍𝑛 → 𝐶𝑢 + 𝑍𝑛𝑆𝑂4

Cuestionario 1. Balancear por el método “Redox” la reacción del inciso a:

𝐶𝑢0 + 𝐻 +1 𝑁 +5 𝑂−2 3 → 𝐶𝑢+2 (𝑁 +5 𝑂−2 3 )2 + 𝑁 +2 𝑂−2 + 𝐻 +1 2 𝑂−2 𝐶𝑢0 → 𝐶𝑢+2 de 0 a 2 hay 2e ∴ oxida 𝑁 +5 → 𝑁 +2 𝑑𝑒 5 𝑎 2 ℎ𝑎𝑦 3𝑒 ∴ 𝑟𝑒𝑑𝑢𝑐𝑒 Se obtiene una Semirreacción ⇒

3𝐶𝑢 → 3𝐶𝑢 2𝑁 → 2𝑁

3𝐶𝑢 + 8𝐻𝑁𝑂3 → 3𝐶𝑢(𝑁𝑂3 )2 + 2𝑁𝑂 + 4𝐻2 𝑂

Reactivos Elemento Productos 3

Cu

3

8

N

8

8

H

8

24

O

24

2. Balancear la reacción del inciso b:

𝐶𝑢(𝑁𝑂3 )2 + 2𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 → 𝐶𝑢𝐶𝑂3 + 𝐶𝑂2 + 2𝑁𝑎𝑁𝑂3 + 𝐻2 𝑂 Reactivos Elemento Productos 1

Cu

1

2

Na

2

2

C

2

2

N

2

2

H

2

12

O

12

3. De las reacciones a y d, indicar los elementos que se oxidan y los que se reducen:

a) 𝐶𝑢0 → 𝐶𝑢+2 de 0 a 2 ∴ oxida 𝑁 +5 → 𝑁 +2 𝑑𝑒 5 𝑎 2 ∴ 𝑟𝑒𝑑𝑢𝑐𝑒

b) 𝐶𝑢+2 → 𝐶𝑢0 de 2 a 0 ∴ reduce 𝑍𝑛0 → 𝑍𝑛+2 𝑑𝑒 0 𝑎 2 ∴ 𝑜𝑥𝑖𝑑𝑎

4. Indicar los agentes oxidantes y reductores de las reacciones a y d: a) Agente oxidante: N Agente reductor: Cu b) Agente oxidante: Cu Agente reductor: Zn

5. ¿A qué sustancia corresponde el precipitado de color rojo o café obtenido en el punto 5? Corresponde a Cu.

Desarrollo del experimento

Aquí como se muestra en la imagen fue el principio para comenzar a pesar y presionamos el botón Tara para que estuviera en ceros.

En la imagen se puede apreciar que el peso es de 0.2 gramos de Cobre como nos lo indico el profesor

Al cobre se le agregan 2 cm3 de Ácido Nítrico

La campana de extracción se puso en función para que no saliera el humo toxico de la solución realizada

A la solución se le estuvo realizando movimiento para que se le pasara más rápido el efecto de la reacción y quedara el producto

En este caso el producto de la reacción quedo de color azul concentrado

Con ayuda de una probeta medimos 25cm3 de solución de bicarbonato de sodio al 25% en peso

Al agregar la solución de bicarbonato se obtiene un precipitado de color Azul

Al agregar la solución era de una manera muy suave y en poca cantidad ya que si se le agregaba mucha solución el precipitado se elevaba demasiado y en este caso se derramaba

Después con ayuda de papel filtro y un embudo se procede a filtrar la solución obtenida

Al vaciar toda la solución solo se tiene que esperar a que la pastita de color azul se quede en el papel filtro y todo el líquido quede en el vaso de precipitado

Al precipitado atrapado en el papel filtro se le agregó 20cm3 de solución de Ácido Sulfúrico al 5% de volumen y el líquido se recibió en un vaso de precipitado

Este proceso lo hicimos hasta que quedara limpio del precipitado y entonces a lo que quedo en el vaso de precipitado le agregamos piscas de Zinc y le íbamos moviendo con un agitador de vidrio hasta que obtuviéramos un precipitado tornado de color rojo ladrillo o café.

Ese precipitado lo filtramos y así de esta manera logramos obtener como resultado en el papel filtro Cobre

Observación: En la adición del ácido nítrico, se pueden observar los cambios sufridos por el cobre, donde destaca la emisión de un gas café y el cambio de tonalidad. El zinc reaccionó con el sulfato de cobre pintándose de color cobre en la parte superior y el zinc es más reactivo que el cobre y desplaza al cobre del sulfato de cobre. La apariencia final del cobre metálico fue un poco pastosa con una coloración café rojiza, lo que es el color cobre. De una primera reacción que contenía cobre (Cu + HNO3 ---- Cu(NO3)2 + NO + H2O) a través de reacciones químicas puede volver a ser Cu, es decir, que existe una forma de regresar los compuestos a lo que eran antes de reaccionar con otros elementos.

Mariana Edith Huerta Morales Conclusión Los conceptos analizados en ésta práctica son elementales para la realización de cualquier experimento ya que éstos nos permiten llevar un control de los reactivos que se ocuparán así como poder predecir lo que se obtendrá de ciertas reacciones sin necesariamente tener que realizarlas previamente. Y su correcta utilización puede ahorrar el desperdicio de reactivos y tiempo. Puede ver errores que se deben a un procedimiento experimental un poco inexacto o errores tanto sistemáticos como aleatorios, ya que el comportamiento de una reacción en tiempo real no será el mismo que el previamente calculado en el papel, esto se debe a que la química es una ciencia que no se maneja en el campo de la exactitud todo va a depender del momento de la realización del experimento, del experimentador y de las condiciones bajo las que éste se realice.

Mariana Edith Huerta Morales

OBSERVACION Lo que pude ir observando en el transcurso de la practica 4 (oxidación – reducción) es que hay ciertos compuestos que son muy radioactivos y sustancias toxicas y una de ellas sería el Acido Nítrico, al momento de colocarlo en la campana de extracción liberaba ciertos gases que en un momento se presentían, pero más transcurría el tiempo, más se volvía penetrante. Otra cosa que se pudo observar es que a pesar de haber combinado el cobre con acido nitrico y posteriormente con bicarbonato de sodio al finalizar la practica logramos recuperar la mayor parte del cobre que habíamos introducido desde un principio GOMEZ AENAS ENRIQUE ALFAYETTE CONCLUSION Al finalizar esta práctica, mi conclusión fue que a pesar que el cobre lo mezclamos con varias sustancias y que cada una de ellas nos arrojo diferente forma de presentación al final con una destilación logramos obtener de nuevo una gran parte del cobre que utilizamos desde un principio y al momento de hacer las mezclas de estos compuestos había uno que predominaba más que el otro es decir una oxidación – reducción GOMEZ ARENAS ENRIQUE ALFAYETTE

CONCLUSION: En conclusión lo que puedo decir es que solo de esta manera es cómo podemos observar y experimentar una manera de ver cómo reaccionan las soluciones y si se reducen o como se transforman por lo cual a mi en lo particular me agrado mucho la practica y ver que con las diferentes sustancias que usamos y que algunas las hemos usado en la vida cotidiana se puede observar muy bien la manera de como es la Oxidación-Reducción de compuestos y lo más asombroso para mí fue que a pesar de todo los procedimientos que se le hicieron al Cobre al final se pudo recuperar parte de ese Cobre, fue una practica por así decirlo sencilla pero para mi fue de suma importancia el conocer como es o de ver una Oxido-Reducción ya que yo no tenía ni la más mínima idea de cómo sería un procedimiento de estos. OCAMPO MENDEZ JUAN MANUEL

OBSERVACIONES. Pudimos observar tipos de oxidación y reducción en el laboratorio, ya que al estar elaborando los procedimientos de la manera más cuidadosa y exacta posible, primeramente al colocar el cobre y el ácido nítrico en la campana de extracción tras este proceso, agregamos la solución de Bicarbonato de sodio y observamos el precipitado azul que se tenía que formar, pese a que se demoró en algunos minutos, logramos conseguir el objetivo, al terminar este proceso desechamos la solución y agregamos ácido sulfúrico y vimos una reacción espumosa, conforme le echábamos más rápido o más lento, era como iba subiendo esa espuma de color azul, con el papel filtro nos apoyamos para deshacernos de los residuos que eran una especie de pasta, y para esto, nos apoyamos en el papel filtro y el embudo, al terminar con esto recibimos en el vaso de precipitado la solución que obtuvimos, tras terminar esto le agregamos un poco de zinc en polvo y lo agitamos continuamente hasta la formación del precipitado de color rojo, al concluir esto limpiamos los materiales correctamente y devolvimos todo lo que ocupamos. HERNÁNDEZ BAUTISTA IRVIN

CONCLUSIÓN Llegamos a la conclusión de que en una reacción de este tipo (oxido-reducción) no es más que una reacción de transferencia de electrones, en los cuales donde se pierde electrones se oxida y donde se gana electrones se reduce, como pudimos ver ejemplos en laboratorio, cabe destacar que el reductor es quien cede electrones y el oxidante quien los capta o recibe e igual logramos apreciar que hay distintos tipos de reacciones químicas, que nos llevaran a usar este método llamado óxido-Reducción. HERNÁNDEZ BAUTISTA IRVIN

BIBLIOGRAFIAS http://www.qfa.uam.es/qb/presentaciones/Reacciones-oxidacion-reduccion.pdf http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/redox_25441.pdf http://www.quimitube.com/videos/oxidacion-reduccion-concepto