Los compuestos son combinaciones químicas de los elementos. Cuando se unen dos o más para formar un compuesto se lleva a cabo una reacción química llamada síntesis o combinación. Muchas reacciones químicas de los elementos para formar compuestos son espectaculares, pero deben efectuarse en condiciones especiales de laboratorio porque son riesgosas.
PROBLEMA:
¿Qué ocurre cuando reaccionan entre sí el hidrógeno y el oxígeno?
HIPÓTESIS:
Si tenemos una proporción de 2 volúmenes de hidrógeno y 1 volumen de oxígeno, nos va a dar como resultado H2O (Agua).
OBJETIVO:
Observar una reacción química de síntesis.
PREPARACIÓN:
Materiales: 2 matraces Erlenmeyer de 250 mL, soporte universal completo, mechero Bunsen, un tapón monohoradado, una cuba hidroneumática, tubo de vidrio, pinzas para tubo de ensayo, una jeringa, tapón simple, un envase de refresco vacío y de vidrio, ácido clorhídrico al 50%, zinc, agua oxigenada, levadura fresca.
Medidas de seguridad:
Usa bata de laboratorio. Ten cuidado al manejar las sustancias de laboratorio, ya que algunas son peligrosas como el ácido clorhídrico y el agua oxigenada. Para manejar sustancias sólidas utiliza espátulas. No toques las sustancias de laboratorio directamente con las manos. Pregunta a tu profesor dónde colocar los restos de sustancias obtenidos de las reacciones.
PROCEDIMIENTO:
1. Producción de hidrógeno
Coloca en el matraz Erlenmeyer un poco de zinc y tápalo con un tapón monohoradado por el que penetre un tubo de vidrio en forma de L. Monta un sistema de recolección de gas utilizando la botella de vidrio llana de agua e invertida (el hidrógeno no es soluble en agua); introduce en el matraz Erlenmeyer ácido clorhídrico al 50% para iniciar la reacción con el zinc. Permite que burbujee en el agua el aire contenido en la manguera por unos 30 segundos y colecta el gas en la botella hasta que desplace las dos terceras partes de su contenido de agua. Mantén dentro de la cuba la botella que contiene el gas.
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El agua tiene que llegar a la última línea de la botella.
Así sabremos que tenemos dos volúmenes de Hidrógeno. |
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Agregando el zinc al ácido clorhídrico.
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Forma en que reaccionó el zinc con el ácido clorhídrico.
Cabe mencionar que la sustancia se calentó. |
Nota: se recomienda marcar el volumen de la botella, previamente, en tres posiciones que representen 1/3 del volumen, cada uno, y así te será más fácil medir cuánta agua tienes que desalojar al introducir cada uno de los gases.
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| Botella marcada en tercios. |
II. Producción de oxígeno
Utilizando el mismo sistema de recolección de gases, agrega en un tubo de ensayo clorato de potasio. Colócalo en el soporte universal para poder calentarlo, antes de esto, tápalo con el tapón monohoradado junto con el tubo en forma de L. Enciende el mechero, de manera que llegue directamente al tubo de ensayo. Es así como se va calentando el clorato de potasio para poder obtener el oxígeno. Déjalo calentando hasta que el agua de la botella se salga.
Para sacar la botella, colócala de forma vertical para que el gas no se salga, y con ayuda de alguien, pongan en tapón rápidamente.
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| Calentando el clorato de potasio. |
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| Tenemos los dos gases en la botella. |
III. Combinación química de hidrógeno y oxígeno.
Sujeten firmemente la botella, destapen la botella e inmediatamente enciendan un cerillo y colóquenla en la boca de la botella. (Está de más decir que ésta parte es un trabajo en equipo, uno agarra la botella, mientras que el otro la destapa, y el tercero acerca el cerillo). Escucha y observa (sin soltar la botella).
DATOS Y OBSERVACIONES:
ANÁLISIS Y CONCLUSIÓN
1.¿Por qué es importante marcar los volúmenes de 1/3 en el envase?
Porque así es más fácil guiarnos para tener 2 volúmenes de hidrógeno y 1 volumen de oxígeno y así obtener
agua. También para que no se nos pase.
2.Una vez recolectados los dos gases dentro de la botella, ¿el contenido es una mezcla o un compuesto? Explica tu respuesta.
Consideramos que es un compuesto, porque el hidrógeno y el oxígeno son dos elementos que aparecen en la tabla periódica.
3.¿Por qué es necesario acercar una flama para generar la reacción entre el hidrógeno y el oxígeno?
Cuando necesitamos hacer una reacción química, en este caso, con hidrógeno y oxígeno para formar agua, es necesario aplicar una energía calorífica, si no la ocupamos, entonces la reacción no se podría llevar a cabo.
4.Tomando en cuenta lo realizado en el laboratorio para la síntesis del agua, ¿qué opinas respecto al rendimiento de esta reacción?
Que bueno, no obtuvimos mucha agua, pero lo más importante es que logramos obtener agua a través de esta reacción. Así comprobamos lo que se menciona en la hipótesis.
APLICACIÓN Y EVALUACIÓN:
1.¿Por qué, si la combinación de hidrógeno y oxígeno forma agua, no se puede obtener este compuesto en forma cotidiana para cubrir las necesidades de abastecimiento de este líquido vital?
Porque tendríamos que ver, como vimos, no obtuvimos mucha agua, entonces no creo que nos convenga tratar de obtener agua de este modo.
3.Si la producción de gases empleado hubiera sido 1:1, esto es, la misma cantidad de volumen de hidrógeno que de oxígeno, ¿esperarías que los dos gases reaccionaran completamente? Justifica tu respuesta.
No, porque a fuerzas necesitamos 2 volúmenes de hidrógeno y 1 de oxígeno para tener la reacción completamente y bien realizada. ----- H2O
Para producir agua a partir de sus elementos constituyentes se requiere de una proporción 2:1, es decir, que se requiere el doble de volumen del gas hidrógeno que de oxígeno, ya que un compuesto es la combinación química de dos o más elementos que se unen en proporción fija y constante.
CONCLUSIONES:
La síntesis del agua es el resultado de la unión de dos elementos: hidrógeno y oxígeno, en donde forzosamente se necesitan 2 volúmenes de hidrógeno y 1 volumen de oxígeno (hablando en este caso de la botella marcada en 3 partes iguales) y que cuando hacemos uso de una energía calorífica es cuando ocurre la reacción química y se forma el agua. Necesitamos una proporción de 2:1.
Entonces, podríamos decir que nuestra hipótesis, mencionada desde un principio, es cierta.
