Trans For Mac Ion De La Materia

TRANSFORMACION DE LA MATERIA

FLOREZ J.; PARRA R.

Resumen El objetivo de la experimentación era deducir por medio de la observación los cambios que ocurren en la materia, específicamente los cambios físicos y químicos, en los reactivos se pretende identificar los diferentes tipos de resultados de las reacciones, como también hacer un análisis prospectivo y metodológico con las ecuaciones presentadas además de los procesos que ocurrieron en cada caso.

INTRODUCCION La Química trata de la materia en lo que se refiere a su naturaleza, composición y transformación. No puede darse una definición de la materia mediante conceptos corrientes y, análogamente a las categorías de espacio y tiempo de las que tenemos idea por sus cualidades, es más sencillo describir la materia por las propiedades que son comunes a todos los cuerpos materiales.Los cambios que experimentan las substancias son de dos clases, físicos y químicos demostrados en la intervención en el laboratorio, cuando se produjo alteración en los reactivos o muestras utilizadas. Las distintas formas de materia se diferenciaron mediante ciertas cualidades que afectaron directa o indirectamente a nuestros sentidos las cuales se denominan propiedades físicas y no afectan a la naturaleza intima de la materia. Si estas propiedades son características de un cuerpo determinado se llaman propiedades específicas, tal como el color, olor, sabor, solubilidad, densidad, conductividad del calor y de la

electricidad, brillo, transparencia, dureza, maleabilidad, ductilidad, estructura Cristalina, punto de fusión, punto de ebullición, etc. Así, por ejemplo, el cobre, el oro y la plata se distinguen por su color; el agua, el alcohol y la gasolina por su olor; la sal y el azúcar, por su sabor; los carbonatos de sodio y de calcio, por su solubilidad; el plomo y el aluminio, por su densidad; el vidrio y el diamante, por su dureza, etc...[1] Las propiedades químicas de los cuerpos se ponen de manifiesto cuando se transforman en otros distintos. La acción de los ácidos sobre la mayoría de los metales corresponde a una propiedad general de los ácidos. La combustión del carbón y la oxidación del hierro expresan una propiedad química de estos cuerpos al transformarse en otros distintos, Los métodos de determinación de las propiedades químicas de los cuerpos constituyen la base del análisis químico propuesto en este laboratorio.[2]

Experimentación Conformado en el siguiente orden: 1) Como primera parte de la experimentación y obtención de los resultados, se preparo el mechero bunsen hasta la obtención de la llama regulada. Con unas pinzas se procedió a colocar en la llama un trozo de aluminio. Este, según el tiempo registrado, en 10s de colocarlo directamente en la llama, permitió la observación del cambio en su estado principal. El trozo de aluminio paso de un estado neutro, a estar completamente caliente y tomar además una coloración rojiza; que era constante si se materia directamente sobre la llama (figura 1), pero también logro cambiar su forma solida a una maleable aunque no hubo separación o liquidez total.

(Figura 1) trozo de aluminio sobre la llama.

2) En la segunda parte del experimento, agregamos un cristal de estaño (Sn) en la cuchara de combustión que fue limpiada con antelación. Se sometió a calentamiento sobre la llama del mechero bunsen el estaño en la cuchara de combustión, después de aproximadamente 10 – 15 s, el estaño pasó de un estado solido a uno líquido, con una coloración brillante, y aun así no cambiaba su composición. (Figura 2)

.(Figura2) estaño sometido a calentamiento.

3) En un tubo de ensayo se coloco el contenido de una espátula de sulfato de Cu, procedimos como tal a agregar agua hasta la mitad de la capacidad del tubo de ensayo. (Figura 3). Con la varilla de agitación se logro una mezcla homogénea y proceder a agregar la granalla de Zn. La reacción a simple vista no es inmediata pero al correr los minutos paso a paso se hace notable.

(Figura 3).solución de sulfato de Cu + una granalla de Zn.

(Figura4).reacción

del

zinc

+

HCl

Argumentamos con la observación que la solución paso de un estado liquido a gaseoso en reacción con el acido clorhídrico. En los primeros 10m la granalla de Zn presentaba unas burbujas apenas visibles pero su coloración era oscura y algunas se desprendían. Transcurridos unos segundos se observa que la parte del zinc que estaba sumergida en la disolución de Sulfato de cobre está recubierta de un sólido negro.

4) En la siguiente indagación se tomo una granalla de Zn con la espátula y fue colocada dentro del tubo de ensayo vacio. Con cuidado utilizamos una pipeta volumétrica y medimos 2 ml de HCl (acido clorhídrico), Se observa como algunas partículas empiezan a reaccionar con el zinc en formas de gas. En el tubo de ensayo se notaban muchas burbujas (Figura4).

5) Con el siguiente experimento agregamos acido oxálico (H2C2O4) con una espátula limpia y procedimos a depositarlo en un tubo de ensayo, con cuidado de esta manera sujetándolo con una pinza, se coloco sobre la llama del mechero donde su reacción fue inmediata, comenzó la ebullición del acido oxálico con la salida de gases (Figura4).que afectaban las vías respiratorias lo cual tomaron prevención y ventilamos el laboratorio. Al enfriase dejo solamente como especie de una sal sedimentada de color amarillo cristalino.

La experimentación # 2, el estaño presento las siguientes características al ser calentado en la cuchara de combustión: Tabla 3 cambios físicos del estaño CAMBIOS FISICOS DEL ESTAÑO

(Figura4). Acido oxálico sometido a temperatura alta.

CALCULOS Y RESULTADOS Los datos registrados de observación nos arroja la siguiente información: En la experimentación # 1, el aluminio presento las siguientes características al ser calentado en la llama del mechero; Tabla #1 cambios físicos del aluminio CAMBIOS FISICOS DEL ALUMINIO

1- Presenta ductilidad es decir puede deformarse ostensiblemente sin romperse 2- Presento un brillo de plateado intenso. Tabla 4 cambios químicos del estaño CAMBIOS QUIMICOS DEL ESTAÑO No tuvo reacción química

Experimentación # 3, al mezclar sulfato de Cu + una granalla de Zn. observamos que se forma sulfato de zinc mas cobre.

1- Por estar expuesto a la llama tiene un brillo intensamente incandescente.

(Ecuación 1) CuSO4(acu)+ Z-------ZnSO4 + Cu

2- Se volvió maleable con la alta temperatura. 3- Dilatación térmica es decir, cuando se le aplica calor al aluminio y este se expande

Reacciona químicamente por que el cobre procede de la reducción del ion Cu2+, pero es el cinc el que se oxida Pasando a la disolución: (Ecuación 2)

4- Condujo uniformemente el calor en la zona de calentamiento masivo.

Tabla#2cambiosquimicos del aluminio CAMBIOS QUIMICOS DEL ALUMINIO No tuvo reacción química

Cu2+ + 2e- _ Cu (s), Zn (s) _ Zn2+ + 2e–. El hecho de que en este caso el cobre adquiera color negro se debe a que se deposita Muy rápido sobre el cinc de forma que no tiene tiempo suficiente de cristalizar Correctamente y adquirir su color rojizo característico. Experimentación # 4 la solución de cinc + HCl (acido clorhídrico) reacciono de esta manera;

Forma un fenómeno o reacción química denominado de OXIDO -REDUCCION el zinc al entrar en contacto con el HCL se oxida, se reduce. la ecuación de la reacción es esta ; (Ecuación 3) Zn + 2HCl = Cl2Zn + H2 (gas) Los metales con los ácidos generan en éste caso que se menciona, un compuesto llamado cloruro de zinc y liberando hidrógeno gas.

CAMBIOS QUIMICOS DEL H2C2O4 1- Calentándolo se descompone liberando principalmente dióxido de carbono (CO2), monóxido de carbono (CO) y agua.

DISCUSIÓN Los cambios que experimentan las substancias son de dos clases, físicos y químicos.

Experimentación # 5, El siguiente experimento con el acido oxálico sometido a temperatura alta presenta el siguiente resultado; A esta temperatura el acido oxálico librea átomos de hidrogeno que interactúan con el aire formando agua gaseosa y otros componentes, dando solo una sal cristalina en el tubo de ensayo, además con un olor penetrante lo cual se tomo precaución al ventilar el laboratorio Tabla 5 cambios físicos del H2C2O4 CAMBIOS FISICOS del H2C2O4 1- Pasar de una estructura cristalina a una salina 2- Cambia su color amarillo por uno más pálido. 3- Olor fuerte en reacción con el calentamiento.

Tabla 6 cambios químicos del H2C2O4

Un cambio físico modifica algunas propiedades de la substancia pero no, hay motivos para suponer que se ha formado una nueva. Por el contrario, en los cambios químicos, conocidos como reacciones, tiene lugar una modificación profunda de todas las propiedades del cuerpo, lo que obliga a suponer que se ha formado una nueva substancia. No existe una delimitación absoluta entre estas dos clases de transformaciones, pues hay diversos procesos que adquieren una significación intermedia. Los procesos físicos y químicos se diferencian fundamentalmente en los siguientes aspectos: 1) Los cambios químicos van acompañados por una modificación profunda de las propiedades del cuerpo o cuerpos reaccionantes; los cambios físicos dan lugar a una alteración muy pequeña y muchas veces parcial de las propiedades del cuerpo. 2) Los cambios químicos tienen casi siempre carácter permanente mientras que, en general, los cambios físicos persisten únicamente mientras actúa la causa que los origina. 3) Los cambios químicos van acompañados por una variación importante de energía mientras que los cambios físicos van unidos a una

variación pequeña.

de

energía

relativamente

Así, por ejemplo, la formación de 1 g de agua a temperatura ambiente, a partir de hidrógeno y oxígeno, desprende cerca de 3800 calorías, mientras que la solidificación a hielo de 1 g de agua o la condensación a agua líquida a 100 ºC de 1 g de vapor de agua desprende tan sólo, respectivamente, cerca de 80 ó de 540 calorías. En algunos casos, tal como la simple dilución del ácido sulfúrico concentrado, parece difícil decidir claramente si un proceso es químico o físico, ya que ofrece aspectos de uno y otro tipo de transformaciones. [3] Si conocemos por que reaccionan de esta manera algunas sustancias o reactivos es precisamente por su composición que los hace únicos y/o definidos: como por ejemplo: El estaño un metal plateado, maleable, que no se oxida fácilmente y es resistente a la corrosión. Se encuentra en muchas aleaciones y se usa para recubrir otros metales protegiéndolos de la corrosión. El estaño gris, polvo no metálico, semiconductor, de estructura cúbica y estable a temperaturas inferiores a 13,2 ºC, que es muy frágil y tiene un peso específico más bajo que el blanco. El estaño blanco, el normal, metálico, conductor eléctrico, de estructura tetragonal y estable a temperaturas por encima de 13,2 ºC. [4] El aluminio puede ser fuerte, ligero, dúctil y maleable. Es un excelente conductor del calor y de la electricidad; el valor de su densidad es de 2.7 y las temperaturas de fusión y ebullición son de 660º C y 2.467º C, respectivamente. No se altera en contacto con el aire ni se descompone en presencia de agua, debido a que su superficie queda recubierta por una fina capa de óxido que lo protege del medio. Sin embargo, su reactividad con otros elementos es elevada: al entrar en contacto con oxígeno produce una reacción

de combustión que origina una gran cantidad de calor, y al combinarse con halógenos y azufre da lugar a la formación de haluros y sulfuros. [5] El sulfato de cobre (CuSO4), vitriolo azul, piedra azul o caparrosa azul, es un compuesto químico derivado del cobre que forma cristales azules, solubles en agua y metanol y ligeramente solubles en alcohol y glicerina. La más común de sus producciones, es la precipitación de sulfato pentahidratado por sobre saturación con ácido sulfúrico, a partir de soluciones concentradas de cobre provenientes de lixiviación de minerales oxidados de cobre, también en medio sulfato, obedeciendo las siguientes reacciones químicas. (Ecuación 4) Precipitación: Cu2+ (aq) + SO42- (aq) → CuSO4 (s) Hidratación: CuSO4 (s) + 5 H2O (l) → CuSO4·5H2O (s) Estas reacciones ocurren durante el proceso en el orden que se señala. [6] El ácido clorhídrico, hidroclórico o todavía ocasionalmente llamado, ácido muriático (por su extracción a partir de sal marina en América) o agua fuerte (en España), es una disolución acuosa del gas cloruro de hidrógeno (HCl). Es muy corrosivo y ácido. Las propiedades físicas del ácido clorhídrico, tales como puntos de fusión y ebullición, densidad, y pH dependen de la concentración o molaridad de HCl en la solución ácida[7] El ácido oxálico es un ácido carboxílico de fórmula C2H2O4. Este ácido bicarboxílico es mejor descrito mediante la fórmula HOOCCOOH. Es el diácido orgánico más simple. Soluble en alcohol y agua, cristaliza fácilmente en el agua en forma di hidratada. Su punto de fusión hidratado

es de 101,5 ºC. Es un ácido fuerte en su primera etapa de disociación debido a la proximidad del segundo grupo carboxílico. Calentándolo se descompone liberando principalmente dióxido de carbono (CO2),monóxido de carbono (CO) y agua. [8]

CONCLUCION los datos y registros obtenidos en el laboratorio de química fundamental argumentamos que es posible identificar de manera visual los cambios ocurridos en la materia y poder clasificarlos según los resultados, si son cambios físicos o químicos, sobre todo conocer los diferentes reactivos y familiarizarnos con ellos de tal manera que fue sencillo predecir sus reacciones en algunos casos, BIBLIOGRAFIA Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias/ ISSN: 1697011X. DL: CA-75-pag 101_ 7/2003[1],[2] http://www.apac-eureka.org/revista

SCHREINER R., SHAKHASHIRI, B. Z., SHAW, D. B., PERKINS, R. I. y JUERGENS, F. H. (1989).pag-203-205 Chemical Demonstrations: A Handbook for teachers of Chemistry. Volumen 3. Wisconsin: The University of Wisconsin [3] BUENO GARESSE, E. (2004). Aprendiendo química en casa. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, 1(1) pp. 45-51. En línea en:

[4-8]-23-09-2009 http://www.apac-eureka.org/revista/-