Pràctiques de Laboratori
1.- INFLUÈNCIA DEL DISSOLVENT EN EL GRAU DE CONDUCTIVITAT D'UN ELECTRÒLIT 

MATERIAL I REACTIUS

Conductímetre

Vas de precipitats 50 ml

Embut de decantació

Matràs de destil·lació

Suport, nous, pinces.

Tubs de goma i de vidre

Toluè

Etanol

Aigua destil·lada

NaCl

H2SO4 concentrat

CuBr2

REALITZACIÓ DE LA PRÀCTICA

•  Dissoldre una petita quantitat de CuBr2 en un vas de precipitats de 50 ml amb 30 ml d'etanol, mesurar la conductivitat. Repetir la mesura anterior utilitzant com a dissolvent aigua destil·lada. Anotar els resultats i treure les conclusions d'acord amb les observacions realitzades.

•  Bombollejar HCl gas en 10 ml de toluè fins obtenir una solució saturada, mesurar la conductivitat de la dissolució. Així mateix, mesurar la conductivitat d'una solució aquosa de HCl. Anotar els resultats i treure les conclusions d'acord amb les observacions realitzades.

NOTES:

•  Per obtenir HCl gas es fa afegint H2SO4, des d'un embut de decantació, al clorur de sodi, sòlid, que es troba dintre d'un matràs de destil·lació.

•  Quan es mesura la conductivitat de l'àcid clorhídric, es millor utilitzar elèctrodes de carboni, ja que alguns metalls reaccionen amb àcid clorhídric.

2.- PROPIETAT ANFOTÈRICA DE L'ALUMINI I DEL ZINC

MATERIAL I REACTIUS

Tubs d'assaig

Espàtules

Llimadures d'alumini

Llimadures de zinc

HCl diluït

NaOH 40%

NaOH 40%

REALITZACIÓ DE LA PRÀCTICA

•  Alumini: posar les llimadures d'alumini en un tub d'assaig i afegir-hi la quantitat suficient de HCl diluït per cobrir l'alumini. La reacció tarda una estona en començar, però desprès d'uns minuts, comença a produir-se hidrogen gas. Es produeix la següent reacció química:

2 Al + 6 HCl ---- 3 H2 + 2 AlCl3

Repetir del procés anterior utilitzant una solució de NaOH al 40% en lloc de HCl. La reacció que es produeix en aquest cas és la següent:

2 Al + 6 NaOH ---- 3 H2 + 2 Na3AlO3

•  Zinc: La propietat anfotèrica del zinc es comprova de la mateixa manera que en el cas de l'alumini. En la reacció del zinc amb hidròxid de sodi es forma zincat de sodi.

QÜESTIONS:

1.- Completa les equacions químiques que s'han produït en el cas de l'alumini, posant entre parèntesi l'estat de cada substància.

2.- Escriu les equacions químiques en el cas del zinc.

3.- Explica tot el que hi hagis observat.

 

3.- OBTENCIÓ D'INDICADORS NATURALS (A PARTIR DE PLANTES) 

MATERIAL I REACTIUS

Pètals de geranis o roses vermelles, buguenvíl·lees porpres o roses, jacints blaus, raves, col llombarda, etc.

Bunsen

Vas de precipitats

Ganivet

Paper de filtre

Alcohol etílic

HCl diluït

NaOH diluït

REALITZACIÓ DE LA PRÀCTICA

En el cas d'utilitzar raves, es bull la pell amb aigua, fins que s'hagi dissolt la majoria del pigment; a continuació s'evapora pràcticament tot el líquid i una vegada que la solució concentrada s'ha refredat, s'afegeix alcohol etílic. També es pot impregnar aquesta solució en tires de paper de filtre i utilitzar-la de la mateixa manera que moltes vegades s'utilitza l'indicador universal.

Obtenir, de la mateixa manera, indicadors amb diferents plantes i observar el seu color en una solució àcida i en una solució bàsica.

Una forma més ràpida per preparar l'indicador és triturant la pell en un morter i, a continuació afegir-hi una mica d'alcohol.

QÜESTIONS.

1.- Explica el concepte d'indicador.

2.- Per què el color d'un indicador és diferent en medi àcid que en medi bàsic?

3.- Digues quan s'utilitza un indicador àcid-base.

4.- Digues el nom d'alguns indicadors àcid-base que coneguis.

5.- A més de la utilització dels indicadors en les reaccions àcid –base, saps si existeix algun altre tipus de reaccions en les quals també es poden utilitzar indicadors?

6.- Posa en forma de taula els diferents indicadors, indicant el color que adquireixen en medi àcid i en medi bàsic.

 

4.- UTILITZACIÓ DE IODUR DE POTASSI PER ESCRIURE 

Hi ha moltes formes d'obtenir tintes per escriure, però una molt fàcil i molt assequible és utilitzant iodur de potassi.

MATERIAL I REACTIUS

Paper de filtre

Làmina de coure

Pila

Cables de connexió

Fil de coure

KI

Midó

REALITZACIÓ DE LA PRÀCTICA

Cobrir un tros de paper de filtre amb una dissolució de iodur de potassi i midó. Posar el paper de filtre sobre una làmina de coure, unir el pol negatiu de la pila a la làmina de coure i el pol positiu al fil de coure (parcialment aïllat). Moure molt a poc a poc el fil de coure pel paper de filtre i observa el que passa.

QÜESTIONS:

1.- Explicar per què s'ha connectat el fil de coure al pol positiu.

2.- A què es deu la coloració blau que es produeix? Escriu la semiequació anòdica.

3.- Com s'anomena aquest procés? Quina part de la química ho estudia?

4.- Quin és l'ànode i el càtode en aquest procés? I l'electròlit?

5.- Quants electrons estan implicats en la producció d'un mol de iode?

6.- Quina càrrega elèctrica es necessita per obtenir 1 gram de iode?

 

5.- REACCIONS CASOLANES

MATERIAL I REACTIUS

Vas de precipitats de 250 ml

Tubs d'assaig

Tela de cotó

Lleixiu,

CH3COOH diluït

Àcid oxàlic,

Na2S2O3

Sabó,

Vinagre

NH4OH,

NaCl

HCl,

Glicerina

Mercromina

Òxid de ferro (III)

Sulfat de coure

NaHSO3

KMnO4

BaCl2

H2SO4

K2Cr2O7

Hg(NO3)2 o (Hg i HNO3)

FeCl3

I2

KI

5.1) Eliminació de taques

REALITZACIÓ DE LA PRÀCTICA

•  Taques de tinta: posar en la part superior d'un vas de precipitats un tros de tela amb una taca de tinta; cobrir la taca amb àcid acètic diluït i afegir-hi la solució de hipoclorit de sodi (lleixiu). En cas que la taca no desaparegui completamen fregant-la, afegir-hi una solució diluïda d'àcid oxàlic i rentar-la amb sabó.

Nota: Aquesta pràctica només es pot fer en el cas de que la tinta estigui formada per una mescla de sulfat de ferro(II) i un polifenol (els polifenol s'oxiden a quinones i l'hipoclorit es redueix a clorur –aquesta reacció redox es produeix en medi àcid-). Si la tinta és de carboni, es pot eliminar posant una petita quantitat de greix sobre la taca, a continuació es neteja amb tetraclorur de carboni.

•  Taques de iode: Per treure taques de iode es fa de la mateixa manera que en el cas de les taques de tinta, però aquesta vegada s'utilitza una solució de tiosulfat de sodi.

•  Àcids: en teixits de color, es posa amoníac.

•  Àlcalis: En teixits de color es posa vinagre, en els teixits blanc, una solució al 0,5% de HCl.

•  Sang: Es renta amb aigua tèbia. A les taques que ja estan seques primer se les tracta amb amoníac i, a continuació amb una solució d'àcid oxàlic al 2%.

•  Òxid de ferro (III): Es tracta amb una solució d'àcid cítric al 10%, o amb una solució calenta d'àcid oxàlic al 5% a la qual s'ha afegit un 5% de glicerina.

•  Cafè i xocolata: rentar en una solució concentrada de salt.

•  Sulfat de coure: Posar-hi una solució d'àcid acètic al 10% i, a continuació una solució al 20% de clorur de sodi.

•  Fruita: Aplicar-hi una solució d'hidrogensulfit de sodi, lleugerament acidulada amb àcid clorhídric.

•  Mercromina: Aplicar-hi una solució al 2% de permanganat de potassi, seguida d'una solució al 5% d'àcid oxàlic.

5.2) Proves amb llevat químic:

CO2 : Posa 2 g de llevat en un matràs, afegeix 50 cm3 d'aigua al matràs i connecta'l a una proveta graduada plena d'aigua, invertida.

El llevat també conté tartrats (àcid tartàric àcid o hidrogentartrat de potassi), fosfats (fosfat de calci) i alum (sulfat d'alumini i sodi).

Després de que tot el NaHCO3 ha reaccionat (agita 10 g de llevat en 50 cm3 d'aigua fins que no es formi més escuma), filtra el precipitat i fes tres parts.

Alum : Afegeix unes gotes de solució de BaCl2 . La formació d'un precipitat blanc (el qual no es dissol en HCl(aq)) indica la presència de sulfats .

Acidifica una de les tres parts en les quals has dividit en precipitat (amb unes gotes de HNO3) i afegeix unes gotes de molibdat d'amoni al 10%. La formació d'un precipitat groc (pot ser utilitzat com a pigment) indica la presència de fosfats .

Na3PO4 està present en les begudes refrescants, en productes de neteja.

Tartrats: Afegeix varies gotes de H2SO4 (concentrat) i evapora completament la solució sobre una flama. Una olor a sucre cremat indica la presència de tartrats.

5.3) Peròxids: Afegeix unes gotes de HCl (aq) i, a continuació, unes gotes de K2Cr2O7(aq). La formació d'un color blau indica la presència de peròxid. Normalment, aquest color desapareix molt ràpidament, però afegint una mica d'èter i agitant la dissolució, aquest extraurà la substància formada, la qual s'observarà a la part superior de la dissolució.

5.4) La gelatina s'afegeix als gelats, a vegades a la llet, per modificar la seva textura: Mescla 20 cm3 of Hg(NO3)2(aq) al 10% amb 10 cm 3 de gelat fos i 40 cm 3 d'aigua (espera uns minuts i després filtra). La formació d'un col·loide lleugerament blanc, indica la presència de gelatina.

Nota: Si no tens Hg(NO3)2, pots preparar-lo barrejant Hg i HNO3 en parts estequiomètriques i afegint aigua.

5.5) Àcid tànnic en el te: Mescla el te amb una solució de FeCl3, es forma un precipitat marró-negre de tannat de ferro.

5.6) Glucosa en la mel: Fes una dissolució de mel i aigua en la mateixa proporció. Afegeix unes gotes d'una dissolució preparada amb 1 g de I 2 i 3 g de KI en 50 cm3 d'aigua. La presència de glucosa es detecta ja que apareix un color vermell o violeta degut a a l'eritrodextrina (dextrines “vermelles”) les quals moltes vegades es troben en els productes manufacturats artificialment.

5.7) Bor en la pasta de dents, bòrax, H3BO3: En un tub d'assaig, cobreix 1 g de mostra d'alcohol desnaturalitzat. Afegeix varies gotes de H 2 SO 4 (concentrat) (catalitzador). Tapa el tub i escalfa, a ebullició, la mostra. Després d'uns segons, posa a la flama els vapors que s'han format en el tub. Un color verd de la flama indica la presència de bor .

QÜESTIONS

1.- Quin tipus de reacció s'ha produït a l'apartat b).

2.- Escriviu i igualeu, amb el mètode de l'ió-electró, l'equació corresponent a la reacció química produïda a l'apartat b).

Dades: potencials redox: Eo I2 /I - = 0,5355 V i Eo S4O6 2- /S2 O3 2- = 0,08 V.

3.- Com s'anomena la reacció d'un àcid amb una base?

4.- En la neteja de taques, moltes vegades es produeix una reacció redox.

a) Què és una reacció redox?

b) Com ha de ser el potencial de reducció de la partícula que s'oxida respecte a la partícula que es redueix?

5.- Busca informació i explica com actua el sabó o el detergent en el procés de neteja.

6.- L'aigua és una substància polar. Què tenen en comú totes les substàncies que es dissolen en aigua? Com s'anomenen les substàncies que pràcticament no són solubles en aigua?

Nota : aquesta pràctica la he inclòs ja que els alumnes moltes vegades ens pregunten com es treuen les taques.

 

6.- TEST PER DETECTAR LA PRESÈNCIA DE MAGNESI O D'ALUMINI

MATERIAL I REACTIUS

Bunsen

Pinces

Carbó vegetal

Sal de magnesi (o magnesi)

Sal d'alumini

Co(NO3)2(aq)

REALITZACIÓ DE LA PRÀCTICA

En un tros de carbó vegetal es fa un forat per tal d'introduir dintre una sal de magnesi o d'alumini; s'agafa amb unes pinces i s'escalfa fins que es formi òxid de magnesi o d'alumini (l'òxid de magnesi s'obté fàcilment quan es crema un tros de cinta de magnesi). A continuació s'afegeix una gota de la solució de nitrat de cobalt(II) i es torna a escalfar. L'aparició d'un color rosa clar és deguda a la presència de magnesi; però si el color és blau, l'element present és l'alumini.

El MAGNESSI no reacciona amb aigua freda, però si ho fa amb aigua calenta, alliberant hidrogen. És tan actiu que allibera hidrogen quan reacciona amb àcids febles com poden ser el vinagre, llimona. Es dissol en gairebé tots els àcids (excepte en àcid fluorhídric). També es dissol en una solució concentrada d'hidrogencarbonat de sodi.

Si es produeix un foc de magnesi, no utilitzeu mai aigua o CO2 per extingir-ho. Utilitzeu extintors de pols o sorra.

L'ALUMINI desplaça l'hidrogen dels àcids i de les bases, però es molt poc reactiu amb l'aigua. L'aire humit només li ataca lleugerament, ja que la superfície del metall es recobreix d'una pel·lícula d'òxid d'alumini que queda adherida al metall.

En cas d'incendi, fer el mateix que en el cas de l'alumini.

QÜESTIONS:

1.- A què creus que es deguda la diferència de color quan s'afegeix la sal de cobalt (II) a l'òxid de magnesi i a l'òxid d'alumini.

2.- Busca el potencial estàndard de reducció del magnesi i el de l'alumini. Què podries dir respecte a la seva reactivitat?

3.- Busca informació sobre l'obtenció i les aplicacions del magnesi i de l'alumini.

 

7.- OBTENCIÓ DE COL·LOIDES

MATERIAL I REACTIUS

2 vasos de precipitats de 400 ml

Agitadors

Tubs d'assaig

Proveta de 20 ml

Proveta de 1000 ml

Llanterna

Aigua destil·lada

FeCl3(aq)

KI

HgCl2

Gelatina 2%

REALITZACIÓ DE LA PRÀCTICA

•  Col·loide d'hidròxid de ferro(III): en dos vasos de precipitats de 400 ml posar 200 cm3 d'aigua destil·lada. Escalfar l'aigua d'un vas sense que arribi al punt d'ebullició. Posar en dos tubs d'assaig 3 ml de solució concentrada de clorur de ferro(III) i afegir simultàniament les solucions als dos vasos de precipitats. Si s'escalfa vigorosament o s'afegeix el clorur massa ràpid, pot ser que l'hidròxid de ferro precipiti. Si això passa, s'ha de començar de nou.

FeCl3(aq) + H2O (l) ---- Fe(OH)3 + HCl (aq)

calent

QÜESTIONS:

1.- Anota tot el que hi observes.

2.- Com podries definir un col·loide?

El HCl es pot separar per diàlisi : col·loca un paper de cel·lofana (com si fos un globus) enganxat al final d'un embut (pel qual aniràs afegint la mescla) i submergeix aquest "globus" en un recipient que contengui aigua. El clorhídric passarà a l'aigua a través de la membrana de cel·lofana.

QÜESTIÓ:

Explica en què consisteix la diàlisi i busca informació sobre les seves aplicacions en medecina.

Una de les raons per les quals els col·loides romanen en suspensió (desafiant la llei de la gravetat) es deu als moviments moleculars de les petites partícules. Altra raó és que la majoria dels col·loides es repel·leixen entre sí, ja que estan carregats elèctricament (es pot demostrar que condueixen el corrent elèctric). Si les càrregues es neutralitzen, el col·loide precipita. Una manera de fer que un col·loide precipiti és afegir-hi un àcid, una base o una salt en una quantitat suficient que provoqui la descàrrega i, per tant, farà que el col·loide precipiti.

QÜESTIÓ:

Per què creus que si el clorur s'afegeix massa ràpid o l'aigua està molt calenta es forma un precipitat?

•  Col·loide de iodur de mercuri (II) en medi gelatinós: en un vas de precipitats es dissol 1 gram de clorur de mercuri (II) en 100 cm 3 d'aigua i s'afegeixen 100 cm 3 d'una solució de gelatina al 2%. En un altre vas de precipitats es dissol 1 gram de iodur de potassi en 100 cm3 d'aigua i s'afegeixen 100 cm 3 de la solució de gelatina. Es mesclen les dos solucions en una proveta de 1000 ml. Anoteu tot el que hi observeu.

Per diferenciar un col·loide d'una solució es pot utilitzar un focus de llum intensa; s'observarà que quan la llum passi a través del col·loide es distingeix el camí, però no es veu res de diferent en el cas de la solució.

L'efecte Tyndall que produeixen els col·loides es pot aprofitar per fer una simulació de posta de sol. Per fer aquest experiment és millor estar en una habitació a les fosques. Omplir una proveta de 1000 ml amb aigua, 20 ml d'una solució saturada de tiosulfat de sodi i 10 ml de HCl al 10%. Després d'uns minuts es forma el col·loide de sofre. S'enfoca la proveta amb una font de llum intensa i la llum refractada es fa incidir en una pantalla. S'observarà que la llum canvia gradualment del color groc al taronja. Si el canvi de color es massa ràpid, utilitzar una quantitat de tiosulfat més petita.

QÜESTIÓ:

Busca informació sobre el efecte Tyndall i explica a què es deu la coloració de la llum refractada.

 

8.- FORMES ALLOTRÒPIQUES DEL SOFRE  

MATERIAL I REACTIUS

Tubs d'assaig

Cristal·litzador

Embut de vidre

Paper de filtre

Vas de precipitats

Bunsen

S

CS2

HCl

Na2S2O3

REALITZACIÓ DE LA PRÀCTICA

El sofre existeix en dues formes al·lotròpiques: sofre ròmbic i sofre monoclínic.

•  Obtenció de sofre ròmbic : Dissol 0,5 g de sofre en 4 cm3 de disulfur de carboni (en cas necessari, filtreu la dissolució). Posa la solució en un cristal·litzador fins que el disulfur de carboni s'evapori (no escalfeu, el CS2 és inflamable).

•  Obtenció de sofre monoclínic : Escalfa suaument una petita quantitat de sofre en un tub d'assaig sec, fins que el sofre estigui fos i tingui una lleugera coloració àmbar. Posar el fluid en un paper de filtre (dins d'un embut). Quan el líquid comenci a solidificar, vessa l'excés de líquid. Obre el filtre i observa els cristalls formats.

Si es continua escalfant, fins que comenci l'ebullició, i aquest líquid es vessa, lentament, sobre un recipient amb aigua freda s'obté sofre amorf (plàstic).

•  Sofre col·loïdal (llet de sofre): El sofre col·loïdal està format per cristalls ròmbics petits. Afegir unes gotes de HCl a una solució de Na 2 S 2 O 3 . Quan s'afegeix l'àcid al tiosulfat, sembla que no passi res; desprès d'uns segons, comença a formar-se un color blanc que ràpidament es transforma en un precipitat groc de sofre col·loïdal.

QÜESTIONS

1.- Explica en què consisteix el procés de cristal·lització.

2.- Busca informació sobre l'estat en el qual es pot trobar al sofre en la natura, sobre la seva obtenció i sobre les seves aplicacions.

3.- Què paper juguen alguns derivats del sofre en la pluja àcida?

4.- Formula els següents compostos:

Diòxid de sofre

Triòxid de sofre

Àcid sulfúric

Sulfur d'hidrogen

 

9.- ARBRE DE PLOM

MATERIAL I REACTIUS

Vas de precipitats

Vara de vidre

Proveta

((CH3COO)2)Pb

CH3COOH glacial

Parafina

Làmina de zinc

REALITZACIÓ DE LA PRÀCTICA

En un vas de precipitats fes una mescla , agitant per tal d'aconseguir una bona homogeneïtat, amb 5 mL d'una solució saturada d'acetat de plom (II), 6 mL d'acid acètic glacial i 100 mL de parafina.

Deixa reposar la mescla fins que tingui una consistència gelatinosa.

Després d'un dia, posa la làmina de zinc en la superfície de la mescla i cobreix-la amb parafina fosa. Observaràs que comencen a formar-se cristalls de plom en la superfície inferior del zinc.

 

10.- REACCIONS CURIOSES

MATERIAL I REACTIUS

Tubs d'assaig

Gresol

Recipient d'alumini

HgCl2

Hg(NO3)2

Ou

Sorra

Na2CO3

PbO

Na2S2O3

H2O2

KI

H2SO4

CoCl2(aq)

NaHSO4

FeSO4

HNO3

NaHCO3

NaCl

SnCl2

NaOH

NaHSO4

1.- Tinta invisible : Escriu amb una dissolució de Hg2(NO3)2. Deixa assecar el paper i exposa'l a vapour d'amoniac. La tinta es tornarà negra.

2.- Neteja de plata: Prepara una solució calenta de NaHCO3 i NaCl en un recipient d'alumini i introdueix la plata dins la solució. Després d'uns minuts, treu la plata i asseca-la.

3.- Arbre d'estany: Prepara una solució amb 14 g de SnCl2 i 125 cm3 d'aigua. Fes una electròlisi, utilitzant com a càtode fil de coure.

4.- Detecció de nitrats (poden ser detectats en una proporció de 10 parts per milió) : Posa en un tub d'assaig 2 cm3 d'agua de la aixeta i la mateixa quantitat de H2SO4 concentrat. Refreda la solució. Afegeix, amb molta cura i sense barrejar-se una solució concentrada de FeSO4. La formació d'un anell, on es troben els dos liquids, indica la presència de nitrats.

6 FeSO4 + 3 H2SO4 + 2 HNO3 ---- 3 Fe2(SO4)3 + 2 NO + 4 H2O

FeNO-SO4 (marró)

5.- La clara d'ou (mesclada amb aigua)actua com a antídot del mercuri . Les salts de mercuri precipiten amb l'albúmina, formant una substància insoluble que fa que la salt no passi a la sang. Es pot fer aquesta demostració posant, en un tub d'assaig, clara d'ou diluïda en aigua i una mica de clorur o nitrat de mercuri (II). Es formarà un precipitat que es pot separar de la solució per filtració.

Nota: El mercuri metàl·lic no és tòxic.

6.- Obtenció de vidre: Mescla, en la mateixa proporció, sorra, Na2CO3 i PbO en un gresol. Escalfa fortament i observa el resultat.

7.- Obtenció de silicagel : Prepara una dissolució amb 2 cm3 de HCl concentrat i 20 cm3 d'aigua i una altra amb 15 cm3 de Na4SiO4 i 15 cm3 d'aigua. Mescla, en un vas de precipitats, les dues dissolucions anteriors. Posa-les a assecar i obtindràs silicagel (molt utilitzat com a assecant).

8.- Colors que apareixen i desapareixen: Afegeix, a 800 cm3 d'aigua, 50 cm3 de H2O2 del 3%, 5 cm3 de KI del 10%, 2 cm3 de H2SO4 del 5% i 25 cm3 d'una solució de midó. La solució resultant té un color blau, degut a la coloració que dona el iode lliure amb el midó.

Si vols que la solució torni a la coloració inicial, afegeix unes gotes d'una solució de Na2S2O3.

Al cap d'una estona agita la solució resultant i observa què passa.

9.- Reacció amb CoCl2(aq): Afegeix NaOH(aq) a una dissolució concentrada de CoCl2, es formarà un precipitat blau que ràpidament es transformarà en Co(OH) 2 de color rosa. Filtra i escalfa (bastant fort) el precipitat, obtindràs Co3O4 de color negre.

10.- Gel màgic: Prepara una solució saturada de NaHSO4 en aigua i afegeix el mateix volum d'una solució saturada de Na4SiO4. La mescla formarà, gradualment, un sòlid transparent.

QÜESTIÓ:

Les reaccions del apartat 4 són d'oxidació-reducció. Tenint en compte els següents valors de potencials de reducció: Eo H2O2/H2O = 1,776 V; Eo I2/I - = 0,535 V; Eo S4O 6 2- /S2O3 2- = 0,08 V, ajusta les equacions corresponents a les reaccions químiques que es produeixen utilitzant el mètode del ió-electró.

 

11.- REACCIONS ENDOTÈRMIQUES

MATERIAL I REACTIUS

Vas de precipitats

Vara de vidre

NH4NO3

Aigua

NH4SCN (aq)

Ba(OH)2(aq)

REALITZACIÓ DE LA PRÀCTICA

Moltes de les reaccions que es realitzen al laboratori de química són exotèrmiques. A continuació es posaran dos exemples de reaccions endotèrmiques:

1.- Mescla 100 g de NH4NO3 amb 100 mL d'aigua i agita ràpidament.

Mesura la temperatura abans i desprès de fer la mescla. Quina diferència de temperatura hi ha?

2.- Fes reaccionar el sulfocianur d'amoni amb hidròxid de bari (s'obté hidròxid d'amoni i sulfocianur de bari). Mesura la temperatura igual que en el cas anterior.

Nota : Una manera de calcular la variació d'entalpia d'aquesta reacció seria posar en un calorímetre, amb un equivalent en aigua prèviament calculat, 100 mL d'una solució de concentració 0,1 mol/dm3 de sulfocianur d'amoni i 100 mL d'una solució d'hidròxid de bari de la mateixa concentració. Per fer els càlculs, com que aquestes dissolucions són molt diluïdes, es pot considerar que la seva calor específica és 4,18 J/g.ºC i que la seva densitat és 1 g/cm3 .

QÜESTIONS

1.- Què vol dir que una reacció sigui endotèrmica?

2.- Escriu, igualada, l'equació corresponent a la reacció 2 .

3.- Explica, de forma detallada, com determinaries experimentalment, la variació d'entalpia de la segona reacció en el laboratori.

4.- Una vegada que has pres totes les dades necessàries a l'apartat anterior, calcula la variació d'entalpia de la reacció.

 

12.- VELOCITAT DE REACCIÓ. RELLOTGES QUÍMICS

MATERIAL I REACTIUS

Vas de precipitats

Proveta

Pipeta

Espàtula

Balança

KIO3

NaHSO3

H2SO4

Midó

Na2S2O3

NaHSO4

REALITZACIÓ DE LES PRÀCTIQUES

1.- Rellotge de iode:

Prepareu les següents dissolucions:

A : 1 g de KIO3 en 500 mL d'aigua

B : 0,2 g de NaHSO3 en 450 mL d'aigua + 3 mL de H2SO4 1 mol/dm3 + 50 mL de suspensió de midó (1 g de midó en 50 mL d'aigua calenta –refredar-la abans de afegir-la a la mescla)

Procediment : Mesclar la mateixa quantitat de les dues solucions, Després de 20 o 30 segons, el líquid es torna d'un color entre blau i negre degut a la velocitat de la reacció.

Explicació : Quan les solucions es mesclen, l'àcid iòdic (HIO3) i l'àcid sulfuros (H2SO3) reaccionen molt ràpidament un amb l'altre:

(1) HIO3(aq) + 3 H2SO3(aq) ---- HI (aq) + 3 H2SO4(aq)

(2) HIO3(aq) + 5 HI (aq) ---- 3 I2(aq) + 3 H2O(l)

? reacciona amb el HIO3 que sobra

(3) I2(aq) + H2SO3(aq) + H2O(l) ---- 2 HI (aq) + H2SO4(aq)

Aquest cicle continua fins que tot el H2SO3 ha reaccionat. En aquest moment, el I2 romandrà en la solució.

El pas (2) és més lent que el (3)

La velocitat de les reaccions es pot incrementar augmentant la concentració del reactius o aplicant calor.

2. Rellotge de sofre :

Prepareu en diferents vasos de precipitats solucions de Na2S2O3 amb una concentració decreixent; per exemple, en el primer vas 100 cm 3 d'una solució de tiosulfat de sodi d'un 10% de concentració en massa; en el següent vas 100 cm3 d'una solució de tiosulfat de sodi d'un 8% de concentració en massa , i així successivament. Prepareu una solució de NaHSO 4 , del 6% en massa i afegir 10 cm3 d'aquesta dissolució a cada vas. S'observarà un precipitat blanc desprès d'uns minuts, però el temps de formació del precipitat variarà en els diferents vasos, d'acord amb la concentració de Na2S2O3 que hi hagi en cadascú.

Eo S4O 6 2- /S2O3 2- = 0,08 V

E o SO3 2- /S = 0,449 V

Nota: Si no tens KIO3 , ho pots preparar de la següent manera: afegir 1 g de I2 a 20 o 30 mL d'una dissolució aquosa de KOH temperada (si es necessari escalfeu): 3 I2(s) + 6 KOH(aq) ---- KIO3(aq) + KI (aq) + 3H2O(l). Evaporeu l'aigua i afegir-hi etanol (només és soluble en etanol el KIO 3 )

o

KI(aq) + 2KMnO 4(aq) + H2O(aq) ? KIO3(aq) + KOH(aq) +2MnO2 (s). Filtreu la dissolució, afegir alcohol i procedir de la forma anterior.

QÜESTIONS

1.- Què s'entén per velocitat de reacció?

2.- Quins factors influeixen en la velocitat de reacció?

3.- Per tal que es produeixi una transformació química és necessari que, a més de trobar-se les partícules, els enllaços atòmics estiguin debilitats, de manera que puguin trencar-se per formar uns de nous. Què s'entén per energia d'activació?

4.- La velocitat d'una reacció depèn dels xocs que hi han entre les molècules o ions de les substàncies reaccionants. Justifiqueu la influència de la concentració de les substàncies reaccionants en la velocitat de reacció.

5.- La velocitat d'una reacció és proporcional a la concentració molar de les substàncies que reaccionen. A la constant de proporcionalitat entre la velocitat i les concentracions se l'anomena constant o coeficient de velocitat. Aquesta constant està expressada per la següent equació (equació d'Arrhenius):

k = A e -E a /RT

A: factor de freqüència (influeix en el nombre de xocs moleculars)

E a : energia d'activació

R: constant dels gasos

T: temperatura (K)

Explica la influència de la temperatura en la velocitat de reacció

6.- Quan s'escriu el mecanisme d'una reacció, moltes vegades es veu que la reacció transcorre per diferents passos intermedis. Quin pas determina la velocitat de la reacció?

13.- DESPLAÇAMENT DE L'EQUILIBRI QUÍMIC

MATERIAL I REACTIUS

Erlenmeyers

Vas de precipitats

Gel

Cristal·litzador

Tubs d'assaig

Bunsen

HNO3

Zn

K2CrO4

K2Cr2O7

H2SO4

NaOH

NH4OH

Fenolftaleïna

REALITZACIÓ DE LA PRÀCTICA

1.- Equilibri NO2 =N2O4: Aquestes substàncies es troben en equilibri, el N2O4 es pot considerar com a la forma dímera del NO2. En un erlenmeyer, mescla 5 cm3 de HNO3 (concentrat) (amb HNO3(aq) s'obté NO) amb una mica de Zn [aquesta reacció és molt ràpida]. Posa sobre el recipient altre erlenmeyer, invertit, per recollir el gas que es produeix. Quan l'erlenmeyer estigui ple de gas, posa-li un tap. El NO2 és l'únic gas que canvia de color amb la temperatura: A temperatures ambientals, és de color groc. A mesura que la temperatura baixa, la intensitat del color va disminuint, ja que predomina la forma N2O4. A temperatures altes, la forma predominant és la del NO2. Aquest canvi de color es pot comprovar ficant l'erlenmeyer en un bany d'aigua amb gel.

2.- Equilibri CrO4 2- = Cr2O7 2- : El desplaçament d'aquest equilibri es pot comprovar de la següent manera: si s'afegeix àcid sulfúric al cromat de potassi (groc), s'observa la formació de dicromat (taronja); i si s'afegeix hidròxid de sodi al dicromat de potassi s'observa la formació de cromat:

K2CrO4(aq) + H2SO4(aq) (unes gotes) ---- K2Cr2O7(aq)

K2Cr2O7(aq) + NaOH(aq) ---- K2CrO4(aq)

3.- Equilibri NH4OH = NH4 + + OH -

En un vas de precipitats poseu 50 cm3 d'aigua, una gota de NH4OH (concentrat) i unes gotes de fenolftaleïna (pH 8,2-10)

NH4OH = NH4 + + OH - Kb = 10 -4,8 ?Ho = -30,50 kJ/mol

Kp1/kp2 = e -?H(1/T1- 1/T2)/R

Posa a escalfar la mescla i observaràs que la coloració violàcia que tenia (degut a la fenolftaleïna) desapareix i la solució es torna incolora.

 

Menu principal
Menú Introducció
Menú Temes
Menú Enllaços