UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTBAL DE HUAMANGAFACULTAD DE INGENIERA QUMICA Y METALURGIADepartamento Acadmico de Ingeniera QumicaESCUELA DE FORMACIN PROFESIONAL DE INGENIERA QUMICA

PRCTICA N 07REACCIONES Y ECUACIONES QUMICASPROFESOR DE TEORIA :Ing. Mauro Vargas CamarenaPROFESOR DE PRCTICA :Ing. Robert Alvares Rivera ALUMNO : PILLACA GUILLEN, YomarSALVADOR CABEZAS, Rosa NatalyDIA DE PRCTICAS: lunes HORA: 10 a.m. - 1 p.m. MESA: 2FECHA DE EJECUCIN: 13-06 FECHA DE ENTREGA: 19-06

AYACUCHO PER2015

INDICE

I.OBJETIVOS3II.REVISIN BIBLIOGRFICA3III.MATERIALES, EQUIPOS E INSTRUMENTOS DE LABORATORIO Y REACTIVOS UTILIZADOS6IV.PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL7V.OBSERVACIONES, DATOS, RESULTADOS EXPERIMENTALES, ECUACIONES QUIMICA, CLCULOS / GRFICAS SEGN LOS CASOS9VI.CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES15VII.CUESTIONARIO15VIII.BIBLIOGRAFA CONSULTADA18

REACCIONES Y ECUACIONES QUMICASOBJETIVOS Identificar y diferenciar los cambios que se producen en las interacciones de las sustancias. Diferenciar los tipos de reacciones de reacciones qumicas. Formular y balancear las ecuaciones de las reacciones qumicas estudiadas, tanto en forma inica como molecular.

REVISIN BIBLIOGRFICA

REACCION QUIMICA: Se llama reaccin qumica a cualquier transformacin en la estructura molecular de una sustancia. Se trata tambin de un fenmeno qumico y la causa es de un agente energtico.Se denomina reaccin qumica al proceso por lo cual dos o ms sustancias puras actan entre s con la desaparicin parcial o total de ellas y la formacin de sustancias nuevas. Las sustancias originales se llaman reactivos o reaccionantes y las sustancias que se forman se llaman productos.

EXPRESION DE LAS REACCIONES EN FORMA DE ECUACIONES: Las reacciones qumicas se representan mediante igualdades matemticas que se denominan ecuaciones qumicas. La funcin de una ecuacin qumica, cualitativa y cuantitativamente, de un modo correcta y breve.Las caractersticas de una ecuacin qumica son las siguientes:

1. Son representaciones abreviadas de una naturaleza y cantidad de reactivos en los productos de un proceso qumicos.2. Son expresiones simblicas donde todos los elementos que aparecen en el primer miembro deber figurar en el segundo, con el mismo nmero de tomos, formando compuestos diferentes o quedando al estado libre.3. Son relaciones estequiometricas que representan a la ley de la conservacin de la masa (Lavoisier).IDENTIFICACION DE UNA REACCION QUIMICA: 1. Por observacin de los cambios que se producen en: cambio de color, desprendimiento de un gas, formacin de un precipitado.2. Si la reaccin se produce con liberacin o absorcin de energa calorfica.

TIPOS DE REACCIONES QUIMICAS:El nmero de reacciones qumicas que ocurren en la naturaleza, el organismo vivo y en el laboratorio, puede ser de decenas de millones.Con el desarrollo de la informtica y los programas de computacin, se podr muy pronto hacer una prognosis exacta. No obstante, el estudio de las reacciones qumicas se simplifica mucho tratndolas en uno de los tres tipos siguientes:REACCIONES DE COMBINACION: Ocurren cuando dos o ms elementos, iones o compuestos, que constituyen los reactivos, forman una nica y nueva sustancia, segn el modelo siguiente.A+B----AB(1)Por ejemplo:C(s)+O2 (g)----CO2(g) combustin del carbn con exceso de oxigeno2Mg+O2 (g)---2MgO (s)REACCIONES DE DESCOMPOSICION: Ocurren cuando una determinada sustancia (AB) sufre una reaccin de fraccionamiento, debido a algn agente energtico, de modo que se descompone en dos o ms sustancias nuevas segn el modelo:AB----A +B (2)De donde A y B pueden ser tomos, iones o molculas de compuestos, ejemplos.2H2O2 (aq)----2H2O(1)+O2 (g)Corriente

2H2O (l)--------2H2(g)+O2 (g)Elctrica

REACCIONES DE SUSTITUCION, METATESIS O DESPLAZAMIENTO:Constituyen reacciones d desplazamiento, en las cuales un tomo de un de un compuesto son sustitutos por otro tomo o ion.Reacciones de sustitucin simple.- Un elemento reacciona con un compuesto de tal modo que el primero reemplaza a uno de los elementos, segn el ejemplo siguiente:A+BC------AC+B (3)Donde A y B son tomos, este subtipo de reaccin involucra metales con iones metlicos, segn el ejemplo siguiente:Zn (s)+CuSO4 (aq)-------ZnSO4 (aq)+Cu(s)ElementoCompuesto compuestoElem. MetlicoInicoinicoMetal

[Cu2+ SO4 2- ][Zn2+ SO4 2-]Reacciones de desplazamiento doble.- Dos sustancias compuestas reaccionan entre s para dar otros compuestos nuevos segn el modelo:AB+CD----AD+BC (4)La gran mayora que trata este subtipo de sustitucin o mettesis son casos de compuestos inicos, en muchos de los cuales uno de los productos formados lo constituye un precipitado, es decir un slido insoluble que se separa de la solucin, por ejemplo:NaCl (aq)+AgNO3 (aq)-----NaNO3 (aq)+AgCl (s)Na+, Cl- ,Ag+,NO3 -Reacciones de neutralizacin.- Es una reaccin ente un cido y una base. El cido es una sustancia que cuando se disuelve en el agua produce uno o varios iones de hidrogeno (H+).A dems de su sabor agrio, las soluciones acidas enrojecern el papel azul de tornasol y mantiene incolora las gotas que se vierten en ellas de la solucin alcohlica de fenolftalena. Los grficos que tratamos de comn en el laboratorio son cidos fuertes.HCl,HNO3,H2SO4Las reacciones de neutralizacin originan siempre dos productos: uno es el agua y el otro es la sal que es un compuesto inico constituido con un catin distinto al H+ y un anin diferente del OH-.Ejemplo:HCl (aq)+NaOH (aq)---NaCl (aq)+H2O (l)HNO3 (aq)+KOH (aq)------ KNO3 (aq)+H2O (l)

MATERIALES, EQUIPOS E INSTRUMENTOS DE LABORATORIO Y REACTIVOS UTILIZADOS

a) Materiales: Gradilla para tubos de prueba Mechero de bunsen Papel toalla Piseta Pinza para crisol Pinza para tubo de ensayo Probeta graduada de 50ml Tubos de ensayo(3) Vaso de precipitado de 250 ml Varilla de vidrio (2)

b) Reactivos utilizados: AgNO3 0,1M Azul de bromotimol (indicador) CuSO4 0,1M CuSO4.5 H2O slido Etanol liquido Fenolftalena (indicador) H2O2 de 10 volmenes H2SO4 0,1M H2SO4 concentrado HCl 0,1M HCl concentrado HNO3 0,1M KCl 0,1M KI0,1M KOH 0,1M Mg, Fe, Zn metlicos KI yoduro de potasio NaHCO3 solido NaOH 0,1M NH4OH concentrado (CH3COO)2Pb 0,1M

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTALREACCIONES DE COMBINACINa) Ensayo 1: PREPARACIN DE UN XIDO

Con una pinza para crisol coja un trozo de magnesio metlico (Mg) y lleve a la forma del mechero de bunsen hasta combustin completa.

b) Ensayo 2: PREPARACIN DE UNA SAL

Humedezca una varilla de vidrio con cido clorhdrico concentrado (HCl), luego acercarla a las inmediaciones un frasco que contenga solucin concentrada de amoniaco (NH3).REACCIONES DE DESCOMPOSICINc) Ensayo 3: DESCOMPOSICIN DEL NaHCO3

En un tubo de prueba limpio y seco, coloque aproximadamente 0,1 gramos de bicarbonato de sodio (NaHCO3) y someterlo a calentamiento en la llama del mechero de Bunsen empleando una pinza para tubos de ensayo.

d) Ensayo 4: DESCOMPOSICIN del H2O2

En un tubo de prueba limpio y seco, coloque aproximadamente 1,0 mL de solucin de perxido de hidrogeno (H2O2), adicione partculas de dixido de magnesio (MnO2) y si es posible someterlo a ligero calentamiento en la flama de mechero de bunsen empleando una pinza para tubos de ensayo.

e) Ensayo 5: DESCOMPOSICIN DEL CUSO4. 5H2O

En una cpsula de porcelana o crisol de porcelana limpia y seca, coloque aproximadamente 0,5 g de cristales sulfato cprico pentahidratado (CuSO4. 5H2O) y someterlo a calentamiento en la flama del mechero de bunsen empleando una pinza.

REACCIONES DE SUSTITUCIN SIMPLEf) Ensayo 6: DESPLAZAMIENTO ION H+ DE UN CIDO POR UN METAL En un tubo de prueba limpio 2,0 mL de solucin de cido sulfrico (H2SO4 0,1M) y aada trozos de zinc (Zn).

g) Ensayo 7: DESPLAZAMIENTO ION H+ DE UN CIDO POR UN METAL

En un tubo de prueba limpio coloque aproximadamente 2,0 mL de solucin de sulfato cprico (CuSO4 0,1M) y aada trozos de hierro (Fe). Observe la formacin de partculas de cobre metlico (Cu). En un tubo de prueba limpio coloque aproximadamente 2,0 mL de solucin de sulfato cprico (CuSO4 0,1M) y aada trozos de zinc (Zn). Observe la formacin de partculas de cobre metlico (Cu).REACCIONES DE SUSTITUCIN DOBLEh) Ensayo 8: DESPLAZAMIENTO SIMULTNEO DE IONES EN SOLUCIN ACUOSA

En un tubo de prueba limpio coloque aproximadamente 1,0 mL de solucin de nitrato de plomo (II) (Pb(NO3)2 0,1M) y aada 1 mL de solucin de yoduro de potasio (KI 0,1M). Observe la formacin de un precipitado. Someta a calentamiento suave el precipitado obtenido hasta disolucin, luego enfriarlo sobre agua y observe la formacin de cristales brillantes de yoduro de potasio (PbI2). En tres tubos de ensayo diferentes agregue aproximadamente 1 mL de solucin de nitrato de plata (AgNO3) 0,1 M). Al primer tubo adicione gotas de solucin de cloruro de potasio (KCl 0,1M). al segundo tubo adicione gotas de solucin de bromuro de potasio (KBr 0,1 M) y al tercer tubo agregue gotas de solucin de yoduro de potasio (KI 0,1 M). observe la formacin de precipitado en cada caso.

OBSERVACIONES, DATOS, RESULTADOS EXPERIMENTALES, ECUACIONES QUIMICA, CLCULOS / GRFICAS SEGN LOS CASOS

Ensayo1: Preparacin de un xido

2Mg(s)+O2 2MgO2 (g)Color: metlicoincoloronegroTipo de reaccin: Adicin.Observaciones: Al calentar el metal en el mechero de Bunsen observamos una chispa de luz, esto se debe a su oxidacin. Segn la forma de intercambio de energa es una reaccin ENDOTRMICA.

Ensayo2: Preparacin de una sal

1. Para formar:cido Clorhdrico (HCl (conc.)) Cloruro de Hidrgeno disuelto en H2O.Amonaco (NH3) hidrxido de amonaco(NH4.OH) saturado en agua.2. Frmula Qumica:NH3 (g) + HCl (g) NH4Cl (s)Color: incoloroincoloroincoloroTipo de reaccion: Adicion Al juntar la varilla de vidrio humedecida con cido clorhdrico (HCl) y la varilla humedecida con el amoniaco (NH3), observamos inmediatamente la formacin de nubosidad de Cloruro de Amonio (NH4Cl).

Ensayo3: Descomposicin del NaHCO3 2NaHCO3 (S) 2CO2(s) + Na2O (g) + H2O (l)Color:BlancoincolorogrisincoloroTipo de reaccin: Adicin

Al calentar el bicarbonato de sodio observamos el desprendimiento de CO2 (en mnima cantidad) Segn la forma de intercambio de energa es una reaccin ENDOTRMICA.

Ensayo4: Descomposicin del H2O2H2O2 Perxido De Hidrgeno o Agua Oxigenada.H2O2----------- O2 (g) +2 H2O (l) MnO2Color: incoloroincoloroincoloroTipo de reaccin: De descomposicin El MnO2 no participa en la reaccin. Es un catalizador. Notamos desprendimiento de gases (O2).

Ensayo5: Descomposicin del CuSO4. 5H2O

120 CCuSO4. 5H2O ------ CuSO4 (s) + 5H2O (g)Color: azulBlanco cenizoincoloroTipo de reaccin: De descomposicin Perdi molculas de agua en el medio. Aadiendo el xido de magnesio (MnO2). Parecido al polvo de color negro. Observamos desprendimiento de gases, como el O2. Segn la forma de intercambio de energa es una reaccin ENDOTRMICA.Ensayo6: Desplazamiento ion H+ de un cido por un metal

Zn Plateado forma de lenteja 2mL Zn (s) + H2SO4 (ac) ZnSO4 +H2(g) Color:metalicoincoloroblancoincoloroTipo de reaccin: De desplazamiento

Observamos liberacin de gases (H2).

Ensayo7: Desplazamiento del in Cu++ por un metalCuSO4 sulfato cprico (celeste) Fe Frmula Qumica: CuSO4 (ac) + Fe (s) Cu (s) +FeSO4Color: jadegrisrojoincoloro 2mL Tipo de reaccin: De desplazamiento

Al aadir trozos de hierro observamos la formacin de partculas (rojizas) de cobre Desprendimiento de gas Al calentarlo usando el mechero de Bunsen cambi a un color amarillo.

Zn Frmula Qumica: 2mL CuSO4 (ac) + Zn (s) Cu (s) + ZnSO4Color:jademetalicorojoblanco Al aadir de Zinc se produce la formacin de cobre. Observamos tambin desprendimiento de gases Al calentarlo usando el mechero de Bunsen cambi a un color transparente. CuSO4 sulfato cprico

Ensayo8: Desplazamiento simultneo de iones en solucin acuosa

(CH3COO)2Pb (ac.) + 2KI(ac.) PbI2 (s) + 2KCH3COO Incoloro incoloro AmarilloBlancoAcetato de plomo yoduro de potasio yoduro de plomoacetato de potasio

Los iones no tuvieron tiempo de ordenarse, por eso el color amarillo Forma de precipitado (PbI2 (s) + 2 KCH3COO)

PbI2 (s) + calor Pb2+ 2I amarillo brilloso

Obtuvimos la desaparicin del de precipitado Al enfriarlo obtuvimos la cristalizacin (brillo), esto se debe a que s tuvieron tiempo de ordenarse los iones.

El Pb cuando se calienta se disuelve y al volver a enfriarlo forma cristales brillantes. Por qu brilla? Es un fenmeno por el ordenamiento de los iones para formar una fase.

KCl (cloruro de potasio) KBr(Bromuro de potasio) KI (Yoduro de potasio)

AgNO3 (Nitruro de Plata)/color: blanco

AgNO3 + KCl (ac) AgCl (s) + KNO3 (l) Al mezclar con el cloruro de potasio cambia de color blanco a lila en baja intensidad Desprende gas en cantidad mnima Forma de precipitadoAgNO3 + KBr (ac) AgBr (s) + KNO3 (l) Forma un precipitado Color cremosoAgNO3 + KI (ac) AgI (s) + KNO3 (l) Forma de precipitado Color Amarillo

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

En el ensayo 8 los colores tienen diferentes aspectos Ag es inestable a la luz y se transforma. En el ensayo 10 el in hidrgeno se separa del SO4 por el agua. El rompimiento de enlaces provoca un cambio de temperatura. Pudimos reconocer uno de los criterios de clasificacin de las reacciones qumicas, segn la forma de intercambio de energa y segn la naturaleza de los reactantes. Todas las ecuaciones de las reacciones qumicas fueron formuladas y balanceadas. CUESTIONARIO

7.1 Cul es la diferencia entre una reaccin qumica y una ecuacin qumica?Reaccin qumica: Es todo cambio o transformacin a nivel atmico o molecular por accin entre las sustancias o de un agente energtico para producir otras sustancias diferentes a los iniciales (reactantes o reactivos)Una reaccin qumica se representa por una ecuacin qumica.Una ecuacin qumica es una igualdad entre el nmero de tomos de los reactantes y productos. Ecuacin qumica = #tomos reactantes = #tomos productosUna ecuacin qumica puede representarse en forma molecular o inica.

7.2 Por qu se debe hacer el balanceo de una ecuacin qumica? Qu ley se obedece con este procedimiento?Para tener una nocin de cuantitativa exacta de tomos en la reaccin qumica.Balancear una ecuacin qumica significa igualar el nmero de tomos en ambos miembros de una ecuacin, en base a la ley de la conservacin de la materia (Lavoisier)

7.3 A travs de dos ejemplos establezca las diferencias entre una ecuacin qumica molecular y una ecuacin qumica inica. Precise la utilidad de cada uno de ellos.

Ecuaciones molecularesEcuaciones inicas

Preparativa; clculos estequiometricasEn general, en solucin, iones

Entre compuestos molecularesFormacin de compuestos poco solubles.

A temperaturas elevadasHidrlisis, disociaciones.

Oxidacin o combustin de metales en la atmsfera.Neutralizaciones

En general, no iones, en gases y molculasFormacin de complejos

Ecuaciones molecularesPb(NO3)2(ac) + 2 KI(ac) PbI2(s) + 2 KNO3(ac)Par inico par inico par inico par inico

Ecuaciones inicasPb++(ac) + 2NO3-(ac) + 2K+(ac) + 2I-(ac) PbI2(s) + 2K+(ac)

7.4 Escoger tres fenmenos qumicos de la vida ordinaria y formular las respectivas ecuaciones qumicas balanceadas que lo representan.Enqumica, se le llama fenmenoqumicoa cualquier tipo defenmeno natural que implique la qumica, por ejemplo uncambio molecular. Son aquellos sucesos que se pueden observar y tambin medir en los que las sustancias que intervienenmodifican su composicin qumicaluego de combinarse unas con otras. Se caracterizan por el hecho de que al ocurrir ya no vuelven a su estado original: son irreversibles.Tampoco hay conservacin de la sustancia,la materia se transformay se manifiesta la energa en un cambio que no se puede apreciar a simple vista. Son aquellos que ocurren con la transformacin de la materia yla sustancia original no se conserva.

Combustin del oxgeno con el gas propano: C3H8+5O2 3CO2+4H2O

Combustin del papel:Celulosa + O2 CO2 + agua

Encender un fsforo:P4(s) + 3O2(s) = P4O6(s)P4(s) + 5O2(s) = P4O10(s)

7.5 Escriba las ecuaciones qumicas del proceso de produccin industrial para el cido sulfrico.

Procesos de obtencinLas tres materias primas empleadas por las industrias son: azufre, aire y agua. La fabricacin de cido sulfrico es barata, ya que el calor que se desaprovecha en una etapa del proceso puede utilizarse en la etapa siguiente. Las principales empresas productoras de cido sulfrico en Chile son: CODELCO, ENAMI y La Disputada. Cabe destacar, que stas producen paralelamente cobre.

Combustin del azufre:Para generar dixido de azufre (SO2) S(s) + O2 (g) SO2 (g)Azufre Oxgeno Anhdrido SulfurosoSegunda etapa; Proceso de contacto:Para formar trixido de azufre (SO3)2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g)Anhdrido Oxgeno Anhdrido sulfuroso sulfricoTercera etapa:Para formar una solucin que contiene 98 a 99% de cido Sulfrico.SO3 (g) + H2O (l) H2SO4 (ac)Anhdrido Agua cido sulfrico

BIBLIOGRAFA CONSULTADA http://www.ciq.uchile.cl/2006/1otono/QG1-B-SZ-GZ/clases/5redox-1.pdf http://www.ojocientifico.com/2010/09/16/10-ejemplos-de-fenomenos-quimicos Raymond Chang. Qumica.Undcima edicin. Mxico: Mc Graw Hill. Educacin. Enero del 2013.