Electrolitos y reacciones netas

2. Objetivos
3. Aparatos y
   reactivos
4. Desarrollo
   experimental
5. Resultados
6. Discusiones y
   conclusiones
7. Conclusiones
8. Bibliografía

INTRODUCCIÓN

En el trabajo de
laboratorio
anterior comenzamos a estudiar e identificar las reacciones
químicas en situaciones experimentales y además
representarlas gráficamente por medio de ecuaciones
químicas, que las obtenemos con ayuda de las formulas
químicas respectivas.

Varios de los reactivos utilizados estaban en estado liquido
pero no se sabia por que podían estar en ese
estado.

Para eso, es menester considerar la implicancia del
agua, ya sea
como el elemento vital para la vida o como un compuesto clave en
algunas reacciones químicas. Al señalar lo
anterior, en el fondo nos referimos a lo mismo, a la importancia
en todo orden de cosas del agua.

Pero debemos enfocarnos en la importancia del agua sobre
algunas reacciones químicas y en virtud de eso, es preciso
considerar una característica química fundamental
del agua que es la tendencia a formar disoluciones o soluciones
acuosas con otros componentes, resaltando que es la cualidad que
poseen algunos de los reactivos a usar en el trabajo
experimental.

Sin embargo, entre las soluciones acuosas que hemos de
usar existen diferencias como la capacidad de conducir electricidad y a
esas soluciones se les llama electrolitos y según la
capacidad de conducir la electricidad las podemos clasificar en
electrolitos fuertes, que son sustancias que en solución
se disocian completamente para formar iones y los débiles
que se disocian parcialmente para formar iones.

Además de trabajar con la conductibilidad
eléctrica de las soluciones, analizaremos los resultados
de una ecuación química, aplicando el concepto de
reacción neta, que es la expresión concisa y
realmente de los resultados de la reacción química
y también veremos la manera de comportamiento
iónico y molecular de los reactivos durante el proceso que se
requiere para formarse una nueva solución por medio de las
ecuaciones iónicas y moleculares
respectivamente

OBJETIVOS

• En este laboratorio comenzaremos nuestra investigación de disociaciones
  electrolíticas y de reacciones químicas que
  involucren electrolitos
• Satisfacer la estructura
  mínima de informe de
  laboratorio establecido en el manual
  respectivo.
• Desarrollar capacidades de manejo de instrumentos
  químicos que se deban usar en este
  laboratorio.

APARATOS Y
REACTIVOS

Aparatos

• Conductímetro
• Vaso precipitado
• Tubo de ensayo
• Gradilla
• Bandeja de trabajo
• Pipeta

Reactivos

DESARROLLO
EXPERIMENTAL

EXPERIMENTO Nº 1

Se nos facilitó un conductimetro y también
en vasos precipitados distintas soluciones de
electrolito.

Lo que se debía hacer es, que con el
conductimetro midiéramos el grado de conductancia de cada
sustancia que se nos facilito y que lo clasificáramos en
virtud de lo que se observase. Este proceso lo repetimos con cada
una de las soluciones teniendo la precaución de limpiar
los electrodos de este conductimetro con agua
destilada

 Para ver el
gráfico seleccione la opción "Descargar" del
menú superior

EXPERIMENTO Nº 2

En primer lugar lo que se debía hacer es rotular
3 tubos de ensayo con las
formulas respectivas de las soluciones a usar que son cloruro de
sodio, cromato de potasio y yoduro de potasio

Ya habiendo rotulado los 3 tubos de ensayo, se coloca en
cada tubo 5 ml de las soluciones anteriormente señaladas y
a cada una de estas soluciones le agregamos unas gotas de nitrato
de plata

EXPERIMENTO Nº 3

Lo primero que se hace es rotular 2 tubos de ensayo con
las formulas respectivas de las soluciones a ocupar que son
ácido sulfúrico y sulfato sódico.

Después de rotular los tubos, procedemos a
depositar las soluciones en los tubos de ensayo respectivos y a
continuación le agregamos unas gotas de cloruro de bario
dihidratado.

RESULTADOS

EXPERIMENTO Nº 1

Los resultados obtenidos en este experimento se resumen
en el siguiente cuadro:

EXPERIMENTO Nº 2

1. Cuando agregamos las gotas de nitrato de plata
   comienza a formarse una nube densa de color blanco
   difundiéndose por toda la nueva
   solución

   Además se aprecia con el paso del tiempo una
   separación leve de dos fases, apreciándose la
   más densa en la parte inferior de la
   solución.

   Reacción neta: Cl- +
   Ag+ AgCl(s)
    

2. El cloruro de sodio originalmente en solución es
   un líquido transparente.

   amarillo. Al agregársele las gotas de nitrato
   de plata, se forma una nube de color marrón que se
   difunde levemente y apreciándose de todas maneras los
   colores de
   las dos soluciones iniciales.

   Cabe destacar que aunque paso el tiempo, de todas
   maneras se

   apreciaban algunas características
   físicas como la de los colores, es este caso
   marrón y amarillo y además en el fondo del tubo
   quedo un cúmulo sólido en forma de polvillo que
   corresponde al cromato de potasio

   Reacción neta: 2Ag+ +
   CrO42- AgCrO4(s)

3. El cromato de potasio originalmente en
   solución es un liquido de color
4. El yoduro de potasio originalmente en solución
   es un líquido

transparente. Cuando agregamos las gotas de nitrato de
plata se forma una nueva solución de color amarillo
cremoso, completamente a las soluciones reactivas
iniciales.

Cabe destacar que en un principio, se forma una nube
del color destacado

anteriormente y se va esparciendo por toda la
solución apreciándose una sola

fase y ya habiendo pasado el tiempo en el fondo del tubo
se forma un

precipitado que corresponde al yoduro de
plata

Reacción neta: Ag+ +
I- AgI(s)

EXPERIMENTO Nº 3

1. El ácido sulfúrico en solución
   es un líquido transparente. Cuando

agregamos el cloruro de bario dihidratado se va
formando una nube de color

blanco que se va disipando y esparciendo por toda la
nueva solución.

Cabe destacar que pasado el tiempo, se observa una
separación leve

en fases de densidad,
apreciándose la fase mas densa en la parte
inferior

del tubo de ensayo y en el fondo de este, se ve un
cúmulo sólido de

color blanco que corresponde al precipitado de sulfato
de bario

Reacción neta: Ba2+ +
SO42- BaSO4 (s)

  2) El sulfato sódico en solución es
un liquido transparente. Cuando

agregamos el cloruro de bario dihidratado se va formando
una nube de

color blanco que se va disipando por toda la nueva
solución.

Cabe destacar que pasado el tiempo se observa una
separación notoria en

fases de densidad, apreciándose la fase mas densa
en la parte inferior del tubo de

ensayo y en el fondo de este, se ve un cúmulo
sólido de color blanco que

corresponde al precipitado de sulfato de
bario

Reacción neta: Ba2+ +
SO42- BaSO4(s)

Además de las observaciones hechas, debemos
responder las siguientes preguntas

1. ¿Cuáles son las sustancias principales
   presentes en cada una de las soluciones?

2. Experimento Nº 2

   Sustancias principales antes de la reacción:
   Na+ + Cl- + Ag+ +
   NO3

   Sustancias principales después de la
   reacción: Na+ + NO3
   (ac)-

   Sustancias principales antes de la reacción:
   2K+ + CrO42- +
   2Ag+ + 2NO3-

   Sustancias principales después de
   la reacción:2K+ +
   2NO3-

   Sustancias principales antes de la reacción:
   K+ + I- + Ag++
   NO3-

   Sustancias principales después de la
   reacción: K+ + NO3-

   Experimento Nº 3

   Sustancias principales antes de la reacción:
   2H+ + SO42- +
   Ba2+ + 2Cl-

   Sustancias principales después de la
   reacción: 2H+ + 2Cl-

   Sustancias principales antes de la
   reacción: 2Na+ +
   SO42- + Ba2+ +
   2Cl-

   Sustancias principales después de la
   reacción: 2Na+ + 2Cl-

   Para esta respuesta utilizaremos la siguiente
   formula

   M = n/ v (l)

   n = M x v (l)

   n = 0,10 (n/l) x 0,005 (l)

   n = 0,0005 para: NaCl, HCl, BaCl2,
   H2SO4, NaSO4

   n = M x v (l)

   n = 0,1 (n/l) x 1.0 (l)

   n = 0,1 para: AgNO3 y
   BaCl2

3. ¿Qué cantidad de cada una de las
   sustancias principales esta presente (en moles)?
4. ¿Cuál es la concentración molar
   de cada una de las sustancias principales?

La concentración molar de las soluciones NaCl,
HCl, BaCl2, H2SO4,
NaSO4 es

0,1 M

DISCUSIONES Y
CONCLUSIONES

Discusiones

Sobre el experimento Nº 1, según el
marco
teórico previo y presente en el manual de laboratorio,
dimos cuenta de las diferencias entre cada una de as sustancias
de manera concreta en su capacidad de conducción
eléctrica.

Nos centraremos en cuatro sustancias que nos parecieron
interesante, que son el agua potable y
el agua
destilada.

Se hubiese pensado que ambas soluciones debiesen ser
débiles, sin embargo apreciamos al agua como electrolito
fuerte, ya que en su proceso de potabilización se le van
agregando componentes minerales, que
facilitan la alta conducción eléctrica a diferencia
del agua destilada que según lo visto experimentalmente es
un electrolito débil ya que tiene un menos porcentaje de
componentes minerales a diferencia del agua potable.

Además de estas soluciones, nos llamo bastante la
atención los resultados referentes al
alcohol
etílico y a la glucosa, ya
que según nuestros estudios teóricos previos ambas
sustancias son no electrolitos, ya que no conducen la
electricidad, pero la parte referente al estudio de la
conductancia de estas sustancias nos dio que son soluciones de
electrolito débil y creemos que puede ser por: mala
limpieza de los vasos precipitados, provocando que quedaran
componentes minerales que se unieron al no electrolito para
dejarlo en estado débil. También podemos postular
que las sustancias usadas tuvieron una deficiente
elaboración, específicamente por la
composición química del solvente usado ó que
se haya hecho una deficiente limpieza de los electrodos, que
facilitaran la adhesión en cantidades bajas de minerales
conductores de la electricidad. Podríamos seguir con la
lista de explicaciones consideramos que estas son las más
atingentes.

Sobre el segundo experimento, haremos en primer lugar,
un análisis general sobre la situación
química de las soluciones analizadas y de ahí nos
centraremos en algunos puntos que a nuestro juicio son
importantes.

Las sustancias como el NaCl,
K2CrO4, y el KI son soluciones de
electrolitos que se disocian completamente y de igual manera el
AgNO3. Según el concepto de
miscibilidad, que consiste en que cuando se mezclan dos
sustancias acuosas, se complementan de buena manera, ambas
soluciones tienen buen grado de solubilidad, lo que
sucedió en gran medida en esta parte
experimental.

Hay que señalar que cuando se mezcla y forma la
nueva solución, en todas las reacciones se formaba una
nube con características distintas a las de las sustancias
iniciales como son el color y la densidad, parámetros en
los cuales haremos hincapié.

Antes que se mezclaran las soluciones, debemos fijarnos
en la composición inicial de las sustancias que hicimos
reaccionar, que corresponden a soluciones acuosas, en donde el
soluto son los compuestos químicos como el NaCl y otros
que nombramos anteriormente. El agua y los solutos, toman cierto
orden cuado se les unen, provocándose un suceso de
estabilización pero, cuando se unen dos soluciones, se
sabe que las moléculas de agua tienden a unirse con otras
moléculas de agua por puentes de hidrógeno y otras interacción, posibilitándose en
cierta manera la liberación de los componentes
químicos en soluto unos quedándose en
solución y otros simplemente liberados, siendo esa la
explicación mas razonable para la formación de la
nube en todos los casos estudiados, sin embargo, en varios casos
notamos una división en algunos casos notable, en otros
no, lo que se puede llamar formación de fases por una
cuestión de densidad y volviendo a aquellos componentes
que quedaron liberados, son aquellos que se unirán y
migraran hacia el fondo del tubo de ensayo, formándose el
precipitado, obviamente distinto en algunos casos. El precipitado
formado en las reacciones es mas denso que el liquido de la
solución, por eso se va al fondo del tubo, provocando que
se vea mas una fase mas densa en la parte inferior de este, a
diferencia de la parte superior y aquellos componentes que no se
liberaban quedaban formando parte de la solución
acuosa.

Sobre el punto de los cambios de color, usaremos una
analogía con el sol. El sol
nos ilumina y da energía por los diversos componentes y
estados de la materia que ha
de tener.

La emisión de energía, se relaciona con
los colores y en virtud de nuestra analogía podemos
señalar que como el sol es asociado a un color tan claro
como el amarillo, hay que decir que en la escala de
ondas
electromagnéticas, las longitudes mas altas son las
producidas por los colores claros.

En virtud de nuestra explicación y ejemplo
citado, si el color de nuestra solución es mas bien claro,
podemos decir que esta emitiendo o liberando mas energía y
en aquellos casos en que la solución es de color oscuro,
es por que esta absorbiéndola, llevándonos a los
conceptos de reacción exergónica y
endergónica respectivamente.

En el ultimo laboratorio, suceden sucesos similares a
los descritos en el laboratorio anterior en el sentido del color
y la densidad, pero debemos resaltar la naturaleza de
estas soluciones.

En esta parte tenemos 2 tipos de compuestos como soluto,
un ácido y dos sales, además debemos recordar que
están en solución.

Cuando mezclamos una solución de ácido con
otra de sal, en primer lugar se liberan en cierto porcentaje
aquellos componentes que antes estaban estabilizados por las
moléculas de agua.

Las sales en general se forman de la unión de un
ácido con una base para dar la sal y el agua, entonces
cuando se unen el ácido y la sal, la parte base de la sal
debiese tender a unirse con el ácido para formar una nueva
sal que constituye el precipitado y quedando una parte
ácida en solución, unido al agua y cuando se unen
soluciones de dos sales, se debiesen formar dos sales, pero una
de ellas queda en solución y en caso similar a lo que paso
con el ácido, la sal que quedo en solución queda
así por una cuestión de orden y de neutralidad y la
nueva sal formada en si, ya se estabilizo y debe tener una
naturaleza hidrofobica ya que el agua lo que causa en la
mayoría de las sales es un rompimiento de sus
enlaces.

Conclusiones

Sobre los objetivos
planteados en un principio, consideramos que se han logrado en
gran medida, ya sea en el sentido del estudio de las
disociaciones eléctricas, aprendiendo la manera de
analizar y medir sus grados de conductancia por medio de un
conductimetro que se constituye de una placa, una FEM, que en
este caso corresponde a la pila unido a una ampolleta y
también unidos a electrodos que son los que se sumergen
ayudándonos a clasificar en soluciones de electrolito
fuerte, siendo este el que se presento en la mayoría de
las reacciones químicas realizadas y soluciones de
electrolito débil

Además hemos encontrado las posibles
explicaciones generales en virtud del concepto de solubilidad,
señalando en nuestras discusiones que sucede cuando se
produce el fenómeno de miscibilidad, y
también por que se forma la nube en nuestras soluciones,
resultándonos que por la tendencia del agua a unirse con
otras moléculas de agua y el por que de la
característica general del color de las soluciones, ya que
dependiendo del color de la solución ya sea claro u
oscuro, corresponderá a una reacción
exergónica y endergónica
respectivamente.

Consideramos que hemos satisfecho las instrucciones
mínimas para realizar un informe de laboratorio y
desarrollar la capacidad de instrumental de
laboratorio.

BIBLIOGRAFÍA

• Química. R.Chang y otros. 7ª Edición, Editorial Mc Graw-Hill,
  2002
• Electrolitos y reacciones netas, Marcela Viviana,
  Universidad
  Nacional Andrés Bello, Chile. Disponible en línea
  desde: <html.rincondelvago.com/
  electrolitos-y-reacciones-netas.html – 26k> Consulta
  (22/05/2005)
• Química, La Ciencia
  Central. T.L. Brown, H.E. Lemay y B.Bursten. 7ª
  Edición, 1997

Jonathan Rojas Carvajal