Informe De Reacciones Quimicas.docx

Universidad Mayor de San Andrés Facultad de ingeniería Curso básico

´Ñ GRUPO: O GESTION: 2018

1.- Objetivo de la práctica GENERAL Estudiar y analizar diferentes reacciones con los cambios que suceden al desarrollarse estos fenómenos. ESPECIFICOS Identificar los productos obtenidos de diferentes reacciones Clasificar las reacciones químicas Estudiar la reducción del permanganato de potasio en medio ácido, básico y neutro. 2.- Fundamento teórico Una reacción química es un proceso en el que una o más sustancias —los reactivos— se transforman en otras sustancias diferentes —los productos de la reacción. Los productos obtenidos a partir de ciertos tipos de reactivos dependen de las condiciones bajo las que se da la reacción química. No obstante, tras un estudio cuidadoso se comprueba que, aunque los productos pueden variar según cambien las condiciones, determinadas cantidades permanecen constantes en cualquier reacción química. Estas cantidades constantes, las magnitudes conservadas, incluyen el número de cada tipo de átomo presente, la carga eléctrica y la masa total. Los símbolos y fórmulas químicas sirven para describir las reacciones químicas, al identificar las sustancias que intervienen en ellas. En algunos casos, como en la combustión, las reacciones se producen de forma rápida. Otras reacciones, como la oxidación, tienen lugar con lentitud. La cinética química, que estudia la velocidad de las reacciones, contempla tres condiciones que deben darse a nivel molecular para que tenga lugar una reacción química: las moléculas deben colisionar, han de estar situadas de modo que los grupos que van a reaccionar se encuentren juntos en un estado de transición entre los reactivos y los productos, y la colisión debe tener energía suficiente (energía de activación) para que se alcance el estado de transición y se formen los productos. La velocidad de la reacción puede modificarse no sólo con catalizadores, sino también mediante cambios en la temperatura y en las concentraciones. Al elevar la temperatura se incrementa la velocidad a causa del aumento de la energía cinética de las moléculas de los reactivos, lo que provoca un mayor número de colisiones por segundo y hace posible la formación de estados de transición. Con el aumento de la concentración se consigue incrementar la velocidad de la reacción, al aumentar el número y la velocidad de las colisiones moleculares. Cuando ocurre una reacción química, los productos obtenidos presentan diferentes características con relación a los reactivos, la estructura molecular cambia, de tal modo que existen cambios de color, olor, densidad, etc.; en muchas de estas transformaciones pueden ocurrir cambios de estado de la materia, es decir formación de sólidos, gases o líquidos. Se dice que ocurre una reacción química cuando los enlaces químicos se forman, rompen o suceden ambas cosas. La presentación de una reacción química, se realiza con ayuda de símbolos de los elementos y Fórmulas de compuestos que intervienen en ella; mediante una ecuación donde se indica las sustancias de partida y las sustancias obtenidas.

En el transcurso de una reacción existe además, transformación de la energía almacenada en las sustancias, algunas de ellas necesitan energía y otras liberan energía; esta energía puede manifestarse en forma de calor. Combinación

Unión de dos o más sustancias simples o compuestas para formar un único producto. S + Fe Fe S

Descomposición

Formación de dos o más sustancias sencillas a partir de un compuesto determinado. 2Hg O 2Hg + O2

Desplazamiento

Un elemento sustituye a otro en un compuesto. CuSo4 + Zn ZnSO4 + Cu

POR EL MECANISMO

Doble descomposición

Intercambio mutuo de cationes. AgNO3 + HCl AgCl + HNO3

Las reacciones se clasifican también de acuerdo a los cambios de oxidación de los elementos, en REACCIONES DE OXIDACION Y REDUCCION. Una reacción de oxidación, es aquella en que una especie química pierde densidad de electrones; por el contrario si una especie gana electrones será una reacción de reducción. Si una o más especies sufren oxidación, para mantener el principio de electro neutralidad de la materia es necesario que una o más especies reduzcan; por tanto, para cada proceso de oxidación existe el correspondiente proceso de reducción, por ejemplo: Mg  Mg+2 +2e oxidación Fe + 2e  2 Freducción Mg + Fe Mg+2 + 2 F- redox El grado de conversión de los reactivos de los materiales y la dirección de reacción, clasifica a las reacciones en REVERSIBLES E IRREVERSIBLES. De tal modo que reacción reversible es aquella que ocurre en ambos sentidos simultáneamente y en general no llega a ser completa dentro de un amplio margen de presión y temperatura; para indicar este fenómeno se escribe con doble flecha, ejemplo: N2O4  2NO2 Una reacción será irreversible, si ocurre en un solo sentido y la conversión por lo general es completa en condiciones ideales de reacción y este se escribe con una sola flecha. Por ejemplo: 2C2 H6 + 702  4CO2 + 6H2O La forma de productos y el tipo de reactivos y productos clasifica a las reacciones en:  formación de sales: reacción entre un ácido con; un metal u oxido metálico.  reacción de metátesis: es aquella en que las unidades químicas intercambian posiciones y, al mismo tiempo, conservan su estado original de oxidación o su carga iónica. 

reacción del desplazamiento: es aquella en que un elemento por lo general un metal desplaza a otro de un compuesto.

 



reacción de neutralización: a la reacción entre un ácido y una base. reacción con precipitación: en la cual los reactivos están en solución y por lo menos uno de los productos es un sólido formación de complejos: será aquella en la cual por lo menos una de los productos es un compuesto de coordinación

REACCION EXOTERMICA; esta reacción puede representarse del siguiente modo. Cgraf + Ogas  CO2(g) + 9405 Kcal mol Reactivos Productos En toda ecuación de reacción química, debe cuidarse de tener el mismo número de átomos en los dos miembros de la ecuación. REACCIONES ENDORTEMICAS Las reacciones químicas que necesitan calor para desarrollarse son por Ej. : N2O4(GAS) + 14.7 Kcal  2NO2(G)

POR SU NATURALEZ A

Reacción de neutralización

Acido – base dando como producto sal + agua HCl(aq) + NaOH ClNa(aq) + H2O

Reacción de hidrogenación

Adición de 1 ó más moléculas de hidrogeno a un hidrocarburo insaturado para transformarlo en uno saturado. C2H2 + 2 H2 C2H6

Reacción de combustión

Combinación de un compuesto orgánico con el oxígeno del aire, produciendo anhídrido carbónico. 2C2H6 (g) + 7 O2 (g) 4CO2 (g) + 6H2O (l)

Reacción de polimerización

Adición de dos hidrocarburos insaturados entre sí para formar una cadena. CH2= CH2 +CH2= CH2 CH2- CH2- CH2- CH2*

Estas reacciones son las más frecuentes, pues la variedad de ellas y los nombres son abundantes. REACCIONES REDOX a) MEDIO FUERTEMENTE ACIDO. Algunas sustancias se oxidan o reducen de manera distinta, de acuerdo al medio en que es hallan presentes. Por ejemplo el permanganato de color violeta, si el medio es fuertemente ácido se reduce a manganeso 2 (incoloro). 8H+1 + MnO2- + 5e  Mn+2 + 4 H2O REDUCCION b) MEDIO NEUTRO O ALCALINO. En solución neutra o alcalina, el permanganato se reduce a manganato, este ultimo de color castaño. MnO4- + 4H+ + 3e-  MnO2 + 4H2O REDUCCION c) MEDIO FUERTEMENTE ALCALINO. Soluciones fuertemente alcalinas el permanganato se reduce a ion manganato, de color verde.

MnO4- + 1e  Mn4-2 3.- Materiales y reactivos MATERIAL Vaso de precipitado Tubos de ensayo Pipeta graduada Pinza Piseta Pro pipeta Cepillo Espátula Varilla Vidrio de reloj

CARACTERISTICAS 100 ml 16*160 mm

Vidrio Vidrio

CANTIDAD 4 8 1 2 1 1 1 1 1 1

REACTIVO Ácido sulfúrico Hidróxido de amonio Nitrato plumboso Hierro Ioduro de potasio Ácido clorhídrico Carbonato de sodio Sulfato de cobre Dicromato de potasio Oxalato de potasio Agua destilada Sulfato ferroso

CARACTERISTICA Diluido Diluido Diluido Diluido Diluido Diluido Solido Diluido Diluido Diluido Diluido Diluido

CANTIDAD (ml) 15 10 10 2 3 10 1 10 3 5 200 6

Madera 500 ml (plástica) Plástica p/ tubo

4.-Cálculos y gráficos REACIONES DIVERSAS Clasificar las reacciones efectuadas:



Se vieron reacciones de los varios tipos que tenemos como las de oxidación y reducción, así también las reversibles y las irreversibles, tenemos como ejemplos estas reacciones: Así como las reacciones redox (del permanganato de potasio) en: Medio ácido (reacción con ácido sulfúrico) Media alcalino o neutro (con agua destilada). Medio fuertemente básico (con hidróxido de sodio). Escribir las reacciones mediante ecuaciones perfectamente igualadas e indicar los estados de agregación en que se hallan los reactivos y productos.

 1.-

Formación de cloruro de plomo Pb (NO3)2 + 2HCl Pb Cl2 + 2HNO3 -

Doble descomposición

-

Si forma precipitado (cristales pequeños alargados)

2.- formación de sulfato de plomo Pb(NO3)2 + H2SO4 PbSO4 + 2HNO3 - Si forma precipitado de color blanquecino- leche ; es compacto 3.- formación de ioduro de plomo Pb (NO3)2 + IK - Forma precipitado de color amarillo

PbI2 + KNO3

4.- Descomposición de carbonato de sodio -

Na2CO3 + HCl Si formo precipitado, desprende gas.

5.- Formación de hidróxido cúprico y del complejo amoniacal de cobre CuSO4 +NH3 CU OH2 + Cu NH3 -Si formo precipitado. Color celeste blanquecino; no desprende gases ; formación de dos fases es complejo . a)

Reducción del permanganato de potasio en medio ácido.

1.- Escriba las semireacciones balanceadas de reducción y oxidación. 8H+ + MnO4- + 5e2C2O4-2

Mn++ + 4H2O 2CO2 +2e-

2.- Escriba la reacción global (red – ox) ajustada, además indique el color de los reactivos y productos. KMnO4 +Na2C2O4+ H2SO4 Mn2SO4 + K2SO4 + 10CO2 + 5Na2SO4+ 8H2O Violeta Incoloro 3.- Indique cual el agente oxidante y cual el agente reductor. Señale las sustancias oxidadas y reducidas. El agente oxidante es: KMnO4 El agente reductor es: Na2C2O4 La sustancia reducida es: KMnO4 La sustancia oxidada es: Na2C2O4 4.- ¿Cuál el propósito de calentar la solución antes de realizar la reacción? Se calienta la solución de Na2 C2O4 debido a que este compuesto solo se disuelve con calor en agua, mediante este procedimiento se puede verificar que el oxalato llega a reaccionar con el permanganato de potasio. b)

Reducción del permanganato de potasio en medio básico.

1.- Escriba las semireacciones balanceadas de reducción y oxidación. 1e- +MnO4C2O4-2

MnO4-2

(reducción)

2CO2 + 2e-

(oxidación)

2.- Escriba la reacción global (red – ox) ajustada, además indique el color de los reactivos y productos.

2KMnO4 + Na2C2O4 Violeta

2CO2 + K2MnO4 +Na2MnO4 lila oscuro

3.- Indique cual el agente oxidante y cual el agente reductor. Señale las sustancias oxidadas y reducidas. El agente oxidante es: KMnO4 El agente reductor es: Na2C2O4 La sustancia reducida es: KMnO4 La sustancia oxidada es: Na2C2O4 c)

Reducción del permanganato de potasio en medio neutro.

1.- Escriba las semireacciones balanceadas de reducción y oxidación. MnO4- + 2H2+ +3eC2O4-2

MnO2 + 2OH2CO2 + 2e-

2.- Escriba la reacción global (red – ox) ajustada, además indique el color de los reactivos y productos. 2KMnO4 + 4H2O + 3Na2C2O4 Violeta

2MnO2 + 6CO2 + 2KOH + 6NaOH lila claro

3.- Indique cual el agente oxidante y cual el agente reductor. Señale las sustancias oxidadas y reducidas. El agente oxidante es: KMnO4 El agente reductor es: Na2C2O4 La sustancia reducida es: KMnO4 La sustancia oxidada es: Na2C2O4 ANEXOS:

5.- Conclusiones o o

o

Esta práctica sirvió para aprender a manipular los reactivos con los que se trabajó en esta práctica. Esta práctica fue fundamental para poder determinar de forma práctica los productos que se pueden obtener de las reacciones químicas realizadas, aunque en este proceso se puede evidenciar la necesidad del conocimiento de la nomenclatura química para determinar y Formular los productos de las mismas. Considero que sería interesante realizar este tipo de experimento con compuestos orgánicos, para conocer más de cerca sus reacciones y la forma en la que estos compuestos se forman.

6.- Bibliografía CORONEL, LEONARDO. Como resolver problemas de Química Preuniversitaria, 2004 Química General. Guía de Laboratorio