PRACTICA 3: Obtención de sustancias gaseosas (II)

En este informe de práctica vamos a hablar sobre la obtención de sustancias gaseosas, pero en este caso hemos realizado una especie de continuación de la práctica 3 ya que hemos realizado diferentes experimentos pero con un mismo fin (la obtención de sustancias gaseosas).

Esta práctica ha sido realizada por Rebeccah Cohen y Patricia González el día 18 de Noviembre de 2008 en el laboratorio del Colegio Base.

RESUMEN

Esta práctica ha sido realizada con el objetivo de obtener diferentes sustancias.

En este caso hemos obtenido en primer lugar el gas cloro a partir del dióxido de manganeso y ácido clorhídrico. En segundo lugar, hemos obtenido dióxido de carbono a partir de carbonato de calcio y ácido clorhídrico. En un principio, íbamos a obtener sulfuro de hidrógeno, pero no pudimos realizar esta parte de la práctica ya que no teníamos el material necesario.

Los principales objetivos al realizar esta práctica son:

* Desarrollar habilidades básicas en el laboratorio de Química como las normas de seguridad, el uso del material, el tratamiento adecuado de los reactivos...

*Utilizar de forma práctica los conocimientos teóricos de formulación inorgánica.

* Introducir el concepto de reacción química: realizar reacciones químicas para así poder obtener los gases deseados.

* Introducir los conceptos de reactivos y productos.

* Ajustar estequiométricamente las reacciones químicas: para saber cuantas unidades de cada reactivo van a ser necesarias para obtener el gas.

*Trabajar el concepto de disolución

Para poder realizar estos experimentos, hemos necesitado diferentes reactivos químicos:

Primer experimento: - dióxido de manganeso

- ácido clorhídrico

Segundo experimento: - carbonato de calcio

- ácido clorhídrico

A lo largo de toda la práctica, hemos anotado los diferentes cambios que se producían en cada una de las reacciones: como cambios de color, olores, calentamiento o enfriamiento del tubo, aparición de vapores, burbujas, condensaciones en las paredes del tubo...

INTRODUCCIÓN

Esta es la tercera práctica que hemos llevado a cabo en el laboratorio del colegio base.

El objetivo principal ha sido conseguir unos determinados gases a partir de unas sustancias determinadas. Para ello, hemos transformado unos determinados reactivos, que son sustancias iniciales en productos, que son unas nuevas sustancias con propiedades químicas diferentes.

Otro objetivo importante ha sido ajustar las reacciones químicas y así poder demostrar la teoría en forma de práctica.

Antes de producir cualquier reacción, nos hemos puesto las medidas de protección necesarias para esta práctica ya que vamos a trabajar con sustancias que pueden ser peligrosas si no se utilizan correctamente. Nos hemos puesto bata, gafas protectoras y guantes de látex (salvo cuando utilices los mecheros Bunsen).

TRABAJO EXPERIMENTAL

El material necesario para realizar esta práctica es:
- 3 tubos de ensayo.

- Pipeta.

- Gradilla.

- Reactivos químicos indicados.

- Matraz.

- Tubo de plástico.

- Tapón perforado para tubo de ensayo.

- Cerillas.

- Medidor de pH.

-Gafas protectoras.

-Bata.

-Guantes de látex.

Experimento 1: Obtención del gas cloro

Dióxido manganeso + Ácido clorhídrico = Dicloruro de manganeso + Agua + Gas cloro

Para obtener gas cloro, tenemos que coger en primer lugar un tubo de ensayo limpio en el que pondremos un poco de ácido clorhídrico y de dióxido de manganeso (ambos los suministra el profesor).

Al mezclar estas dos sustancias, se obtiene gas cloro. Pudimos observar durante el experimento que el gas cloro desprende un olor muy fuerte e incluso irritante. Se produce un líquido de color verde muy oscuro que sale como resultado de la reacción que se produce. Pudimos ver que parte de este producto se queda en las paredes.

Experimento 2: Obtención de dióxido de carbono

Este experimento se realizó en la mesa del profesor y no se realizó individualmente (como siempre) ya que no había el material suficiente para toda la clase.

En primer lugar, llenamos un matraz aforado con agua. Lo tapamos con el dedo y lo vertimos en un recipiente con agua dejando espacio entre el fondo del cristalizador y la boca del matraz. En segundo lugar, cogimos un tubo de ensayo limpio y le añadimos ácido clorhídrico (suministrado por el profesor). En tercer lugar, introducimos un poco de mármol (carbonato cálcico) y observamos que se desprende el gas. En cuarto lugar, tapamos el tubo con un corcho taladrado e introducimos un tubo de vidrio al que se conecta otro de plástico. Para ver si estaba bien montado todo, comprobamos que se producían burbujas cuando sumergimos el extremo del tubo de desprendimiento en un recipiente con agua. En quinto lugar, introducimos el extremo del tubo de desprendimiento en el matraz de forma que el dióxido de carbono asciende en forma de burbujas y el gas se acumula en la parte superior del matraz. Como hay una presión que está ejerciendo sobre ésto, el agua va siendo desalojada y el matraz se irá llenando de gas. Por último, demostramos que lo que se producía era dióxido de carbono metiendo una cerilla encendida en el tubo de ensayo.

CUESTIONES

1.A) MnO2 + HCl (ac) = MnCl2 + H2O + Cl2

AJUSTADA: MnO2 + 4HCl (ac) = MnCl2 + 2H2O + Cl2
B) Ca2CO3 + HCl (ac) = CaCl2 + H2O + CO2

AJUSTADA: Ca2CO3 + 2HCl (ac) = 2CaCl2 + H2O + CO2

C) FeS + HCl (ac) = FeCl2 + H2S (ac)

AJUSTADA: FeS + 2HCl = FeCl2 + H2S

2. Reactivos: a) Ca2CO3 + 2HCl (ac)

b) Ca2CO3 + 2HCl (ac)

c) FeS + 2HCl

Productos: a) MnCl2 + 2H2O + Cl2

b) 2CaCl2 + H2O + CO2

c) FeCl2 + H2S

3. Las dos reacciones producidas en el laboratorio son exotérmicas. En el primer caso, era exotérmica aunque no se notaba mucho ya que el calor que emitía el tubo de ensayo era muy leve y con lo cual, muy difícil de percibir. En la segunda reacción, aunque nosotras no la hicimos, pudimos ver que era exotérmica ya que desprendía calor.

4. GAS CLORO: El gas cloro es un elemento que parace en el grupo XVII de la tabla periódica, pertenece al grupo de los halógenos. Lo podemos encontar fácilmente en la naturaleza puesto que es muy abundante. Tiene propiedades un poco tóxicas ya que como hemos podido comprabar en la práctica puede producir irritaciones. Es un poco más pesado que el aire. En el aire. el cloro puede reaccionar con materia inorgánica formando así sales de cloro o con materia orgánica formando así compuestos orgánicos clorinados. La exposición constante al gas cloro puede ser perjudicial para nuestra salud. Tiene un olor muy desagradble y su color es de tono verdoso o amarillento.

DIÓXIDO DE CARBONO: el dióxido de carbono es un gas que está muy presente en la naturaleza pues es lo que expulsamos al respirar. Es un gas, que en grandes cantidades es muy perjudicial para el medio ambiente puesto que provoca el efecto invernadero y por lo tanto, contribuye al calentamiento global que estamo sufriendo actualmente. Como estado natural lo más normal es encontarrlo en forma de gas. Formulado, CO2, se puede obervar que sus átomos forman un enlace covalente formado por dos metales.

5. GAS CLORO: Tiene como usos principales la desinfectación, para algnuos productos de limpieza. También se usa para potabilizar el agua que consumimos diariamente, disolviéndolo en la misma. Antiguamente se usó como arma química en la Primera y en la Segunda Guerra Mundial debido a las infecciones que puede producir en el sistema repiratorio. En la naturaleza no se encuentra en estado puro ya que reacciona con rapidez con muchos elementos y compuestos químicos.

DIÓXIDO DE CARBONO: Lo podemos enocntrar entre los 20º y 25º a temperatura ambiente. Es una gas que no es inflamable ya que en nuestro pequeño experimento con la cerilla no explotó ni la cerilla ni el tubo de ensaya ni nada por el estilo. También es denso y un poco ácido. Sus usos prinipaes son para algunas bebidas refrescantes, como la Coca-cola, también se utiliza para los concierto y actuaciones el humo que sueltan para dar a la actuación un poco más de decorado. Otro de sus usos muy importantes es para los extintores, ya que al ser más denso que el aire, en vez de avivar el fuego, lo puede apagar. Tiene ciertas propiedades en la agricultura aunque no sabemos exactamente cuales son.

6. El cloro no permanece en el cuerpo,solo entra. Pasa esto ya que es reactivo.Los efectos en la salud humana asociados con la respiración de pequeñas cantidades de cloro durante periodos prolongados de tiempo no son conocidos. Ese es el mayor peligro del cloro, que se puede encontrar en muchas plataformas.

7. Sencillo. Al introducir nuestra cerilla recién encidad en el tubo de ensayo colocado boca abajo, comprobamos como el oxígeno se consumió de forma casi instantánea y la cerilla se apagó de la misma manera que si hubiérmaos soplado para obetener el mismo resultado. Lo curioso era que al sacar la cerilla del matraz, esta se volvía a prender, demostrando así la existencia de CO2 dentro del tubo de ensayo.

RESULTADOS OBTENIDOS

En la primera reacción nuestro objetivo principal era obtener el gas cloro. Para ello hemos tomado como reactivos de la reacción química el dióxido de manganeso y el ácido clorhídrico y como productos el dicloruro de manganeso y el agua.

Al provocar la reacción química se producía una sustancia de color verde que poco a poco iba pasando por tonos marrones, y amarillos tornándose con el paso del tiempo, más oscura. Hemos podido comprobar que era una reacción endotérmica puesto que no notábamos ningún cambio de temperatura. Burbujeaba y, a al olerlo producía cierto picor en las fosas nasales que recordaba a un picante fuerte. Quedaban restos en las paredes, de un tono oscuro hasta acabar con uno tono completamente negro. Al acabar la reacción la hemos tirado por la pila, a pesar de lo perjudicial que puede ser para los peces y demás seres vivos.

En la segunda reacción teníamos como objetivo la obtención de un conocido, el dióxido de carbono. En esta reacción los reactivos que utilizamos fueron el carbonato cálcico y ácido clorhídrico (una vez más). Y como productos teníamos el cloruro cálcico, el agua y el dióxido de carbono.

Al mezclar ácido clorhídrico con calcita, se producía un notable burbujeo y la calcita se deshacía totalmente. Cuando quitamos el aire que había en el recipiente hemos comprobado como el matraz se iba vaciando poco a poco debido a la presión del gas al entrar en el matraz aforado. El CO2 o dióxido de carbono que contenía el matraz lo hemos utilizado para apagar una cerilla. Sabíamos que era CO2 puesto que la cerilla de otro modo no se pagaba, lo que nos llevó a comprobar algo curioso que era que no es totalmente cierto que gracias al CO2 se apague la cerilla porque al meterla en un matraz vacío se pagaba de todas formas lo que nos lleva a pensar que es otro factor e que influye a que se pague la llama y no el dióxido de carbono. Se explicó que esto sucedía porque el tubo de ensayo es demasiado estrecho y con lo cual nunca hay la cantidad de oxígeno suficiente pero lo hemos podido comprobar de todas maneras. Lo que nos interesaba saber era si nuestro organismo expulsaba más CO2 que la reacción química que habíamos provocado en ese momento. Nuestra idea para comprobarlo fue presentar a un voluntario para que realizara algún tipo de ejercicio físico y luego hacerle soplar en el tubo de ensayo donde se encontraba el naranja de metilo con el ácido clorhídrico.

Después añadimos naranja de metilo que funciona como el medidor de pH utilizado en la práctica anterior sol que en forma líquida. Al conectar el tubo de ensayo contenedor del naranja de metilo al circuito al circuito que lo conectaba con el gas. El naranja de metilo nos mostraba que al conectarlo con el gas, éste primero burbujeaba y se teñía de un fuerte color rojo. Que nos llevó a sacar ciertas conclusiones del gas con el que estábamos tratando.

El tercer experimento no lo hemos podido realizar debido a la falta de uno de los compuestos químicos necesarios para ejecutarlo.

CONCLUSIONES

Nuestras conclusiones acerca de la práctica realizada son las siguientes:

La primera y probablemente la más importante de todas es que es muy importante la utilización de material protector en el laboratorio y más cuando vamos a estar en contacto con sustancias corrosivas o nocivas para nuestra salud.

Trabajar con este tipo de gases para nosotros es una cosa muy curiosa y que nos produce intriga puesto que son gases con los que estamos en contacto constantemente y para nosotros es muy raro ver que tienen todas estas propiedades, ya que lo vemos como algo normal y corriente.

Nuestra conclusión acerca de la segunda reacción era que habíamos podido observar la acidez del gas con el que estábamos trabajando puesto que el naranja de metilo (medidor del pH) que teníamos en el tubo de ensayo, nos había mostrada la acidez del gas, al teñirse de color rojo oscuro y burbujear.

Como conclusión al experimento para comprobar la cantidad de CO2 que contiene nuestro organismo podemos decir que nuestro cuerpo no produce prácticamente ni la mitad de CO2 que la reacción química.

Como conclusión final a la práctica hacemos notar nuestro aumento de interés por la reacciones químicas que éstas producen. Subir al laboratorio y observar con nuestros propios ojos (por segunda vez) aquellas propiedades de las sustancias que ya habíamos visto de forma teórica en clase aumente nuestro interés por ellas, ya que ya no representa algo abstracto para nosotros.