DESHIDRATACIÓN DEL AZÚCAR POR EL H2 SO4

En esta práctica vamos a trabajar con la medida de volúmenes, aplicados a una reacción química curiosa. Observaremos cómo el ácido sulfúrico deshidrata rápidamente el azúcar y lo convierte en carbón, cómo además se desprenden una gran cantidad de gases, el carbón se obtiene lleno de burbujas de aire por lo que aumenta mucho su volumen. Hay que tener en cuenta las precauciones en el tratamiento de sustancias peligrosas, en este caso el H₂ SO₄.  Este ácido es muy peligroso, pues resulta tóxico y es muy corrosivo, por lo que hay que tratarlo con mucho cuidado.

También tendremos en cuenta el desprendimiento de humos nocivos, por lo que esta reacción se realizará en vitrina de gas. La reacción que tiene lugar (C₁₂ H₂₂ O₁₁ (S) + 11 H₂ SO₄ (aq)  è  12 C (s) + 11 H₂ SO₄ + 11 H₂O (g)). La cantidad de azúcar comercial que vamos a utilizar no es preciso que sea muy exacta. La reacción es exotérmica (desprende mucho calor).

MATERIAL:

-                     2 vasos de precipitados de 250 ml.

-                     Probeta de 100 ml.

-                     Varilla agitadora.

-                     Vitrina de gases.

PRODUCTOS:

-                     Ácido sulfúrico (H₂ SO₄)

-                     Azúcar comercial (C₁₂ H₂₂ O₁₁)

PROCEDIMIENTO:

Llena una tercera parte de un vaso de precipitados de 50 ml con azúcar. Colócalo en una vitrina de gases o en lugar muy ventilado.

Mide con la probeta 25 ml de ácido sulfúrico concentrado y añádelo al primer vaso. Agita con la varilla hasta que se mezcle bien. Retira la varilla y observa lo que ocurre.

PASTA DE DIENTES PARA ELEFANTES

                En esta práctica vamos a recordar la medida de volúmenes como la utilización de la balanza. También vamos a comprobar la descomposición del agua oxigenada (H₂O₂) con yoduro de potásico (KI), la reacción de descomposición del agua oxigenada es 2H₂O₂ (aq) ® 2H₂O₂ (l) + O₂ (g).

                El yoduro de potasio (KI), es un catalizador porque solo aumenta la velocidad de reacción, no se gasta como reactivo. Sin embargo, una pequeña parte sí que reacciona, convirtiéndose en yodo. La presencia del yodo  se pone de manifiesto por el color marrón de algunas zonas del producto. El yodo mancha. La reacción se realiza en una probeta graduada bastante alta ya que el producto formado sale verticalmente hacia arriba y de forma rápida. Por eso y por su textura se llama “pasta de dientes”. Como el agua oxigenada es un oxidante muy fuerte, hay que protegerse las manos con guantes. Además, como la reacción es muy rápida, es conveniente llevar gafas protectoras.

MATERIAL:

-                     Probeta graduada de 250 ml.

-                     Probeta graduada de 100 ml.

-                     Vidrio de reloj.

-                     Balanza.

-                     Guantes.

-                     Gafas de seguridad.

-                     Protector de plástico (opcional).

-                     Astilla, palillo (opcional).

-                     Matraz erlenmeyer.

-                     Colorante (opcional).

-                     Detergente líquido (a ser posible blanco y de PH =7).

-                     Agua oxigenada (H₂O₂ del 30%).

-                     Yoduro de potasio (KI).

PROCEDIMIENTO:

                1º) Coloca el protector de plástico sobre la mesa para evitar que se mache.

                2º) Puedes pesar en el vidrio de reloj 15 g de yoduro de potasio (KI) y colócalos en el erlenmeyer.

                3º) Añade la mínima cantidad de agua necesaria para disolverlo. Agita hasta que se disuelva del todo.

                4º) Ponte los guantes de goma y mide 40 ml de agua oxigenada del 30% en la probeta de 100 ml y viértelos en la probeta de 250 ml.

                5º) Añade unos 20 ml de detergente líquido y remueve (haciendo remolino) hasta que el agua oxigenada y el detergente se mezclen.

                6º) Si quieres, añade un poco de colorante en algunos puntos de la boca de la probeta para que la pasta de dientes salga rayada.

                7º) Añade la disolución de yoduro de potasio a la probeta y aparta la mano rápidamente. Retírate un poco de la probeta.

                8º) Puedes acercar una astilla encendida a la boca de la probeta y observar lo que ocurre.

Disolución de NaCl +H2O de concentración 30 g/L

            Queremos realizar una disolución de NaCl +H₂O de concentración 30 g/L, para ello cogeremos una balanza y pesaremos 30 gramos de sal común (NaCl). Previamente tendremos que tener preparado un matraz de 1 L de capacidad. Lo llenamos por la mitad de agua y seguidamente introducimos la sal común en el matraz, con un embudo por ejemplo. Rellenamos el matraz hasta su máxima capacidad para tener la disolución de NaCl y H₂O de concentración 30 g/L.

Valoración del HCl con NaOH de concentración 0,1M

Valorar un ácido: Determinar la concentración de un ácido.

1º) Preparar la disolución de NaOH de concentración 0,1M:

Molaridad=Nº de molesV Ldisolución

• N = M · V = 0,1 · 0,250 = 2,5 · 10^-2 Moles

Nº de moles= masa (g)Masa Molecular

• m = M · Mm = 2,5 · 10^-2 · 40 = 1g NaOH puro
  • Mm_NaOh = 23 + 16+ 1 = 40 g/L

• LA SOSA ES DEL 97 % DE PUREZA  1g NaOH· 100 g de lentejas97 g de NaOH=1,03 g de lentejas

• PROCESO: Primero se debe rellenar un matraz hacia la mitad de su capacidad de agua. Seguidamente se echará exactamente 1,03 g de lentejas de sosa, previamente pesadas con un vidrio de reloj y una balanza, en el mismo matraz. Se remueve el matraz describiendo un efecto remolino hasta que se disuelvan por completo las lentejas de sosa caústica. Por último se rellena hasta el máximo de su capacidad el matraz de agua para tener lista la disolución.

2º) Preparar la disolución de HCl de concentración 0,1M:

• M=NV ; N = M· V = 0,1 · 0,250 = 2,5 · 10^-2 Moles
• ^N=mMm ; m = N · Mm = 2,5 · 10^-2 ·36,5 = 0,9125 g de HCl puro
  • Mm_HCl = 1 + 35,5 = 36,5 g/L

• PUREZA  35% ; 0,9125 gramos puros · 100 g HCl comercial35 g HCl puro=2,61 g de HCl comercial
  • Necesitaremos 2,61 g de HCl comercial para realizar la disolución.

• Como un líquido lo medimos por su volumen: d_HCl = 1,18 g/cm³ ; d=mv ;V=md _{; V=0,46 g HCl comercial1.18 g/cm3≈2,2 cm3HCl comercial} se ha de utilizar para la disolución

• PROCESO: Se rellena de agua un matraz hasta la mitad. Con una pipeta cogemos y echamos al matraz 2,2 cm³ de HCl (es muy importante siempre echar los ácidos encima de agua y nunca al revés). Ya por último se rellena por completo de agua el matraz hasta tener lista la disolución de 250 cm³.

• 3º) Realizar la valoración de un ácido a partir de una base de concentracion conocida 0,1M:
• Para comenzar, se vierte en un matraz erlenmeyer 20 cm³ de la disolución de HCl. Para ello utilizaremos una pipeta para enrasar correctamente la medida. Una vez echado los 20 cm³ de HCl se le añadirán 2 o 3 gotas de fenolftaleína (en un ácido la fenolftaleína se muestra transparente, y en una base de color rosáceo-morado) o de anaranjado de metilo (en medio ácido se muestra rojo y en medio base amarillo).
• Por otra parte se prepara el montaje de la bureta junto a la base, la barra y la pinza de bureta. Es aconsejable coger una bureta de 25 cm³, ya que se necesitan 20 cm³ de NaOH para realizar la valoración. Se rellena la bureta con más de 25 cm³ de NaOH, preferiblemente enrasando a 0.
• Se coloca el matraz erlenmeyer debajo de la bureta y se comienza a verter el NaOH sobre el HCl.

• RESULTADO:
• Si ambas disoluciones de NaOH y HCl están correctamente echas, al verter 20 cm³ de NaOH sobre 20 cm³, la fenolftaleína aún no reaccionará pues en medio neutro se mantiene incoloro, pero al verter un gota más de NaOH está cogerá un color rosáceo-morado donde se terminará la valoración.     

VOLCÁN DE DICROMATO AMÓNICO

Con este experimento se comprueba que algunas reacciones químicas consisten simplemente en la descomposición de un reactivo. Es una reacción que desprende mucho calor, saltan chispas y se desprenden gases; hay que fijarse en el cambio de apariencia de los productos respecto a los reactivos.

MATERIAL Y REACTIVOS:

• Dicromato amónico (NH₄)₂ Cr₂ O₇ (10 gramos).
• Un embudo.
• Un vidrio de reloj.
• Un palillo.
• Un poco de etanol.
• Una cápsula de cerámica refractaria.
• Una bandeja grande.
• Pinzas de madera.

SEGURIDAD:

• Gafas de seguridad y guantes. La reacción se debe efectuar en una vitrina extractora de gases.

PROCEDIMIENTO:

Se pone la cápsula sobre la bandeja, en una vitrina extractora (un plástico). Pasamos aproximadamente 10 gramos de dicromato amónico. Se deja caer a través del embudo en el fondo de la cápsula de porcelana de forma que haya un pequeño montón en forma de cono.

En el vidrio de reloj se moja el palillo con unas gotas de etanol y se clava en el centro del cono de dicromato.

Cuando comienza la ignición (encendiendo la cerilla), se ve que en el centro del cono de dicromato empiezan a saltar chispas y se pone incandescente al tiempo que el compuesto naranja se transforma en otro verde oscuro.

EXPLICACIÓN:

El dicromato amónico se descompone desprendiendo mucho calor, tanto que alqunos trozos se ponen incandescentes. Sin embargo, el dicromato amónico NO ARDE, esto es que no reacciona con el oxígeno del aire. La reacción que se produce es la siguiente:

(NH₄)₂ Cr₂O_{7 } Cr₂ O₃ + N₂ + 4H₂O

Esta reacción no necesita oxígeno del aire. En ella se produce, entre otras cosas, un gas (nitrógeno, N_2), y al hacerlo, algunas partículas salen “volando” mientras reaccionan, igual que vuela un globo si se desata la boquilla. El agua que se forma también lo hace como gas (se forma vapor de agua) y se condensa fácilmente cuando está en contacto con una superficie fría como el vidrio de reloj. El residuo verde que quede tras la reacción es el Cr₂ O₃, Oxido de cromo III.

MASA DE UN GRANO DE ARROZ

• OBJETOS UTILIZADOS: Balanza electrónica y vidrio de reloj.

20 granos = 0,53 g  1 grano = 0,0265g

40 granos = 1,08 g  1 grano = 0,027g

60 granos = 1,63 g  1 grano = 0,027g Media de un grano de arroz: 0,0268 g

80 granos = 2,14 g  1 grano = 0,02675g

100 granos = 2,69 g  1 grano = 0,0269g

Nº de granos en un gramo = 37,31 granos

Nº de granos en un kilogramo = 37.313,4 granos