Reacciones Químicas (página 2)

Cu2+ (ac) + SO42-
(ac) + 2 Na+ (ac) +
OH- (ac) –>  Cu(OH)2
(s) + 2 Na+ (ac) + SO42-
(ac)

• ecuación iónica
  neta:    

Cu2+ (ac) + OH-
(ac) –>  Cu(OH)2 (s) 

           
Se obtiene un precipitado azul, el Cu(OH)2.

Parte Experimental

Reacciones de síntesis: combinación de hierro
y azufre

           
Colocamos en un tubo de ensayo seco y limpio dos puntas de
espátula de azufre en polvo y una punta de hierro en
polvo. El azufre en polvo es amarillo y el hierro es gris oscuro.
Calentamos la mezcla sosteniendo el tubo con una pinza de madera.
La reacción que se llevó a cabo fue:

S (s) + Fe (s) –>
FeS(s)

           
En el interior del tubo de ensayo observamos que la mezcla se
puso de color rojo incandescente y que salía humo
amarillo. El cambio de estado producido fue de sólido a
líquido. Cuando finalizó la reacción se
formó un sólido de color gris mientras que las
paredes del tubo quedaron amarillas. Luego de realizar esto,
introdujimos el tubo en un vaso de precipitados con agua y este
se rompió.

Reacciones de óxido-reducción:
oxidación del Cu – Reducción del oxígeno del
aire

           
Tomamos con la pinza de madera un trozo de cobre, y lo colocamos
sobre la llama del mechero Bunsen. Se observa una llama verde, a
medida que el cobre se va oxidando. La parte que estuvo
más expuesta al fuego es la que más se
oxidó, quedando de un color rojizo. La parte más
cercana a la pinza quedo de color oscuro, negro.

           
La ecuación química para la oxidación de
cobre es la siguiente:

Cu(s) + O2 (g) –> CuO
(s)

                       
En la ecuación se ve como el cobre se oxidó, ya que
su número de oxidación pasó de 0 a +2,
mientras que el agente oxidante, el oxígeno, se redujo:
paso de 0 a -2.

Deshidratación de una sal y posterior
reacción redox del sulfato

Calentamos  en un tubo de ensayo unos cristales de
sulfato ferroso heptahidratado.  Observamos que se formaban
gotitas en las paredes del tubo. Además se observa un
depósito rojizo en el fondo del tubo. Esto lo podemos
explicar como que las moléculas de agua que estaba unidas
al sulfato formando un complejo se desprenden por efecto del
calentamiento, y luego condensan el las paredes del tubo.

Podemos expresarlo mediante la ecuación:

FeSO4 . 7H20  + 
   –>
FeSO4 (s) + 7 H20
(g)

Pero la muestra sigue sometida al calor, y por lo tanto el
sulfato ferroso que obtenemos reacciona nuevamente, esta vez
oxidándose. Como bien sabemos, el óxido de hierro
es rojizo, y ese es el motivo del color que observamos en el
fondo del tubo. Lo expresamos mediante la siguiente
ecuación:

 FeSO4 (s)    
–>   Fe203 (s)
+  SO3 (g) +   O2 (g)

Desplazamiento redox de metales

Colocamos en un tubo de ensayo unos mililitros de
solución de sulfato cúprico 1M e introdujimos en
ella un clavo de hierro. Lo dejamos reposar un rato y notamos
que, pasado un tiempo, aparecieron manchones rojos encima del
clavo, como formando una pequeña costra.

Lo que pasó es que el cobre de la solución se
reduce, quedando en forma metálica y aportando ese color
rojizo. La ecuación sería:

2 Fe (s) + 3 CuSO4(ac) 
–>   Fe2(SO4)3(ac)
+ 3 Cu(s), donde Cu es lo rojo encima del clavo.

Las ecuaciones iónicas que ocurrieron:

2 Fe0  –> Fe23+ +
3e-               
Cu2+  + 2e-  –>
Cu0

Formación de un complejo

           
Colocamos en un tubo de ensayo un poco de hexacianoferrato (II)
de potasio, de color amarillo, y agregamos un poco de cloruro de
hierro, de color naranja. Los reactivos reaccionan dando lugar a
una solución acuosa azul tornasol de hexacianoferrato de
hierro, y otra incolora de cloruro de potasio. La ecuación
para la reacción es la siguiente:

K4[Fe3(CN)6] (ac)
+ FeCl3 (ac) –> KCl (ac) +
Fe4[Fe3(CN)6]
(ac)

Reacciones de doble descomposición con
formación de una fase sólida

           
A partir de la tabla de solubilidad predijimos en qué
reacciones se formaría un producto insoluble y realizamos
seis reacciones:

CuSO4(ac) + 2 NaOH(ac) –>
Cu(OH)2 (s) + Na2SO4 (ac)

En esta observamos que a partir del sulfato cúprico y
del hidróxido de sodio se forma un sólido azul, el
hidróxido de cobre II, y sulfato de sodio. La
solución era verdosa.

Na2CO3 (ac) + CoCl2(ac)
–> CoCO3 (s) + 2 NaCl(ac)

A partir de una solución de  carbonato de sodio
(transparente) y otra de cloruro de cobalto (rojiza) se
formó cloruro de sodio y carbonato de cobalto II
(sólido rosa).

3 AgNO3 (ac) + FeCl3 (ac) –> 3
AgCl(s) + Fe(NO3)3 (ac)

En esta ecuación los reactivos son nitrato de plata
(incoloro) y cloruro de hierro III (naranja); los productos son
cloruro de plata y nitrato de hierro III. El sólido
obtenido es blanco.

NiCl2(ac) + 2 AgNO3(ac) –> 2
AgCl(s) + Ni(NO3)2(ac)

En esta reacción formamos cloruro de plata y nitrato de
niquel II (sólido blánco) a partir de cloruro de
niquel II y nitrato de plata.

2 FeCl3(ac) + 3 Na2CO3(ac)
–> 6 NaCl(ac) +
Fe2(CO3)3(s)

Los reactivos que utilizamos son cloruro de hierro III y
carbonato de sodio. Obtuvimos cloruro de sodio y carbonato de
hierro III (sólido naranja).

AgNO3(ac) + NaOH(ac) –>
AgOH(s) + NaNO3(ac)

Por último, a partir del nitrato de plata y del
hidróxido de sodio formamos hidróxido de plata
(sólido oscuro) y nitrato de sodio.

Ejercicios de
aplicación

Ejercicio 1

En base a lo visto en este tp, podríamos introducir un
reactivo en el agua que se combine con el cloro, por ejemplo,
mediante una reacción de sustitución. El producto
de esta reacción debería ser reconocido por un
cambio de color, ayudándonos por ejemplo con un indicador.
Si el agua no contuviera los iones cloro, la reacción no
se produciría y no habría cambio de color
alguno.

Ejercicio 2

Como ya vimos en el trabajo de aguas, para que precipite el
catión calcio podemos agregar bicarbonato de sodio. Esta
es una sal que en agua se disociará, y el ion bicarbonato
se unirá al Calcio. Luego, aunque sólo en presencia
de calor, pero justamente me dicen que utilizo esta agua para
alimentar una caldera, se descompone y se forma un precipitado
que contiene el calcio, el carbonato de calcio:

Na(HCO3)2  + Ca2+ 
–>  Ca(HCO3)2  +
Na2+

Ca(HCO3)2 (s) + calor –>
CaCO3 (s) + CO2 (g) +
H2O (l)

Ejercicio 3

a) Solución de cloruro de aluminio +solución de
nitrato de plata

En este caso se trata de una transformación
química ya que se modifica la estructura de los
compuestos. La reacción es: 

AlCl(ac) + AgNO3(ac) –>
AlNO3(ac) + AgCl

b) Sulfato de sodio decahidratado + calor

       Es una
transformación física porque la composición
de la materia no se altera. Al entregarle calor al sulfato de
sodio decahidratado las moléculas de agua contenidas en
los cristales de la sal se evaporan. 
                     

c) Sodio + agua

           
Se trata de una reacción química y la
ecuación es:

2 Na(s) + 2 H2O(l) –> 2
NaOH(ac) + H2(g) +

d) Solución de cloruro de aluminio + solución de
ácido sulfúrico

           
Esta transformación es química y la ecuación
correspondiente es:       

2 AlCl3(ac) + 3 H2SO4(ac)
–> HCl(ac) + 6
Al2(SO4)3(s)

e) Solución de cloruro de calcio + calor

           
Al calentar una solución de cloruro de calcio el agua se
evapora y se produce una transformación química
debido a que no hay modificación en la distribución
de las partículas. 

f) Cloruro de sodio sólido + agua

Esta transformación es física debido a que al
agregar cloruro de sodio en agua los iones se disocian y no se
altera la estructura de la materia.

Ejercicio 4

a) Solución acuosa de nitrato cúprico +
hierro:

Cu(NO3)2 (ac) + 2Fe (s)
–> Cu (s) + Fe2(NO3)
(ac). Esta es una reacción de desplazamiento
redox de metales, en la cual el hierro se oxida (pasa de 0 a +2)
y el cobre se reduce (pasa de +2 a 0).

b) Dióxido de azufre + óxido de sodio.

2 SO2 (g) + 2 Na2O(s) –>
2 Na2S(s) + 3 O2 (g). Es una
reacción redox, en la cual el azufre se reduce (pasa de +4
a -2) mientras que el oxígeno se oxida (pasa de -2 a
0)

c) Solución acuosa de sulfato de sodio +
solución acuosa de cloruro de bario

Na2SO4 (ac) + BaCl2 (ac)
–> BaSO4 (s) + 2 NaCl (ac). Esta
reacción es de doble descomposición en fase
acuosa.

d) Carbonato de amonio + calor:

(NH4)2CO3 (s) + calor –>
CO2 (g) + (NH4)2O
(s). Esta reacción ocurre con cambio de estado,
desprendiéndose un producto gaseoso.

e) Calcio + agua: Ca (s) + 2 H2O
(l) –> Ca(OH)2(s) + H2 (g).
Es una reacción exotérmica, en la cual se libera
calor. También ocurre una Redox, ya que el calcio se oxida
(pasa de 0 a +2) mientras que el hidrógeno pasa de +1 a 0
(se reduce). Además, hay desprendimiento gaseoso.

f) Carbonato de sodio + solución acuosa de cloruro de
hidrógeno

Na2CO3
(s)         + 2 HCl
(ac) –> 2 NaCl (ac) +
H2CO3(s). Es una reacción de doble
descomposición en solución acuosa, con la
formación de un sólido que precipita.

g) Solución acuosa de ácido sulfúrico +
aluminio

H2SO4 (ac) + Al
(s) –> Al2(SO4)3
(ac) + H2 (g). Es una reacción redox, en
la cual el aluminio se oxida (pasa de 0 a +3), mientras que el
hidrógeno se reduce (pasa de +1 a 0).

Autor:

Agustín Binora