LABORATORIO


     


Efecto del catalizador en una reacción química:
    Un catalizador es una sustancia que aumenta la velocidad de una reacción química. Vamos a ver un ejemplo con la descomposición del agua oxigenada.


Material:
Probeta de 100ml
Un poco de detergente líquido.
Cucharilla
Balanza
 Reactivos:
 Agua oxigenada al 30%
0,6g de yoduro de potasio (catalizador)
  Procedimiento y observación:
 -   En la probeta añadimos 20 ml de agua oxigenada.
El agua oxigenada se descompone a temperatura ambiente en oxígeno y agua.
(Es una reacción que depende de la temperatura, por ello es recomendable guardar el agua oxigenada en la nevera o refrigerada, de lo contrario podemos encontrarnos que tan solo tenemos agua).
Esta reacción es muy lenta. Si observamos la probeta veremos que apenas ocurre nada.
 - Para ver el desarrollo de las burbujas de oxigeno añadiremos un poco de detergente. Tampoco observaremos nada.
 - Añadiremos un catalizador, en este caso yoduro de potasio, aunque también va bien oxido de manganeso o incluso nuestra sangre.
 Se observa una evolución muy importante de la reacción.


Experimentos con la presión atmosférica:
Experimento 1: Huevo y botella
Vamos a provocar que un huevo se introduzca en una botella cuya boca es de menor tamaño que el diámetro menor del huevo.
Material:Un matraz erlenmeyer, alcohol, cerillas y un huevo cocido pelado.
  ¡El huevo se introduce en el recipiente!
         La combustión del alcohol provoca la emisión de gases calientes. A medida que baja la temperatura de éstos al entrar en contacto con el vidrio, desciende su presión. Al hacerse ésta inferior a la atmosférica exterior, el huevo se introduce hacia el interior a causa de la diferencia de presión.
Experimento 2: Agua boca abajo Material: Vaso de agua, agua  y tapa de una caja de CD.                              Se coloca agua en un vaso dejando aproximadamente un centímetro menos del nivel superior. El agua contenida en el vaso boca abajo no cae:
                     
        La tapa del CD experimenta una fuerza desde abajo debida a la presión atmosférica muy superior a la que experimenta desde arriba, donde sólo la empuja el agua contenida en el vaso cuya fuerza es mucho menor.
Experimento 3: La lata arrugada
Material: Mechero, lata vacía, bol con agua fría, pinzas.       
            Echa agua en la lata y caliéntala con el mechero y con ayuda de las pinzas. Cuando empiece a salir vapor por la boca de la lata sabremos que la hemos calentado suficiente.
Rápidamente se introduce la lata boca abajo en el bol.
  ¡La lata se aplasta aparatosamente en cuanto hace contacto con el agua fría!
Explicación:
            Al calentar la lata, el agua que está dentro se evapora y, ya convertida en gas, ocupa casi toda la lata; expulsando al mismo tiempo vapor y una gran parte del aire que antes estaba ahí.
            Al introducir la lata en el agua, se enfría el vapor que hay dentro, ocupando menos volumen y quedando un espacio vacío. Esto hace que la presión dentro de la lata sea muy pequeña y no pueda detener la del aire que está afuera, arrugándose la lata.
 Experimento 4: Inflar un globo dentro de una botella
Material: Dos botellas de plástico, dos globos y un punzón metálico
Procedimiento: -Con el punzón se hace un agujero pequeño en la parte inferior de una de las botellas, la otra botella se deja tal y como está.
-Introducir un globo en cada una de las botellas y bordear la boca del globo en el pico  de la botella.
-Tratar de inflar en la botella que tiene el agujero y en la botella que no lo tiene, observar lo que sucede.
 Explicación:
            Cuando se coloca el globo en la botella sin orificio, el aire queda atrapado, por lo que el globo no puede ser inflado. El orificio practicado en la otra botella permite que el aire se desplace y salga por él en el momento que está siendo inflado, de esta manera sí puede inflarse.
          Fabricación de un indicador casero:
         Los indicadores son colorantes orgánicos, que cambian de color según estén en presencia de una sustancia ácida o básica.
      La lombarda, parecida a la col y de color violeta, contiene en sus hojas un indicador que pertenece a un tipo de sustancias orgánicas denominadas antocianinas.
      Extracción del indicador con alcohol:
Se machaca con un mortero las hojas de col lombarda finamente troceadas con alcohol etílico. Se filtra el extracto. El líquido filtrado es el indicador, listo para ser utilizado.
Hemos añadido unas gotas del indicador fabricado a las siguientes sustancias:
limón, vinagre, aspirina, bicarbonato, lejía, amoniaco y sosa caústica.
El resultado está en el siguiente video:
¿Qué forma tienen los líquidos?
En ausencia de gravedad, la forma que adquieren los líquidos es esférica, ya que así se minimiza la tensión superficial.
En el espacio, los líquidos tienen una forma esférica, ya que la atracción de la Tierra o de otro astro es despreciable. Pero también podemos observar este fenómeno en la Tierra, utilizando para ello tres líquidos de diferentes densidades: agua, aceite y alcohcol.

Al mezclar tres líquidos de diferentes densidades, cada uno de ellos tiende a situarse según su densidad, depositándose en el fondo el de mayor y en la superficie el de menor. En nuestro caso, el aceite flota en el agua, pero se hunde en el alcohol.
Su forma se debe a que cuando un líquido se encuentra en el seno de otro líquido de la misma densidad, o entre dos de diferentes densidades, por el principio de Arquímedes, "pierde” su peso, quedándose como si no pesara nada, es decir, como si la gravedad no influyera sobre él, adoptando así su forma natural esférica.
El aceite se encuentras en el seno de una mezcla de agua y alcohol que iguala su densidad. 

Gotas de aceite en el seno de una mezcla de agua y alcohol

Reacción química con permanganato de potasio
Material y reactivos:
Vaso de precipitado
Matraz de 200 ml
Varilla agitadora
Cucharilla
Agua destilada
Permanganato de potasio (KMnO4)
Hidróxido de sodio (NaOH) (para dar carácter básico)
Azúcar (C12O11H22) Se mezclan una disolución de permanganato de potasio con otra de azúcar en medio básico:
El cambio de color nos indica que se ha producido una reacción química.
El manganeso se va reduciendo, pasando por diferentes estados de oxidación y provocando distintos colores en la disolución.
Separación por destilación simple
La destilación es un proceso que consiste separar los distintos componentes de una mezcla mediante el calor. Para ello se calienta esa sustancia, normalmente en estado líquido, para que sus componentes más volátiles pasen a estado gaseoso y a continuación volver esos componentes al estado líquido mediante condensación por enfriamiento. El montaje es el siguiente:
 En el siguiente video se observa el proceso y cómo gotea el alcohol puro extraído:
Y la prueba de que ese líquido incoloro es alcohol:
La densidad del hielo
Material:
Una probeta de 500 mL
• 250 mL de gua
• Unos cubitos de hielo. Pueden prepararse añadiéndoles un poco de colorante alimenticio o de tinte azul para que el efecto se vea mejor
• 250 mL de aceite vegetal Procedimiento: Echar el agua y el aceite en la probeta. Esperar que se separen bien las dos fases. Añadir el cubito de hielo. Mientras se derrite, el agua que se forma crea gotitas pegadas al cubito. Al final éstas se separan del cubito y se hunden, juntándose con el agua de la capa de abajo. Esto ilustra la anormalmente elevada densidad del agua comparada con la del hielo.



Líquido sólido. Fluido  no newtoniano
La aplicación de una fuerza hace que el fluido se comporte de forma más parecida a un sólido que a un líquido. Si se deja en reposo recupera su comportamiento como líquido.
 Material:
 Maizena, agua y un bol
 Procedimiento:
     Añadimos almidón de maíz (Maizena) en un bol de agua. Se añade el almidón en pequeñas proporciones y se revuelve lentamente intentando que no se formen grumos. Cuando la suspensión se acerca a la concentración crítica es cuando las propiedades de este fluido no newtoniano se hacen evidentes.
    Es posible revolver lentamente, pero en cuanto aumentamos la velocidad de agitación, la resistencia al movimiento crece notablemente. Con un movimiento lento no será dificultoso hundir la mano hasta el fondo, pero si intentamos un movimiento brusco, se encontrará nuevamente una gran resistencia.
Formación de  lluvia de oro (reacción química con cambio de color)
Si ponemos en contacto el yoduro de potasio, KI, y el nitrato de plomo (II), Pb(NO3)2 , se transforman en nitrato de potasio, KNO3, y yoduro de plomo (II), Pbl2,  este último es un sólido de color amarillo insoluble en agua.
  •  Calentamos con cuidado el tubo de ensayo con la llama del mechero; el aspecto que va tomando es casi transparente: como casi todos los sólidos, el yoduro de plomo (II) se disuelve mejor en agua caliente que en agua fría.
  • Se introduce el tubo en un vaso con agua fría. En pocos minutos se verán unas pequeñas escamas doradas moviéndose en el agua. Es el yoduro de plomo (II) de nuevo. ¡Parecen de oro!
Reacción química con desprendimiento de gas Reactivos: Vinagre (ácido acético)  y Bicarbonato
Mezclamos ambos reactivos y se produce la reacción química:
El gas generado (dióxido de carbono) infla el globo. Cálculo de la densidad de cuerpos sólidos Debemos recordar que podemos distinguir dos grupos de propiedades en la materia:
            Las propiedades generales. Son las características que tienen en común todos los cuerpos, simplemente por estar hechos de materia. Por ejemplo: la masa y el volumen.

            Las propiedades específicas. Son aquellas que nos permiten diferenciar los distintos tipos de materia. Entre éstas podemos mencionar la dureza, la transparencia, el brillo, la densidad, la conductividad eléctrica.....
Para calulcar la densidad hemos medido la masa con una balanza y el volumen con una probeta.
 Calculamos la densidad dividiendo la masa entre el volumen.
Sublimación de yodo
    El yodo es un elemento que sublima muy fácilmente, es decir, pasa del estado sólido al gaseoso con facilidad, sin pasar por el líquido.
El vapor del yodo es de un espectacular color violeta.
En el siguiente video verás dicho proceso:
    El vapor del yodo, al entrar en contacto con el vidrio de reloj frío que tapa el vaso de precipitado, se trasforma de nuevo en sólido, esto es la sublimación regresiva. Se forman cristalitos de yodo.
Separación de mezclas
Objetivos:
      Separación de los componentes de una mezcla dada aplicando los diferentes métodos.       Distinguir mezcla homogénea y mezcla heterogénea.
Material:                                 
• Mezclas a separar: a.- Arena, limaduras de hierro y sulfato de cobre.                  
b.- Agua y aceite
• Soporte con aro
• Embudo y papel de filtro                                 
• Cristalizador
• Vaso de precipitado y varilla agitadora.
• Frasco lavador                                  
• Imán
• Embudo de decantación

a)LIMADURAS DE HIERRO, ARENA Y SULFATO DE COBRE
Componentes que vamos a mezclar
Mezcla HETEROGÉNEA
Extraemos las limaduras de hierro con un IMÁN



Añadimos agua y filtramos.
En el filtro queda retenida la arena y cae al vaso el agua con el sulfato de cobre disuelto, que pasamos a un cristalizador...... y a esperar que el agua se evapore.

b) AGUA Y ACEITE
Los líquidos inmiscibles se separan con el embudo de decantación:

El Método Científico: Ley de Hooke
Práctica:
      En 1660 Robert Hooke formuló la ley que lleva su nombre y que describe cómo un cuerpo elástico se estira de forma proporcional a la fuerza que se ejerce sobre él, es decir, el alargamiento es proporcional a la masa colgada Material:        
                                     
Un soporte y dos pinzas
• Un muelle y un portapesas
• Tres masas de  70g, 80g, 90g y 100g
• Una regla graduada en mm
Montaje:
CON PESAS
Procedimiento:
Se coloca el cero de la regla en la parte final del muelle, antes de colgar las masas.
Después colgamos diferentes masas y anotamos los resultados en una tabla:
MEDIDAS
Masa en gramos
0
30
50
70
80
90
100
Longitud resorte
Alargamiento en cm
0
     Apreciamos que el muelle ha sufrido una prolongación debido a la fuerza gravitatoria que atrae al resorte y a la masa sujeta al extremo de éste.

Representación gráfica:

     Para poder acabar el estudio y averiguar si se cumple o no la Ley de Hooke, deberemos representar la variación de la longitud en función de la fuerza producida por la masa colgada. Si al representar los datos aparece una recta entonces podremos decir que hay una relación de proporcionalidad directa entre el alargamiento y la masa colgada.
     En el eje vertical (y) tendremos el valor del alargamiento del resorte y en el eje horizontal (x) tendremos el valor de la masa.
Conclusión:  
      El alargamiento del muelle es directamente proporcional a la masa colgada. Los puntos no se alinean perfectamente debido a los errores sistemáticos y aleatorios de la medida, pero podemos obtener la recta que más se aproxima.
    
Se han mezclado dos disoluciones, cloruro de sodio y sulfato de cobre:
Y el resultado: 
Hemos obtenido cristales de sulfato de cobre
DESPUÉS
ANTES


 

 

  

 

septiembre 2012 

Durante este curso vamos a realizar prácticas de FÍSICA Y QUÍMICA

Aquí tienes unos vídeos de algunas de las prácticas que haremos:

 Líquido que cambia de color al agitarlo
   

Formación de un precipitado amarillo

                                           Reacción química con desprendimiento de gas