UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA PROGRAMA DE QUÍMICA GUÍA COMPONENTE PRÁCTICO 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS (QUÍMICA INORGÁNICA I) Curso Metológico de tres (3) créditos (con componente práctico presencial) FREY RICARDO JARAMILLO HERNANDEZ (Director Nacional) QCO. LADY JOHANNA ROSERO CARVAJAL Acreditador DOSQUEBRADAS - RISARALDA DICIEMBRE 2014 1 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS 1. ASPECTOS DE PROPIEDAD INTELECTUAL Y VERSIONAMIENTO La presente guía Práctica fue diseñada en el año 2010 por Frey Ricardo Jaramillo Hernández M Sc. Química, tutor tiempo completo de la UNAD CCAV eje Cafetero desde año 2005. El protocolo por ser su primera versión plantea ajustes semestrales en búsqueda de un documento de calidad y acorde a los parámetros y directrices de la Universidad. Como novedades de este modulo se presentan nuevos apartados didácticos que facilitan el estudio autónomo de la química analítica, así como la estructura y contenidos solicitados por la VIMMEP y la ECBTI. Para la elaboración del presente módulo se desempeñó como Acreditador por parte de la ECBTI (Escuela de Ciencias Básicas, Tecnología e Ingeniería), el Químico Manuel Lozano Rigueros, docente de la UNAD, adscrito a la Escuela de Ciencias Básicas, Tecnología e Ingeniería en la Sede Nacional JCM quien hizo valiosos aportes disciplinares, didácticos y pedagógicos en el proceso de acreditación de material didáctico desarrollado en el período de enero a julio de 2011. En su segunda versión, en la que se ajusta la totalidad de las prácticas acorde a lo determinado por el Comité Curricular de Programa de Química en el periodo 2012-1, como respuesta a las políticas de mejoramiento continuo e internacionalización del currículo, la Químico Patricia Joyce Pamela Zorro Mateus fue asignada como la Acreditadora de la Propuesta de componente práctico. Este documento se puede copiar, distribuir y comunicar públicamente bajo las condiciones siguientes: • • • • • • Reconocimiento. Debe reconocer los créditos de la obra de la manera especificada por el autor o el licenciador (pero no de una manera que sugiera que tiene su apoyo o apoyan el uso que hace de su obra). No comercial. No puede utilizar esta obra para fines comerciales. Sin obras derivadas. No se puede alterar, transformar o generar una obra derivada a partir de esta obra. Al reutilizar o distribuir la obra, tiene que dejar bien claro los términos de la licencia de esta obra. Alguna de estas condiciones puede no aplicarse si se obtiene el permiso del titular de los derechos de autor Nada en esta menoscaba o restringe los derechos morales del autor. 2 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS 2. INDICE DE CONTENIDO Pág. INTRODUCCIÓN PRÁCTICA No. 1. TÉCNICAS BÁSICAS DE CARACTERIZACIÓN EN QUÍMICA INORGÁNICA PRÁCTICA No. 2. PROPIEDADES PERIÓDICAS PRÁCTICA No.3. PROPIEDADES FÍSICAS Y ENLACE QUÍMICO EN SÓLIDOS PRÁCTICA No.4. REACCIONES DE ÓXIDO – REDUCCIÓN DEL MANGANESO PRÁCTICA No.5. IDENTIFICACIÓN DE METALES ALCALINOS Y ALCALINOTÉRREOS 8 19 32 40 46 PRÁCTICA No. 6. PROPIEDADES DE ALGUNOS ELEMENTOS DEL GRUPO IV A 54 PRÁCTICA NO. 7. PROPIEDADES DEL AZUFRE Y SUS COMPUESTOS 61 PRÁCTICA NO. 8. GENERACIÓN E IDENTIFICACIÓN DE OXIGENO E HIDROGENO 68 FUENTES DOCUMENTALES 81 3 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS 3. Introducción CARACTERÍSTICAS GENERALES La realización del componente práctico es un requerimiento propio del curso de Fenomenología de las Reacciones Químicas por ser de tipo metodológico. El desarrollo de la práctica permitirá al estudiante adquirir competencias básicas referidas al manejo del laboratorio y la constatación de teorías y leyes, permitiendo que el aprendiente logre adquirir habilidades básicas del pensamiento y se genere una motivación investigativa. El proceso de laboratorio o practico estará asistido por un tutor, es de manera presencial y se ajustará a la programación del CEAD o CCAV donde se encuentre inscrito el aprendiente, donde el aprendiente mediante la tutoría del funcionario acompañante, y el desarrollo de la propuesta de prácticas (previamente revisadas y preparadas por parte del aprendiente), explorará los conceptos básicos del Curso académico de Fenomenología de las Reacciones Químicas, así mismo el aprendiente a partir de los resultados desarrollará actividades tendientes a la presentación y análisis de resultados soportados desde un contexto teórico-práctico y debidamente referenciado en la literatura especializada en el área. Justificación La Guía Componente Práctico del curso Fenomenología de las Reacciones Químicas pretende complementar y contribuir a la apropiación de conceptos básicos de la química que permita al explicar los fenómenos desde un enfoque químico. Así mismo deberá permitir el desarrollo de habilidades básicas para el análisis de información, extrapolación de resultados e interpretación de fenómenos, identificación de variables, constatación de leyes y teorías, inclusión y apropiación de conceptos, todos ellos reflejados en la presentación de preinformes e informes y desarrollo de actividades Prácticas que son el producto del componente práctico y sobre los que se efectuará o s aplicará el sistema evaluativo. Por lo anterior, el desarrollo del componente práctico para el curso de Fenomenología de las Reacciones Químicas es necesario y adquiere una connotación obligatoria para todo aquel aprendiente que tome el curso, ya que no solo integra conocimientos en un área especifica del conocimiento sino que permite formar de manera integral al futuro profesional del programa de Química. Intencionalidades formativas Propósito: Integar al aprendiente a la exploración práctica como estrategia para la comprensión y apropiación de conceptos básicos planteados en el componente teórico del curso académico. Objetivo: Aplicar los conceptos Químicos en la explicación de los fenomenos cotidianos, fortaleciendo la apropiación de conocimiento científico. Meta: Interpretar fenómenos naturales desde un contexto químico haciendo uso lógico de conceptos básicos de química. Competencia: El aprendiente apropia, interpreta, analiza, extrapola, concluye 4 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS y propone de manera lógica y ordenada la aplicación de conceptos químicos para explicar y demostrar el comportamiento, estructura y reactividad de la materia representativos de los fenomenos naturales. Denominación de la PRÁCTICA No. 1. TÉCNICAS BÁSICAS DE CARACTERIZACIÓN EN QUÍMICA Práctica INORGÁNICA PRÁCTICA No. 2. PROPIEDADES PERIÓDICAS PRÁCTICA No.3. PROPIEDADES FÍSICAS Y ENLACE QUÍMICO EN SÓLIDOS PRÁCTICA No.4. REACCIONES DE ÓXIDO – REDUCCIÓN DEL MANGANESO PRÁCTICA No.5. IDENTIFICACIÓN DE METALES ALCALINOS Y ALCALINOTÉRREOS PRÁCTICA No. 6. PROPIEDADES DE ALGUNOS ELEMENTOS DEL GRUPO IV A PRÁCTICA NO. 7. PROPIEDADES DEL AZUFRE Y SUS COMPUESTOS PRÁCTICA NO. 8. GENERACIÓN E IDENTIFICACIÓN DE OXIGENO E HIDROGENO Número de horas 20 Porcentaje (105 puntos/500 puntos) Especificaciones del proceso evaluativo: Desarrollo componente práctico: Ejercicio a desarrollar con el tutor acompañante del componentepràctico. Valor total: 105 puntos. Preinforme: 20puntos Informe final: 50 puntos Desempeño en desarrollo del Laboratorio (incluido heteroevaluación /cuando asì se considero): 35 puntos Curso Evaluado por SI _ proyecto NO X 5 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS 4. DESCRIPCIÓN DE PRÁCTICAS MEDIDAS DE SEGURIDAD EN EL LABORATORIO DE QUÍMICA Los aspectos que a continuación se referencian tienen por finalidad apoyar al aprendiente en el debido desarrollo de las prácticas de laboratorio, minimizar riesgos de accidentes y proteger al grupo de aprendientes en el desarrollo de las prácticas. COMPORTAMIENTO PERSONAL EN EL LABORATORIO 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Debe usarse bata o delantal en el laboratorio. Deberá estar abotonada. Con este se protegerá la ropa de salpicaduras de sustancias que puedan dañarla. Utilizar gafas de protección, en particular en aquellas reacciones que generan reacciones vigorosas y las que pueden causar salpicaduras. Llevar a laboratorio solo los elementos necesarios para el desarrollo de la práctica o elementos personales. Está prohibido ingerir alimentos al interior del laboratorio, así como utilizar el material de éste para preparar o consumir alimentos, ya que puede estar contaminado con sustancias tóxicas, irritantes o corrosivas. Mantener una actitud de colaboración con el equipo o grupo de trabajo, procurar por mantener el espacio de trabajo ordenado y limpio, tanto durante el desarrollo como al finalizar la práctica. Al finalizar la práctica asegúrese de dejar limpios el sitio de trabajo y los materiales utilizados limpios; así mismo verificar que las llaves de paso de gas, agua y aire este debidamente cerradas. En caso de que llegara a ocurrir un accidente, avise inmediatamente a la persona responsable del laboratorio sin gritar o escandalizar, y sigua las instrucciones que se le den. MANEJO DE SUSTANCIAS 1. Revisar con anterioridad a la práctica los procedimientos a desarrollar. 2. Manejar con precaución los reactivos que se disponen para la práctica. Debe seguir las instrucciones que se indiquen. 3. Compruebe los rótulos de los recipientes de reactivos antes de hacer uso de ellos, y etiquete correctamente los recipientes en los que se vayan a colocar. 4. Utilice propipetas o peras de hule para tomar reactivos con pipeta (Nunca utilice la boca para pipetear). 5. Utilice una espátula par tomar las sustancias sólidas, cuidando siempre de utilizar una espátula limpia al introducirla al frasco de las diferentes sustancias, a fin de no contaminar. 6. Nunca pruebe o ingiera reactivos o productos que se obtengan en el laboratorio. 7. No debe manejar sustancias o material inflamable, volátil o explosivo en lugares cercanos a donde haya flama. 8. Evite la exposición prolongada a gases irritantes o tóxicos, trabajando en un área con suficiente ventilación. 9. Para percibir un olor, no acerque a la nariz el recipiente que contiene el producto, para ello debe colocar el recipiente a una distancia de 15 a 20 cm de distancia de nariz y agite 6 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS el aire por encima de la boca del recipiente, atrayendo los aromas. Las pruebas olfativas solo se realizan cuando así se indique. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. MANEJO DEL MATERIAL DE LABORATORIO Tratar el material de vidrio con cuidad, evite golpearlo o someterlo a cambios brusco de temperatura. No utilice material estrellado o en malas condiciones, ya que podría ocasionarle un accidente. Para encender mecheros de gas, acerque un cerillo encendido a la boca del mechero y, después, abra lentamente la llave del gas hasta que se logre una llama de dimensiones adecuadas. Enseguida gire el anillo inferior que regula la entrada de aire, hasta que consiga una flama de color azul. Para calentar una sustancia en un tubo de ensayo en la flama del mechero, tenga en cuenta: Que la cantidad de reactivos no exceda de aproximadamente la tercera parte de la capacidad del tubo. Que la flama quede en la base del tubo, manteniendo éste en un ángulo de 45° con respecto a la mesa. Que el extremo abierto del tubo esté en orientado en una dirección en la que no haya ninguna persona, de modo que si llegara a salpicar, nadie sea alcanzado (empezando por ti mismo). En caso de contacto de alguna sustancia corrosiva o tóxica con la piel o con los ojos, deberá lavar la parte afectada inmediatamente con abundante agua durante 5 minutos por lo menos, bajo el chorro de agua. 7 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS PRÁCTICA No. 1. TÉCNICAS BÁSICAS DE CARACTERIZACIÓN EN QUÍMICA INORGÁNICA Tipo de Práctica X Presencial Autodirigida Remota Otra, Cuál? Porcentaje de evaluación Horas de la Práctica Temáticas de la práctica 13.12% 3 Parte I: Identificación de los Metales mediante su coloración a la llama. Parte II: Introducción al análisis cualitativo inorgánico: Análisis de algunos Iones. Intencionalidades formativas Propósito Aplicar conceptos teóricos en los procesos experimentales para identificar las características básicas de la Química Inorgánica. Objetivo Identificar cualitativamente las reacciones de compuestos inorgánicos mediante técnicas de coloración a la flama. Meta El aprendiente identificará características compuestos inorgánicos y sus iones. básicas de los Competencia Comprender mediante ensayos de laboratorio el concepto básico de compuesto inorgánico y sus principales características. Parte I. Identificación de los metales mediante su coloración a la llama Fundamentación Teórica Todos los cuerpos emiten energía a ciertas temperaturas. El espectro de la radiación energética emitida es su espectro de emisión. Todos los cuerpos no tienen el mismo espectro de emisión. Esto es, hay cuerpos que emiten en el infrarrojo, por ejemplo, y otros cuerpos no. En realidad, cada uno de los elementos químicos tiene su propio espectro de emisión. Y esto sirve para 8 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS identificarlo y conocer de su existencia en objetos lejanos, inaccesibles para nosotros, como son las estrellas. Así, el sodio tiene su característico espectro de emisión, lo mismo que el calcio, o que el hidrógeno, oxígeno, entre otros. La energía de ionización, también llamada Potencial de Ionización, es la energía que hay que suministrar a un átomo neutro, gaseoso y en estado fundamental, para arrancarle el electrón más débil retenido. En los elementos de una misma familia o grupo la energía de ionización disminuye a medida que aumenta el número atómico, es decir, de arriba abajo. En los elementos de un mismo período, la energía de ionización crece a medida que aumenta el número atómico, es decir, de izquierda a derecha. Descripción de la Práctica Parte I: Se evaluarán por lo menos seis (6) sales de metales que permitan caracterizarlas acorde a la colaración de la flama, para dicho proceso se hará uso de una alambre de platino (previamente tratada para evitar contaminación), se inpregna dicho alambre de la sal a evaluar, se consigna la colaración obtenida y se relaciona la información con el tipo de metal al que corresponda la sal. Recursos a utilizar en la práctica (Equipos / instrumentos) Materiales Placa de porcelana con pozos Vidrios de reloj alambre de platino ó minas de carbón Mechero Bunsen Reactivos Sales de al menos seis diferentes metales Solución de ácido clorhídrico Software a utilizar en la práctica u otro tipo de requerimiento para el desarrollo de la práctica No require software para la realización de la práctica. Seguridad Industrial Se referencian aspectos de seguridad en el laboratorio al inicio de la guía práctica del curso académico. Metodología Conocimiento previo para el desarrollo de la práctica. El aprendiente deberá revisar conceptos básicos sobre espectro de radiación energética, energía de ionización, número atómico, características según periódo y grupo. 9 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS Forma de trabajo: Se organizarán grupos de trabajo (subgrupos) para el desarrollo del componente práctico, para lo cual tendrán acceso a los materiales y reactivos y puedan desarrollar el trabajo práctico. Antes de iniciar el proceso es importante que el tutor acompañante revise conceptos básicos requeridos para el abordaje de la práctica. Procedimiento: 1. Limpiar un alambre de platino para que la coloración que los metales dan a la flama no se altere; para ello lavar el alambre de platino en solución de ácido clorhídrico y luego colocarlo sobre la flama. Si se observa alguna coloración repitir el lavado - calentando hasta que la flama ya no se coloree. Con el alambre limpio, frotarlo sobre la sustancia de uno de los vidrios de reloj para que se le adhiera un poco de sustancia; pasarlo por la flama observando la coloración que se presenta. 2. 3. Limpiar nuevamente el alambre como se hizo en el paso anterior y frotarlo sobre otra de las sustancias, acérquelo a la flama y observa el color que se produce. 4. 5. Repetir el mismo procedimiento para cada una de las sustancias que le sean proporcionadas. Sistema de Evaluación La nota definitiva del proceso práctico se obtiene mediante los siguientes valores porcentuales: 21,00% preinforme de Práctica (individual): corresponde al diagrama de flujo de los procesos de laboratorio, además deberán incluir los cálculos necesarios a cada práctica (cuando así corresponda). El preinforme deberá ser entregado al iniciar la práctica de laboratorio, solo se recibirá en medio físico y de manera individual. El diagrama que deben entregar deberá incluir la práctica a desarrollar. Este preinforme es individual. 36.75% Trabajo y desarrollo del componente práctico (Individual): se evaluará el desempeño en el laboratorio, en el manejo y conocimiento de los procesos y claridad en los conceptos básicos en relación a la práctica desarrollada. 52.50% Informe de Laboratorio (Grupal): durante la inducción de la práctica se especificarán fechas de entrega de informe final, formato de entrega de informe y contenido del mismo. Informe o productos a entregar PREGUNTAS Y EJERCICIOS 1. Anotar los materiales utilizados. 2. Anotar las sustancias empleadas 3. Hacer un cuadro con el nombre de las sustancias, el metal que contienen y el color que presentan al exponerlas a la flama. 4. Cómo identificaría con ayuda de la flama el metal que contiene un compuesto?. 5. ¿Qué tipo de energía es la responsable en los fenómenos de emisión? 6. Explique todos los resultados obtenidos apoyándose en la literatura correspondiente. 10 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS Parte II. Introducción al análisis cualitativo inorgánico: análisis de algunos iones Práctica disponible en: 2+ 2+ + 2Reconocimiento de cationes Pb , Hg , Ag ; anión S http://www.unirioja.es/dptos/dq/docencia/material/obl/OBLFINAL.PDF (práctica 11) Recuperado agosto 2012 Fundamentación Teórica La finalidad de la Química Analítica es la determinación de la composición química de una muestra. Esta determinación puede dirigirse a reconocer los elementos o los grupos químicos presentes en ella (análisis cualitativo) o a calcular también las cantidades de los mismos (análisis cuantitativo). Los métodos tradicionales del análisis cualitativo se basan en una amplia gama de reacciones químicas. Actualmente están siendo desplazados por los modernos métodos llamados instrumentales, en los que el análisis se hace con aparatos más o menos sofisticados y que se fundamentan en fenómenos ópticos y eléctricos, principalmente. Sin embargo, el análisis químico clásico sigue teniendo interés, sobre todo desde el punto de vista didáctico, al ofrecer un claro ejemplo de la aplicación de los principios de los distintos tipos de equilibrio químico. El análisis químico para determinar los elementos presentes en una muestra implica, en definitiva, la identificación de sus constituyentes metales y no metales en forma de cationes y aniones, respectivamente. Para esta identificación será necesario, en primer lugar, aislar el ion a analizar de los otros iones con los que se encuentre mezclado y, una vez aislado, reconocerlo por sus especiales características. La técnica mas utilizada comúnmente para separar un determinado ion de una muestra de otros iones que también se encuentren en ella, consiste en lo siguiente: • Primero, disolver dicha muestra. • Segundo, tratar la disolución resultante con un determinado reactivo con el cual el ion en cuestión forme un compuesto insoluble. Es decir, se trata en definitiva de una separación mediante procesos de precipitación. Una vez aislado el ion en forma de compuesto insoluble, se separa este de la disolución sobrenadante (por filtración, por ejemplo). Así se procederá a la caracterización del ion por reacciones específicas del mismo con determinados reactivos, en ausencia de otros iones que pudieran interferir. La mayoría de estos ensayos de identificación se basan en el color de los productos de reacción. Cuando en una muestra existen muchos cationes diferentes, resulta casi imposible encontrar reactivos adecuados para hacerlos precipitar selectivamente, esto es, uno a uno. Según esto, lo que se ha conseguido es ir precipitándolos en "grandes grupos" de cationes y después los componentes de cada grupo, a su vez, se aíslan por redisolución y precipitación fraccionada con otros reactivos. En este sentido, se han encontrado distintos métodos de separación de grupos de cationes, que constituyen lo que se denomina marcha analítica. La separación de aniones, sin embargo, es menos sistemática. Para la separación e identificación de 11 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS los aniones de una muestra, además de la formación de sales insolubles se emplean, según los casos, la de ácidos débiles y volátiles, la de iones complejos y la de reacciones redox. Descripción de la Práctica Parte II: En este Experimento identificaremos los cationes Pb2+, Hg22+ y Ag+, que constituyen el grupo primero a analizar -o Grupo I- en las marchas analíticas más importantes. Además caracterizaremos el anión sulfuro. 6. Recursos a utilizar en la práctica (Equipos / instrumentos) Materiales Vasos de precipitado 100, 200 mL Cuenta gotas Tubos de Ensayo Estufa de calentamiento Matraz de 100, 200 mL Pinzas para tubo de ensayo Reactivos Agua Destilada HCl concentrado HNO3 concentrado NH3 concentrado Solución K2CrO4 1 M Hg2(NO3)2 0.1 M AgNO3 0,1 M AgCl Hg2Cl2 FeS H2S PbCl2 Pb(NO3)2 Pb(NO3)2 0,1 M ZnCl2 0.1M HgNO3 0,1 N ZnCl2 Software a utilizar en la práctica u otro tipo de requerimiento para el desarrollo de la práctica No require software para la realización de la práctica. 12 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS Seguridad Industrial Se referencian aspectos de seguridad en el laboratorio al inicio de la guía práctica del curso académico. Metodología Conocimiento previo para el desarrollo de la práctica. El aprendiente deberá revisar conceptos básicos sobre Iones y Cationes, tipos de enlace y formación de compuestos, así mismo deberá revisar temáticas relacionadas con reacciones de descomposición. Forma de trabajo: Se organizarán grupos de trabajo (subgrupos) para el desarrollo del componente práctico, para lo cual tendrán acceso a los materiales y reactivos y puedan desarrollar el trabajo práctico. Antes de iniciar el proceso es importante que el tutor acompañante revise conceptos básicos requeridos para el abordaje de la práctica. Procedimiento: I. GRUPO I DE CATIONES: Pb2+, Hg22+ y Ag+ De los iones metálicos comunes solo tres forman cloruros poco solubles y son Ag +, Hg22+ y Pb2+. Por este motivo, al añadir iones Cl- a una disolución se separan estos iones de otros cationes, por formación de un precipitado de sus cloruros. Para separar los tres cationes se pueden emplear las diferencias entre las propiedades de los tres cloruros. En la primera parte de la experiencia, se estudiaran algunas reacciones de identificación de los iones Ag+, Hg22+ y Pb2+, en disolución para que el aprendiente se familiarice con ellas. A partir de estas observaciones el aprendiente estará en condiciones de proponer un método de análisis, separación e identificación de estos iones en una disolución. Preparación de disoluciones. • HCl diluido: ponga en un vaso de precipitados de 100mL, 20mL de agua destilada y añada lentamente 20mL de HCl concentrado. • HNO3 diluido: ponga en un vaso 20mL de agua destilada y añada 10mL de HNO3 concentrado. • NH3 diluido: ponga en un vaso 20mL de agua destilada y añada 20mL de NH3, al 25%. • K2CrO4 1 M: ponga en un t.e. 0,4 g de esta sal, añada 2mL de agua destilada y agite hasta disolución total. • Hg2(NO3)2 0.1 M: (use 2mL de una disolución ya preparada). • AgNO3 0,1 M: (use 2mL de una disolución ya preparada). Nota: Recuerde que estas concentraciones son solo aproximadas. A. Reacciones de cationes. 1) En tres tubos de ensayo convenientemente etiquetados se preparan muestras de cada uno de 13 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS 2) 3) 4) 5) los precipitados AgCl, Hg2Cl2 y PbCl2, añadiendo gota a gota HCl diluido a cada una de las disoluciones previamente preparadas, AgNO3, Hg2(NO3)2 y Pb(NO3)2. Dejar sedimentar los cloruros. Decantar la disolución o eliminarla con un cuentagotas. Descartar la disolución. Agregar a cada uno de los precipitados unos 4 mL de agua destilada y calentarlos en un baño de agua caliente agitando frecuentemente. Cuál de los tres cloruros es mas soluble en agua caliente? Con un cuentagotas se toman unas cinco gotas de la disolución que contiene el cloruro más soluble. Colocarlas en un tubo de ensayo limpio y agregarles otras cinco gotas de disolución de K2CrO4. Anotar los resultados. Retirar los tres tubos del baño de agua caliente y enfriar las soluciones en agua fría. Agitar ocasionalmente. Dejar sedimentar los precipitados y decantar el líquido claro de los tres tubos. Decantar los líquidos pero conservar los precipitados para ulteriores ensayos. Agregar a cada uno de los precipitados 6 mL de NH3 diluido. Agitar. A los tubos de ensayo en los cuales el precipitado se ha disuelto, se les agregan unos 6 mL de disolución de HNO3 diluido. Anotar todos los resultados. 7. B. Reconocimiento de los iones Hg22+, Pb2+, Ag+ en una disolución. Consulte la marcha analítica que ha diseñado con el profesor para el reconocimiento de estos cationes y aplíquela a la disolución problema. Disolución Problema: Grupo I de cationes. • En un t.e. ponga 0,1 g de Pb(NO3)2, 1mL de disolución 0.1 M de Hg2(NO3)2 y 5 mL de disolución 0,1 N de AgNO3 aproximadamente. II. RECONOCIMIENTO DEL ION S2En este apartado detectara el anión S2- de una muestra de un sulfuro metálico, por ejemplo de un sulfuro de hierro(II), FeS. En el caso de este anión se aprovecha la circunstancia de que el acido correspondiente, H2S, es un acido débil y, además gaseoso. Por ello, se puede formar una reacción acido-base de desplazamiento del anión S2- de una de sus sales, mediante la acción de un acido más fuerte. Al ser el sulfuro de hidrogeno un gas, esta reacción se va desplazando rápidamente hacia la derecha. A continuación se identificará el anión S2-. S2- + 2H+ H2S(g) Preparación de disoluciones. • • Pb(NO3)2 0.1 M: ponga en un t.e. 0,06 g de esta sal, añada 2 mL de agua destilada y agite hasta que se disuelva. ZnCl2 0.1M: ponga en un t.e. 0,03 g de esta sal, añada 2 mL de agua destilada y agite hasta disolución total. Modo de operar Tome aproximadamente 0,25 g de la muestra de sulfuro y deposítelos en un matraz de 50 mL. Sitúese en una vitrina del laboratorio y conéctela. Añada al matraz unos 0,5 mL de HCl dil., cójalo con unas pinzas y caliéntelo muy suavemente unos segundos. Para calentar el matraz colóquelo directamente sobre la llama baja del mechero, retirándolo enseguida y volviéndolo a acercar. 14 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS ADVERTENCIA: El H2S es un gas toxico, por lo que debe realizar esta operación en una vitrina (o en su defecto, en la proximidad de una ventana abierta con buena ventilación). Huela el matraz con precaución, una vez retirado del mechero. Nota algún olor especial? Ese olor denota por si solo la presencia de H2S. Siguiendo con las pruebas de detección del H2S. Siempre en vitrina, coloque en el matraz, con la mezcla de reacción de formación de H2S el tubo de desprendimiento. Introduzca el extremo del tubo de desprendimiento dentro de la disolución de que había preparado de ZnCl2. A continuación, saque el tubo de desprendimiento de la disolución de cinc(II), limpie su extremo con un papel de filtro e introdúzcalo esta vez en la disolución Pb(NO3)2. Si es necesario caliente otra vez suavemente la mezcla de la reacción. • • • Observa desprendimiento de un gas? .En que lo nota? .Ha aparecido un precipitado en los dos tubos de ensayo que contienen las soluciones Zn2+ y Pb2+ ? .A que se deben? .De que son, pues, indicio? Por último, añada a estos dos t.e. unos 0,5 mL de HCl dil. Anote lo ocurrido en cada t.e. Terminado el Experimento, haga un breve resumen del mismo en el Cuaderno de Laboratorio. Vuelva a escribir, también en su Cuaderno, las cuestiones a las que ha respondido en el texto durante el desarrollo del Procedimiento Experimental, así como todas las reacciones que han tenido lugar. 1. Sistema de Evaluación La nota definitiva del proceso práctico se obtiene mediante los siguientes valores porcentuales: 21,00% preinforme de Práctica (individual): corresponde al diagrama de flujo de los procesos de laboratorio, además deberán incluir los cálculos necesarios a cada práctica (cuando así corresponda). El preinforme deberá ser entregado al iniciar la práctica de laboratorio, solo se recibirá en medio físico y de manera individual. El diagrama que deben entregar deberá incluir la práctica a desarrollar. Este preinforme es individual. 36.75% Trabajo y desarrollo del componente práctico (Individual): se evaluará el desempeño en el laboratorio, en el manejo y conocimiento de los procesos y claridad en los conceptos básicos en relación a la práctica desarrollada. 52.50% Informe de Laboratorio (Grupal): durante la inducción de la práctica se especificarán fechas de entrega de informe final, formato de entrega de informe y contenido del mismo. Informe o productos a entregar PREGUNTAS Y EJERCICIOS 1 2 3 Anotar los materiales utilizados. Anotar las sustancias empleadas Hacer un cuadro con el nombre de las sustancias, el metal que contienen y el color que presentan al exponerlas a la flama. 15 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS 4 5 6 7 Cómo identificaría con ayuda de la flama el metal que contiene un compuesto?. ¿Qué tipo de energía es la responsable en los fenómenos de emisión? Explique todos los resultados obtenidos apoyándose en la literatura correspondiente. Escribir las ecuaciones correspondientes a todas las reacciones que se producen en este experimento. 8 Construir una marcha analítica indicando la forma de analizar una disolución desconocida que contiene los tres cationes Ag+, Hg22+ y Pb2+ 9 Suponga que tiene una disolución en la que están presentes los iones Pb2+ y Hg22+. Explique un procedimiento para separar ambos iones. 10 Explique la distinta solubilidad del PbS y ZnS en medio acido. Rúbrica de evaluación El tutor en cada centro se basará en la rubrica general de valoración de la actividad asignando los valores porcentuales antes estipulados. La nota definitiva del proceso práctico se obtiene mediante los siguientes valores porcentuales: 21,00% preinforme de Práctica (individual): corresponde al diagrama de flujo de los procesos de laboratorio, además deberán incluir los cálculos necesarios a cada práctica (cuando así corresponda). El preinforme deberá ser entregado al iniciar la práctica de laboratorio, solo se recibirá en medio físico y de manera individual. El diagrama que deben entregar deberá incluir la práctica a desarrollar. Este preinforme es individual. 36.75% Trabajo y desarrollo del componente práctico (Individual): se evaluará el desempeño en el laboratorio, en el manejo y conocimiento de los procesos y claridad en los conceptos básicos en relación a la práctica desarrollada. 52.50% Informe de Laboratorio (Grupal): durante la inducción de la práctica se especificarán fechas de entrega de informe final, formato de entrega de informe y contenido del mismo. Retroalimentación El tutor acompañante de la práctica de laboratorio será el encargado de la retroalimentación del componente práctico, y la nota obtenida en el proceso se ajustará a las rúbricas establecidas para evaluación de preinforme e informe de laboratorio, así mismo se ajustará a los porcentajes planteados para la evaluación del proceso práctico. 16 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS PRÁCTICA No. 2. PROPIEDADES PERIÓDICAS Tipo de Práctica X Presencial Autodirigida Remota Otra, Cuál? Porcentaje de evaluación Horas de la Práctica Temáticas de la práctica 13.12% 3 Parte I. Comportamiento ácido-base en disolución acuosa de óxidos Parte II. Investigación de la tendencia periódica Intencionalidades formativas Propósito Identificar las principales caracteristicas de reactividad y comportamiento químico de los elementos según su ubicación en la tabla periódica de los elementos químicos. Objetivos Observar las tendencias periódicas en la reactividad de los elementos de una misma columna y de un mismo período de la tabla periódica. Evaluar el comportamiento de los óxidos de algunos elementos del segundo y tercer período para formar soluciones ácidas o básicas. Meta El aprendiente identificará características y reacciones químicas tipicas de los elementos químicos de la tabla periódica según su ubicación y características fisicoquímicas. Competencia Reconocer experimentalmente las reacciones químicas típicas de los elementos de la tabla periódica según su ubicación y propiedades. 17 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS PARTE I. COMPORTAMIENTO ÁCIDO-BASE EN DISOLUCIÓN ACUOSA DE ÓXIDOS Práctica disponible en: http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/Practica4Propiedadesperiodicas(Primera parte)_18544.pdf Recuperado: Agosto 2012 Fundamentación Teórica Cada ion puede estar rodeado por moléculas de agua, iones hidróxido e iones óxido, según las condiciones. La pérdida de protones se ve favorecida cuando la carga n+ es alta y el catión es pequeño. En estos casos, las especies predominantes en la primera esfera de coordinación son los iones óxido e hidróxido. Dado que en los equilibrios interviene el ión hidrógeno, también se verán afectados por el pH de la solución. Valores de pH altos, favorecen la pérdida de iones hidrógeno por las moléculas de agua unidas al átomo central, y lo opuesto ocurre al bajar el pH. Además de las especies monoméricas que mencionamos puede aparecer polimerización de los iones en solución acuosa, formándose policationes o polianiones. La polimerización se produce por formación de puentes M-O-M, entre los centros metálicos. Los policationes se forman al agregar una 3+ base a soluciones acuosas de iones como Cr , en una cantidad menor que la estequiométricamente necesaria para la formación del hidróxido : Descripción de la Práctica La practica tiene por finalidad observar elcomportamiento acido – base que presentan en disolución acusos los óxidos de litio, sodio, potasio, magnsesio, calcio, silicio, azufre, carbono, cobre, niquel, aluminio, cinc, hierro y cromo. Para ello se dispondrá los elementos para ser llevados a la flama para observar la combustión, posterior a ello se introducirán en un recipiente con diferentes solventes y se observarán con indicador universal el compartmiento ácido o básico de la solución formada. Recursos a utilizar en la práctica (Equipos / instrumentos) Material Tubos de ensayo Mechero Bunsen Hielo Seco Cucharilla de combustión Lija Frasco con tapa Cabina de extractora Reactivos 18 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS Indicador Universal Agua destilada Hidróxido de Sodio 6M Acido clorhídrico concentrado Trozos de Litio Sodio Potasio Magnesio Calcio Fósforo Azúfre CrO3 ZnO CuO Fe2O3 SiO2 NiO Al2O3 Software a utilizar en la práctica u otro tipo de requerimiento para el desarrollo de la práctica No require software para la realización de la práctica. Seguridad Industrial Se referencian aspectos de seguridad en el laboratorio al inicio de la guía práctica del curso académico. Metodología Conocimiento previo para el desarrollo de la práctica. Debe revisar conceptos relacionados con el comportamiento ácido-base presentan en disolución acuosa los óxidos de litio, sodio, potasio, magnesio, calcio, silicio, azufre, fósforo, carbono, cobre, níquel, aluminio, cinc, hierro y cromo El aprediente deberá revisar con anterioridad las reacciones que suceden en cada uno de los casos, así mismo identificar aquellas reacciones o reactivos que presenten algún tipo de riesgo en su manipulación o en el momento de desarrollar la práctica. Forma de trabajo: Se organizarán grupos de trabajo (subgrupos) para el desarrollo del componente práctico, para lo cual tendrán acceso a los materiales y reactivos y puedan desarrollar el trabajo práctico. Antes de iniciar el proceso es importante que el tutor acompañante revise conceptos básicos requeridos para el abordaje de la práctica. 19 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS Procedimiento: 1. Investigue las precauciones en el manejo de los elementos y compuestos que va a utilizar, en especial del fósforo y de los metales alcalinos, de los óxidos de fósforo y de azufre, del ácido clorhídrico y de la sosa. 2. Prepare tres tubos de ensaye que le servirán como testigos de los cambios de color que presenta el indicador universal en diferentes medios. En el primero de estos tubos coloque 5 mL de agua destilada y dos gotas de indicador universal. En el segundo tubo ponga 5 mL de disolución de hidróxido de sodio (6 M) y dos gotas de indicador universal. Finalmente, agregue al tercer tubo 5 mL de ácido clorhídrico (1:1) y dos gotas de indicador universal. Registre sus resultados en la tabla 1. 3. Registre en la tabla 2 los colores observados en los siguientes experimentos después de agregar el indicador universal. 4. Limpie y lije la cucharilla de combustión con una lija de agua. 5. Coloque en la cucharilla de combustión un trozo pequeño de litio, acérquelo a la flama del mechero, observe la coloración de ésta y permita que se lleve a cabo la combustión. Introduzca la cucharilla con el producto en un frasco que contenga aproximadamente 20 mL de agua destilada. Añada dos o tres gotas de indicador universal. 6. Repita los pasos 4 y 5 con sodio, potasio, magnesio y calcio, tratando de usar porciones similares en todos los casos. 7. En el caso de fósforo y azufre, realice la operación en la campana para evitar una intoxicación por los gases desprendidos. Después de efectuar la combustión, introduzca la cucharilla en un frasco con tapa que contenga alrededor de 20 mL de agua destilada y permita que el gas se disuelva en la misma. Adicione dos gotas de indicador universal. PRECAUCIÓN: NO DEJE SECAR EL FÓSFORO PORQUE PUEDE INCENDIARSE. 8. Utilice un poco de hielo seco como fuente de dióxido de carbono. Coloque un pequeño trozo en 20 mL de agua y añada indicador universal. 9. Utilice una pequeña cantidad de los siguientes óxidos: CrO3, ZnO, CuO, Fe2O3, SiO2, NiO, Al2O3. Coloque en un tubo de ensaye cada uno, adicione 5 mL de agua y observe si hay alguna reacción aparente, si es así, añadir indicador universal. Tabla para registrar resultados: MEDIO Agua destilada Disolución de NaOH Disolución HCl Tabla No. 1. COLOR DEL INDICADOR 20 CARÁCTER ÁCIDO - BASE UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS Escriba en la tabla 2, las ecuaciones correspondientes a las reacciones de formación de los óxidos de los elementos Y las ecuaciones correspondientes a las reacciones de los óxidos con agua. Tabla No. 2. ELEMENTO + OXÍGENO ÓXIDO + AGUA COLOR DEL INDICADOR CARÁCTER ÁCIDO BASE PARTE II. INVESTIGACIÓN DE LA TENDENCIA PERIÓDICA Fundamentación Teórica La ordenación de los elementos en la Tabla Periódica moderna ha sido, y continúa siendo, de gran valor para los químicos y estudiantes de química. Este valor aumenta a medida que se conoce más de esta ciencia. Para un elemento dado, generalmente se pueden obtener los siguientes datos directamente de la tabla: nombre del elemento, símbolo, número atómico, masa atómica, configuración electrónica, número de grupo y de período, y si es metal, no metal o metaloide. Según su ubicación en la tabla periódica, pueden estimarse y compararse muchas de sus propiedades como energía de ionización, densidad, radio atómico, volumen atómico, estados de oxidación, conductancia eléctrica y electronegatividad con las de los demás elementos. Descripción de la Práctica 21 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS La práctica se desarrollará a partir de las propiedades de los elementos químicos, donde se realizarán ensayos que permitan evidenciar el comportamiento ácido y básico de los elementos, de igual manera la manera como se preparan y reaccionan los halógenos (grupo VIIA) de la tabla periódica. Cada reacción estará mediada por condiciones específicas en el procedimiento, entre ellas calentamiento, manejo en condiciones de temperatura ambiente, temperaturas bajo cero, acidificación, basicidad, entre otros. Recursos a utilizar en la práctica (Equipos / instrumentos) Material Balanza con precisión a miligramos Tubos de ensayo Gradilla Pipetas graduadas de 1 mL Pipetas Pasteur Pinzas para tubos de ensayo Mechero Bunsen Papel indicador de pH Reactivos Sodio Yoduro de potasio 0.2 N Solución de yodo 0.1 M Peróxido de sodio Óxido de calcio Hielo Seco Óxido bórico Azufre Hipoclorito de sodio Ácido clorhídrico 6 N Bromuro de potasio 0.2 N Tolueno Solución saturada de bromo Cloruro de potasio 0.2 N Software a utilizar en la práctica u otro tipo de requerimiento para el desarrollo de la práctica No require software para la realización de la práctica. Seguridad Industrial Se referencian aspectos de seguridad en el laboratorio al inicio de la guía práctica del curso académico. 22 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS Metodología Conocimiento previo para el desarrollo de la práctica. Los temas a revisar en la presente práctica refiere las temáticas tratadas en la Unidad Uno capítulo 3 lecciones 12, 13,14 y 15. Por lo anterior es importante que el aprendiente revise los temás relacionados con las características de los elementos químicos acorde a sus propiedades químicas y físicas según los grupos y periódos, reactividad, electronegatividad. El aprediente deberá revisar con anterioridad las reacciones que suceden en cada uno de los casos, así mismo identificar aquellas reacciones o reactivos que presenten algún tipo de riesgo en su manipulación o en el momento de desarrollar la práctica. Forma de trabajo: Se organizarán grupos de trabajo (subgrupos) para el desarrollo del componente práctico, para lo cual tendrán acceso a los materiales y reactivos y puedan desarrollar el trabajo práctico. Antes de iniciar el proceso es importante que el tutor acompañante revise conceptos básicos requeridos para el abordaje de la práctica. Procedimiento: Parte A. Propiedades Ácido-Base del segundo y tercer Periodo. Reacción 1. Oxido de Sodio. El sodio no se transforma fácilmente en un óxido simple ya que al quemarlo se obtiene el peróxido de sodio. El peróxido de sodio es extremadamente reactivo, especialmente con el agua. Colocar una pequeña cantidad de sodio en un tubo de ensayo. Con cuidado agregar 3-5 gotas de agua. Cuando la reacción se haya terminado, agregar otro tanto de agua y así sucesivamente, hasta que ya no haya indicios de que se está llevando a cabo la reacción. Sumerjir en la solución resultante el papel indicador de pH. Registrar el pH obtenido. Cuál es el gas producido en esta reacción?. Reacción 2. Oxido de Calcio. Colocar aproximadamente 10 mg de óxido de calcio en un tubo de ensayo y agregar 0.5 mL de agua. Sumerjir en la solución el papel indicador de pH como se hizo anteriormente. Registrar el pH. Reacción 3. Oxido de Boro. Agregar aproximadamente 10 mg de óxido de boro en un tubo de ensayo. Añadir 0.5 mL de agua y observar los cambios de color en el papel indicador de pH. Registre el pH. Reacción 4. Dióxido de Carbono. Colocar pequeños pedazos de hielo seco con unas pinzas en un tubo de ensayo. Agregar 0.5 mL de agua y rápidamente introducir el papel indicadora de pH. Registrar el pH de la solución resultante. 23 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS Reacción 5. Dióxido de azufre. Tomar 10 mg de azufre en un tubo de ensayo. Introducir el papel indicador de pH previamente humedecido con agua destilada, de forma que quede colgando de la boca del tubo y tapar el tubo con parafilm. Calentar cuidadosamente el tubo acercando el mechero bunsen hasta que el azufre se funda y empiece a reaccionar con el oxígeno del aire. Cuando los óxidos de azufre formados alcancen el papel indicador, se disolverán en el agua para demostrar sus propiedades ácido-básicas. Cuando se observen cambios en los colores de papel indicador, reportar inmediatamente el pH (hacer la lectura sin destapar el tubo). Por último, llevar el tubo de ensayo a la campana de extracción y ahí retirar la película de parafilm. Reacción 6. Oxido de Cloro. Los óxidos de cloro son extremadamente peligrosos y no pueden manejarse en forma segura en un laboratorio de química general. El producto de la reacción del anhídrido perclórico con agua es ácido perclórico. Determinar el pH a 0.5 mL de solución 1 M de ácido perclórico y registrar el valor obtenido. Parte B. Propiedades Preparación y reactividad de los halógenos. Reacción 7. Colocar 1 mL de blanqueador para lavandería en un tubo de ensayo. Los blanqueadores contienen aproximadamente 5% de hipoclorito de sodio. Añadir 0.5 mL de tolueno, se formará un sistema de dos fases. Observar el color del tolueno. Acidificar el sistema con 0.5 mL de ácido clorhídrico 6 N y agitar. ¿Qué indicación tiene de que se ha formado cloro y se ha disuelto en la capa de tolueno? No desechar el tubo ya que se utilizará más adelante. Reacción 8. Reactividad del Bromo. Tomar 1 mL de solución de bromuro de potasio 0.2 N en un tubo de ensayo. Añadir la mitad del tolueno que contiene cloro (reacción 7) usando una pipeta Pasteur. Agite el tubo de ensayo. ¿Se ha llevado a cabo una reacción? ___________________________. ¿Cómo puede saberse? _____________________________________ Reacción 9. Reactividad del Yodo. Colocar 1 mL de solución de yoduro de potasio 0.1 M en un tubo de ensayo. Añadir la otra mitad del tolueno que contiene cloro (reacción 7) usando una pipeta Pasteur. Agitar el tubo de ensayo. ¿Se ha llevado a cabo una reacción? ___________________________. ¿Cómo puede saberse? _____________________________________ Reacción 10. Preparación del bromo. Colocar 1 mL de agua saturada con bromo (en la campana de extracción) en un tubo de ensayo. Agregar 1 mL de tolueno. Agitar el tubo de ensayo y anotar el color del bromo en el tolueno _____________________. Reacción 11. Reactividad del Cloro. A un tubo con 1 mL de solución 0.2 N de cloruro de potasio, agregar la mitad del tolueno que contiene bromo y agitar. ¿Se ha llevado a cabo una reacción? _________________________ ¿Cómo puede saberse? ___________________________ 24 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS Reacción 12. Reactividad del Yodo. A un tubo con 1 mL de solución 0.2 N de yoduro de potasio, agreguar la mitad del tolueno que contiene bromo y agitar. ¿Se ha llevado a cabo una reacción? ______________________ ¿Cómo puede saberse? ____________________________ Reacción 13. Preparación del Yodo. Colocar 1 mL de una solución 0.1 M de yodo en un tubo de ensayo. Agregue 1 mL de tolueno, agitar y observar el color del yodo en el tolueno: ______________________. Reacción 14. Reactividad del Cloro. A 1 mL de solución de cloruro de potasio agregar la mitad del tolueno que contiene yodo, agitar y observar. ¿Se lleva a cabo una reacción?__________________. ¿Cómo puede saberse? ______________________. Reacción 15. Reactividad del Bromo. Llevar a cabo la misma reacción anterior, pero esta vez utilizar 1 mL de solución 0.2 N de bromuro de potasio, agitar y observar. ¿Se ha llevado a cabo una reacción? ______________ ¿Cómo puede saberse? ________________________ REPORTE DE RESULTADOS: A. Propiedades Ácidos – Bases del segundo y tercer periódo. Solución de: pH Ácido o Base Reacción del Oxido con el Agua B. Preparación y Reactividad de los Halógenos Indicar si los reactivos de cada columna reaccionan para desplazar al ion halogenuro en la sal indicada en la columna horizontal, además indicar si la reacción se llevo a cabo. KCl KBr Cloro Bromo Iodo 25 KI UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS Sistema de Evaluación La nota definitiva del proceso práctico se obtiene mediante los siguientes valores porcentuales: 21,00% preinforme de Práctica (individual): corresponde al diagrama de flujo de los procesos de laboratorio, además deberán incluir los cálculos necesarios a cada práctica (cuando así corresponda). El preinforme deberá ser entregado al iniciar la práctica de laboratorio, solo se recibirá en medio físico y de manera individual. El diagrama que deben entregar deberá incluir la práctica a desarrollar. Este preinforme es individual. 36.75% Trabajo y desarrollo del componente práctico (Individual): se evaluará el desempeño en el laboratorio, en el manejo y conocimiento de los procesos y claridad en los conceptos básicos en relación a la práctica desarrollada. 52.50% Informe de Laboratorio (Grupal): durante la inducción de la práctica se especificarán fechas de entrega de informe final, formato de entrega de informe y contenido del mismo. Informe o productos a entregar PREGUNTAS Y EJERCICIOS Con base en los resultados experimentales: 1. ¿Cuál es la tendencia general que puede observarse para la acidez o basicidad de las soluciones de los óxidos cuando se recorre un período de la Tabla Periódica? 2. ¿Que conclusiones se pueden obtener acerca de la reactividad de los halógenos? 3. ¿Esperaría que el flúor sea menos o más reactivo que el cloro? 4. A partir del aspecto que presenta cada uno de los tubos testigo, establezca cómo se relaciona el color del indicador con la acidez o basicidad del medio. 5. Por qué no se utilizaron cobre, silicio, níquel, aluminio, zinc, hierro y cromo en estado elemental para formar los óxidos correspondientes? 6. Qué óxidos reaccionaron con agua? 7. Qué óxidos no reaccionaron con agua? 8. Compare el color de sus tubos testigo con los tubos de los óxidos al reaccionar con agua. 9. Qué comportamiento ácido-base presentan los óxidos de litio, sodio, potasio, magnesio, calcio, silicio, azufre, fósforo, carbono, cobre, níquel, aluminio, cinc, hierro y cromo en disolución acuosa? Sustente cada uno de los resultados obtenidos en la experiencia práctica. Rúbrica de evaluación El tutor en cada centro se basará en la rubrica general de valoración de la actividad asignando los valores porcentuales antes estipulados. La nota definitiva del proceso práctico se obtiene mediante los siguientes valores porcentuales: 21,00% preinforme de Práctica (individual): corresponde al diagrama de flujo de los procesos de laboratorio, además deberán incluir los cálculos necesarios a cada práctica (cuando así corresponda). El preinforme deberá ser entregado al iniciar la práctica de laboratorio, solo se recibirá en medio físico y de manera individual. El diagrama que deben entregar deberá incluir la práctica a desarrollar. Este preinforme es individual. 36.75% Trabajo y desarrollo del componente práctico (Individual): se evaluará el desempeño en el laboratorio, en el manejo y conocimiento de los procesos y claridad en los conceptos básicos en relación a la práctica desarrollada. 26 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS 52.50% Informe de Laboratorio (Grupal): durante la inducción de la práctica se especificarán fechas de entrega de informe final, formato de entrega de informe y contenido del mismo. Retroalimentación El tutor acompañante de la práctica de laboratorio será el encargado de la retroalimentación del componente práctico, y la nota obtenida en el proceso se ajustará a las rúbricas establecidas para evaluación de preinforme e informe de laboratorio, así mismo se ajustará a los porcentajes planteados para la evaluación del proceso práctico. 27 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS PRÁCTICA No. 3. PROPIEDADES FÍSICAS Y ENLACE QUÍMICO EN SÓLIDOS Tipo de Práctica X Presencial Autodirigida Remota Otra, Cuál? Porcentaje de evaluación Horas de la Práctica Temáticas de la práctica 13.12% 3 Procedimiento 1: Puntos de Fusión y solubilidad de sustancias según los diferentes tipos de enlace. Procedimiento 2: Conductividad de sólidos y disoluciones de sustancias con diferentes tipos de enlace: Intencionalidades formativas Propósito Observar mediante pruebas cualitativas el comportamiento de sustancias que corresponden a diferentes tipos de enlace. Objetivo Establecer el comportamiento de las sustancias que presetan diferentes tipos de enlace mediante reacciones cualitativas Meta El aprendiente identifica cualitativamente el comportamiento de las sustancias sólidas frente a sus propiedades físicas y químicas. Competencia Relaciona características fisicas y químicas en las diferentes sustancias que permita establecer el tipo de enlace que establecen. Fundamentación Teórica Las propiedades físicas de sólidos dependen de los enlaces químicos que mantienen unidas a las entidades que los forman. La cantidad, intensidad y naturaleza de estas interacciones confieren propiedades particulares a las sustancias por lo que es posible correlacionar las propiedades de los sólidos con los diferentes tipos de enlace: iónico, covalente, metálico y fuerzas de van der Waals. En esta práctica emplearemos sustancias que pueden servirnos para generalizar las características de estos tipos de enlace aunque hay que tener en mente que siempre hay excepciones. Descripción de la Práctica 2. Mediante el uso de diferentes sustancias sólidas, y la determinación de sus puntos de fusión, grado de solubilidad, conductividad eléctrica y disolución de sustancias se tratará de demostrar el establecimiento de tipos de enlace, su estabilidad y capacidad de reaccionar. 28 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS Recursos a utilizar en la práctica (Equipos / instrumentos) Material Tubos de ensayo Vidrio de Reloj Vasos de precipitado (100, 200 y 500 mL) Balanza Estufa de calentamiento Cucharilla de combustión Mechero Bunsen Gradilla Reactivos Cloruro de sodio Ácido Esteárico Dióxido de Silicio Arena Limadura de hierro Agua destilada Ciclohexano Software a utilizar en la práctica u otro tipo de requerimiento para el desarrollo de la práctica No require software para la realización de la práctica. Seguridad Industrial Se referencian aspectos de seguridad en el laboratorio al inicio de la guía práctica del curso académico. Metodología Conocimiento previo para el desarrollo de la práctica. Se deberá revisar temáticas relacionadas con la manera en los que los átomos se enlazan, tipos de enlace, resistencia de enlace, propiedades físicas y químicas de las sustancias sólidas y reacciones en disolución. El aprediente deberá revisar con anterioridad las reacciones que suceden en cada uno de los casos, así mismo identificar aquellas reacciones o reactivos que presenten algún tipo de riesgo en su manipulación o en el momento de desarrollar la práctica. 29 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS Forma de trabajo: Se organizarán grupos de trabajo (subgrupos) para el desarrollo del componente práctico, para lo cual tendrán acceso a los materiales y reactivos y puedan desarrollar el trabajo práctico. Antes de iniciar el proceso es importante que el tutor acompañante revise conceptos básicos requeridos para el abordaje de la práctica. Procedimiento: Procedimiento 1: Puntos de Fusión y solubilidad de sustancias según los diferentes tipos de enlace. 1. Coloque muestras de 1 g de cloruro de sodio, ácido esteárico, dióxido de silicio (o en su defecto arena), y viruta de hierro en vasos de precipitados o vidrios de reloj. Pruebe la dureza de cada sólido presionándolo contra el fondo con la ayuda de una varilla de agitación. 2. Huela cuidadosamente cada sustancia acercando los vapores de la sustancia hacia tu nariz con la ayuda de tu mano. No lo huela directamente. 3. Coloque por separado porciones pequeñas de cada una de tus muestras en tubos de ensayo. Pruebe el punto de fusión de cada una de ellas en un baño maría. Las sustancias que no se fundan así, deposítelas en una cucharilla de combustión y caliéntalas directamente a la flama por un tiempo máximo de 5 minutos. Quite el sólido de la flama tan pronto como se funda. 4. Coloque cuatro pares de tubos de ensayo en la gradilla. Agregue aproximadamente 0.25 g de NaCl en cada tubo del primer par. Realice lo mismo con los otros sólidos y los tres pares de tubos de ensayo remanentes. Agrega 2.5 mL de agua destilada al primer tubo y 2.5 mL de ciclohexano al segundo tubo de cada par. Pongale los tapones y agítelos. Observe cuidadosamente si se disuelve el sólido. 5. Anote los resultados en la Tabla 1. Tabla No. 1. Tabla de Resultados PROPIEDAD NaCl ÁCIDO ESTEÁRICO Dureza Volatilidad Punto de Fusión Solubilidad en H2O Solubilidad en Ciclohexano Conductividad sólido Conductividad H2O Conductividad en Ciclohexano 30 SiO2 Fe UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS Procedimiento 2: Conductividad de sólidos y disoluciones de sustancias con diferentes tipos de enlace: 1. Pruebe la conductividad de cada una de las muestras colocando separadamente una porción pequeña de éstas en un vidrio de reloj y tocando el sólido con los alambres de un equipo de conductividad simple de bajo voltaje (Pida al docente indicaciones de cómo utilizar el equipo de conductividad). 2. Pruebe la conductividad de los disolventes a emplear (agua destilada y ciclohexano) en un vaso de precipitados de 50 mL o de menor capacidad. Enjuague y seque los electrodos del equipo de conductividad con el disolvente antes y después de cada prueba. Anote tus resultados en la Tabla 1. 3. Pruebe la conductividad de las disoluciones o mezclas disolvente/sólido de las cuatro sustancias empleadas tanto en agua destilada como en ciclohexano. Anote los resultados en la Tabla 1. 4. Se le suministrará un sólido desconocido y trate de clasificarlo en alguna de las cuatro categorías anteriores repitiendo las pruebas sugeridas. 5. Deseche los materiales de acuerdo a las indicaciones de este procedimiento y del tutor. Lavese cuidadosamente las manos y el material de laboratorio antes de salir. Sistema de Evaluación La nota definitiva del proceso práctico se obtiene mediante los siguientes valores porcentuales: 21,00% preinforme de Práctica (individual): corresponde al diagrama de flujo de los procesos de laboratorio, además deberán incluir los cálculos necesarios a cada práctica (cuando así corresponda). El preinforme deberá ser entregado al iniciar la práctica de laboratorio, solo se recibirá en medio físico y de manera individual. El diagrama que deben entregar deberá incluir la práctica a desarrollar. Este preinforme es individual. 36.75% Trabajo y desarrollo del componente práctico (Individual): se evaluará el desempeño en el laboratorio, en el manejo y conocimiento de los procesos y claridad en los conceptos básicos en relación a la práctica desarrollada. 52.50% Informe de Laboratorio (Grupal): durante la inducción de la práctica se especificarán fechas de entrega de informe final, formato de entrega de informe y contenido del mismo. Informe o productos a entregar PREGUNTAS Y EJERCICIOS 1. Investigue las características de los siguientes tipos de enlace químico: iónico, covalente molecular, red covalente, metálico. 2. ¿Es posible obtener alguna información de las fuerzas relativas de los enlaces iónicos y covalente mediante la comparación de los puntos de fusión? Explique. 3. Ordene de mayor a menor la dureza que se esperaría que tengan un sólido formado por cada uno de estos cuatro tipos de enlace, y ordene los sólidos que tienes de acuerdo a la dureza que observaste. ¿Qué tipo de enlace asignaría a cada sólido? 4. Asigne a cada sólido un tipo de enlace con base en tus resultados de volatilidad y punto de fusión. ¿Coincide este orden con el obtenido al analizar su dureza? Explique. 31 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS 5. Desde los inicios de la química, se dice que “semejante disuelve a lo semejante”. Considerando que el agua es un disolvente polar y el ciclohexano es un disolvente no polar, clasifique las interacciones que mantienen a cada uno de los sólidos que empleo como polar o no polar. 6. Los sólidos iónicos tienen aniones y cationes localizados en sitios regulares formando redes cristalinas. ¿Qué tipo de disolvente (polar o no polar) cree que sea capaz de romper las interacciones que mantienen sus estructuras? ¿Coincide con lo observado experimentalmente? 7. Consulte los diferentes tipos de atracciones intermoleculares que mantienen unidas a las moléculas de los sólidos moleculares covalentes y da ejemplos de éstas. 8. ¿Se requiere más energía para perturbar un cristal de un sólido molecular o de un sólido iónico? ¿Por qué? 9. ¿Cómo puedes saber si un sólido cristalino está formado por moléculas o por iones? Explica. 10. Los sólidos de redes covalentes contienen solamente enlaces covalentes primarios. Este tipo de enlaces en una, dos o tres dimensiones da estructuras muy estables. ¿Cómo es el punto de fusión de estos sólidos? 11. Los enlaces metálicos se dan por las interacciones entre los electrones de valencia y los “kernels” positivos de los átomos metálicos. Esto da como resultado un enlace nodireccional y un conjunto de electrones que no están asociados fuertemente con ningún kernel atómico en particular. ¿Qué características físicas dan estos electrones a los metales? 12. Con base en el desarrollo de la práctica justifique la clasificación del sólido desconocido como un sólido iónico, covalente molecular, red covalente o metálico. Rúbrica de evaluación El tutor en cada centro se basará en la rubrica general de valoración de la actividad asignando los valores porcentuales antes estipulados. La nota definitiva del proceso práctico se obtiene mediante los siguientes valores porcentuales: 21,00% preinforme de Práctica (individual): corresponde al diagrama de flujo de los procesos de laboratorio, además deberán incluir los cálculos necesarios a cada práctica (cuando así corresponda). El preinforme deberá ser entregado al iniciar la práctica de laboratorio, solo se recibirá en medio físico y de manera individual. El diagrama que deben entregar deberá incluir la práctica a desarrollar. Este preinforme es individual. 36.75% Trabajo y desarrollo del componente práctico (Individual): se evaluará el desempeño en el laboratorio, en el manejo y conocimiento de los procesos y claridad en los conceptos básicos en relación a la práctica desarrollada. 52.50% Informe de Laboratorio (Grupal): durante la inducción de la práctica se especificarán fechas de entrega de informe final, formato de entrega de informe y contenido del mismo. 32 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS Retroalimentación El tutor acompañante de la práctica de laboratorio será el encargado de la retroalimentación del componente práctico, y la nota obtenida en el proceso se ajustará a las rúbricas establecidas para evaluación de preinforme e informe de laboratorio, así mismo se ajustará a los porcentajes planteados para la evaluación del proceso práctico. PRÁCTICA No. 4. REACCIONES DE ÓXIDO – REDUCCIÓN DEL MANGANESO Tipo de Práctica X Presencial Autodirigida Remota Otra, Cuál? Porcentaje de evaluación Horas de la Práctica Temáticas de la práctica Intencionalidades formativas 13,12% 3 Oxido-reducción Propósito Caracterizar las reacciones de Oxidación –Reducción acorde a los estados de oxidación del Manganeso. Objetivo Observar las características propias de una reacción de oxidación-reducción. Meta El aprendiente relacioná los estados de oxidación del Manganeso con el comportamiento Redox del Manganeso. Competencia Relaciona características de las sales de metales en cuanto a su coloración a la flama. Fundamentación Teórica Muchos elementos poseen más de un estado de oxidación. De entre estos encontramos representantes tanto de los grupos de los elementos principales (los bloques s y p, es decir, elementos como N, S y P) así como de los elementos de transición (los bloques d y f, es decir, elementos como Fe, Co, y Cr). 33 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS El manganeso (Mn), por ejemplo, tiene estados de oxidación correspondientes a +2, +3, +4, +5, +6 y +7. En la mayor parte de los estados de oxidación se presenta de un color característico. En este experimento, se investigarán los estados de oxidación más usuales del manganeso (y más accesibles de obtener), se investigarán reduciendo el Mn+7 del permanganato (MnO4) –1 en una serie de reacciones redox. Durante la reducción, el material que se reduce gana electrones, y consecuentemente tiene un estado de oxidación más bajo. En una solución ácida, por ejemplo, el Mn+7 es reducido a Mn+2 como se muestra en la reacción: KMnO4 + Mn+2 En una solución neutra, el Mn+7 es reducido a Mn+4 como se muestra en la reacción: KMnO4 + MnO2 Mientras que en una solución básica, Mn+7 se reduce a Mn+6: KMnO4 + (MnO4)-2 Ya que los electrones ganados por el manganeso en cada una de las reacciones deben haber venido de alguna parte, por cada material reducido, algunas otras especies deben ser simultáneamente oxidadas. En la oxidación, el material que es oxidado pierde electrones y consecuentemente tiene un aumento en su estado de oxidación. En este experimento el ión sulfito ácido se oxida a ión sulfato: NaHSO3 + (SO4)-2 Descripción de la Práctica Se evaluarán los estados de oxidación más usuales del manganeso, reduciendo el Mn+7 del permanganato (MnO4) –1 en una serie de reacciones redox, para ello se hará reaccionar el Permanganato de Potasio con sulfito ácido de sodio en solución ácida, básica y neutra y se caracterizarán según la coloración obtenida, donde se deberá relacionar el volumen de sulfito de ácido de sodio utilizado. Recursos a utilizar en la práctica (Equipos / instrumentos) Materiales Matraces de 10 mL. Pipeta de 1 mL. Microagitador. Placa de agitación. Micro bureta Soporte para micro bureta. Reactivos Solución de permanganato de potasio 0.01 M. Solución de ácido sulfúrico 0.1 M. 34 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS Solución de sulfito ácido de sodio 0.02 M. Solución de hidróxido de sodio 0.1 M. Software a utilizar en la práctica u otro tipo de requerimiento para el desarrollo de la práctica No require software para la realización de la práctica. Seguridad Industrial Se referencian aspectos de seguridad en el laboratorio al inicio de la guía práctica del curso académico. Metodología Conocimiento previo para el desarrollo de la práctica. El aprendiente deberá revisar conceptos básicos estados de oxidación, reacción del permanganato de potasio en medio básico, neutro y ácido y reacciones colorimétricas según estados de oxidación. Forma de trabajo: Se organizarán grupos de trabajo (subgrupos) para el desarrollo del componente práctico, para lo cual tendrán acceso a los materiales y reactivos y puedan desarrollar el trabajo práctico. Antes de iniciar el proceso es importante que el tutor acompañante revise conceptos básicos requeridos para el abordaje de la práctica. Procedimiento: Utilizando una pipeta coloque 2 mL de solución de permanganato de potasio y un micro agitador a cada uno de los tres matraces. Reacción del Permanganato de Potasio con sulfito de ácido de sodio en solución ácida. a. Agregar 2 mL de solución de ácido sulfúrico al matraz erlenmeyer de 10 mL que contiene permanganato de potasio. b. Colocar un cuadrado de papel blanco de 10 cm x 10 cm sobre la placa de agitación y encima de éste y en el centro de la placa acomodar el matraz con las soluciones. c. Montar el dispositivo indicado para sostener la microbureta. d. Llenar la microbureta con solución de sulfito ácido de sodio hasta la marca de cero. e. Enciender el botón de la placa de agitación y ajústarlo para una agitación moderada. f. Añadir la solución de sulfito al matraz con permanganato, con cuidado, por goteo lento. g. El color púrpura de la solución desaparecerá cuando la reacción se haya completado. El manganeso es reducido de un (Mn+7) púrpura intenso a un (Mn+2) color canela pálido. Registrar el volumen de sulfito ácido de sodio consumido en la reacción: _______________ mL. 35 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS Reacción del Permanganato de Potasio con sulfito ácido de sodio en solución Neutra. a. Colocar un matraz de 10 mL con solución de permanganato sobre la placa de agitación. b. Llenar la microbureta con solución de sulfito ácido de sodio hasta la marca de cero. c. Encender el botón de la placa de agitación y ajústarlo para una agitación moderada. d. Añadir la solución de sulfito ácido de sodio al matraz con permanganato, con cuidado, por goteo lento. e. El color púrpura del (Mn+7) se transformará a color café conforme se produce una suspensión de (Mn+4). Registrar el volumen de solución de sulfito ácido de sodio: _________________ mL. Reacción del Permanganato de Potasio con sulfito ácido de sodio en solución Básica. a. Añadir al matraz con permanganato restante, 2 mL de solución de hidróxido de sodio y colocarlo sobre la placa de agitación. b. Usando la microbureta, llenar hasta la marca de cero, agregar la solución de sulfito ácido de sodio hasta que el (Mn+7) cambie a manganato (Mn+6) de color verde oscuro. Registrar el volumen de sulfito ácido de sodio gastado: _________________ mL. 3. Sistema de Evaluación La nota definitiva del proceso práctico se obtiene mediante los siguientes valores porcentuales: 21,00% preinforme de Práctica (individual): corresponde al diagrama de flujo de los procesos de laboratorio, además deberán incluir los cálculos necesarios a cada práctica (cuando así corresponda). El preinforme deberá ser entregado al iniciar la práctica de laboratorio, solo se recibirá en medio físico y de manera individual. El diagrama que deben entregar deberá incluir la práctica a desarrollar. Este preinforme es individual. 36.75% Trabajo y desarrollo del componente práctico (Individual): se evaluará el desempeño en el laboratorio, en el manejo y conocimiento de los procesos y claridad en los conceptos básicos en relación a la práctica desarrollada. 52.50% Informe de Laboratorio (Grupal): durante la inducción de la práctica se especificarán fechas de entrega de informe final, formato de entrega de informe y contenido del mismo. Informe o productos a entregar PREGUNTAS Y EJERCICIOS 1. ¿Por qué cree que se gastaron diferentes volúmenes de sulfito ácido de sodio si en las tres reacciones efectuadas se empleó el mismo volumen de solución de permanganato de potasio (2 mL)? 2. ¿Por qué se dice que la oxidación y la reducción son procesos complementarios? 3. ¿Cuál es el número de oxidación de cada uno de los elementos de los siguientes compuestos? a. NaCl b. O2 c. RbIO3 d. H2SO3 4. a. b. En las siguientes ecuaciones identifique: el elemento que se oxida y el elemento que se reduce Cuál compuesto es el agente oxidante y cual es el agente reductor. Cr + HCl CrCl3 + H2 Cl2 + NaBr NaCl + Br2 36 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS 5. Zn + S ZnS Balancea las siguientes ecuaciones por óxido-reducción: AgNO3 + Pb Pb(NO3)2 + Ag MnO2 + HBr MnBr2 + Br2 + H2O Rúbrica de evaluación El tutor en cada centro se basará en la rubrica general de valoración de la actividad asignando los valores porcentuales antes estipulados. La nota definitiva del proceso práctico se obtiene mediante los siguientes valores porcentuales: 21,00% preinforme de Práctica (individual): corresponde al diagrama de flujo de los procesos de laboratorio, además deberán incluir los cálculos necesarios a cada práctica (cuando así corresponda). El preinforme deberá ser entregado al iniciar la práctica de laboratorio, solo se recibirá en medio físico y de manera individual. El diagrama que deben entregar deberá incluir la práctica a desarrollar. Este preinforme es individual. 36.75% Trabajo y desarrollo del componente práctico (Individual): se evaluará el desempeño en el laboratorio, en el manejo y conocimiento de los procesos y claridad en los conceptos básicos en relación a la práctica desarrollada. 52.50% Informe de Laboratorio (Grupal): durante la inducción de la práctica se especificarán fechas de entrega de informe final, formato de entrega de informe y contenido del mismo. Retroalimentación El tutor acompañante de la práctica de laboratorio será el encargado de la retroalimentación del componente práctico, y la nota obtenida en el proceso se ajustará a las rúbricas establecidas para evaluación de preinforme e informe de laboratorio, así mismo se ajustará a los porcentajes planteados para la evaluación del proceso práctico. 37 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS PRÁCTICA No. 5. IDENTIFICACIÓN DE METALES ALCALINOS Y ALCALINOTÉRREOS Práctica disponible en: http://es.calameo.com/read/000567948eb588f6bef0f (Práctica 12) recuperado: Agosto 2012 Tipo de Práctica X Presencial Autodirigida Remota Otra, Cuál? Porcentaje de evaluación Horas de la Práctica Temáticas de la práctica 13,12% 2 Parte I. Ensayos sobre solidos alcalinos. Parte II. Reacción de Ca y Mg con agua y ácidos. Parte III. Comupuestos de Ba. Intencionalidades formativas Propósito Identificar las principales características de los metales alcalinos y alcalinotérreos cuando se observan mediante ensayos a la llama. Objetivo Observar las diferentes reacciones e identificción de los metales alcalinos y alcalinotérreos. Meta Establecer diferencias concretas de la manera como reaccionan y se evidencias las características físicas y químicas de los metales alcalinos y alcalinotérreos cuando son observados mediante ensayos a la flama. Competencia Relacionar datos experimentales y teóricos sobre las principales características físicas y químicas de los metales alcalinos y alcalinotérreos. 38 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS Fundamentación Teórica Los elementos del Grupo I”A”; los metales alcalinos son los más típicos en los que respecta a las propiedades físicas y químicas. Los átomos de cada elemento contienen un electrón de valencia que, cuando se pierde, dejan una configuración electrónica similar a la del gas inerte que precede inmediatmante al elemento en la tabla periodica. Los metales alcalinos exhiben, por consiguiente un estado de oxidación característico de +1 y forman compuestos electrovalentes. Químicamente son muy reactivos y por eso no se encuentran libres nunca en la naturaleza. Sus compuestos son en general muy solubles en agua. Todos reaccionan con agua, liberando hidrógeno, y se combinian con muchos no metales, formando compuestos binarios. Forman sales típicas, como cluroros, nitratos, sulfatos, fosfatos y carbonatos. Cada metal alcalino da un color definido a la llama de un mechero de Bunsen, lo mismo en estado libre que en forma de compuestos. Tal ensayo a la llama es útil para su identificación. Descripción de la Práctica Mediante ensayos cualitativos por flama, se podrán observar coloraciones características de los metales alcalinos. Se harán ensayos sobre diferentes soluciones de metales alcalinos con el fin de observar dichas características, las cuales son las mismas en estado lbire que en forma de compuesto. Recursos a utilizar en la práctica (Equipos / instrumentos) Materiales Asa de platino. Mecher de Bunsen Espátula Tubos de ensayo grandes Pinzas para tubos de ensayo Vaso de precipitado de 50 mL. Reactivos Cloruro de sodio 0,05 M Cloruro de potasio 0,05M Cloruro de litio 0,05M Cloruro de cesio 0,05 M Cloruro de Bario 0,05 M Cloruro de estroncio 0,05 M Acido Clorhídrico 0,05 M Cloruro de cobre 0,05 M Cloruro de calcio 0,05 M Carbonato de Sodio 0,05 M 39 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS Sulfato de Potasio 0,05 M Cromato de Potasio 0,05 M. Cloruro de Bario 1 N Agua destilada Software a utilizar en la práctica u otro tipo de requerimiento para el desarrollo de la práctica No require software para la realización de la práctica. Seguridad Industrial Se referencian aspectos de seguridad en el laboratorio al inicio de la guía práctica del curso académico. Metodología Conocimiento previo para el desarrollo de la práctica. Características físicas y químicas de los metales alcalinos, formación de comupuestos en diferentes solventes. Deberán consultar con antelación los diferentes tipos de reacciones posibles que tiene los metales alcalinos. Forma de trabajo: Se organizarán grupos de trabajo (subgrupos) para el desarrollo del componente práctico, para lo cual tendrán acceso a los materiales y reactivos y puedan desarrollar el trabajo práctico. Antes de iniciar el proceso es importante que el tutor acompañante revise conceptos básicos requeridos para el abordaje de la práctica. Procedimiento: Parte I. 1 Coloque el asa de alumnio sobre la llama del mechero de bunsen si la llama se colorea, indica que hay impurezas en e l alambre, apr eleminars se sumerge el asa de alumnio en solución de HCl en un tubo de esnayo y se lleva nuevamente a la llama. 2 Una vez limpio se sumerge en cada una de las soluciones preparadas, limpiando con HCl el asa de platino después de cada prueba. Observe las reacciones. Parte II. Reacción de Ca y Mg con agua y ácidos. 1 Poner un trocito de calcio en un tubo de ensayo que tenga 10 mL de agua. Repetir el experimeinto usando un trocito de Magnesio. Recoger el gas que se desprende, con un tubo de ensayo y t aparlo, luego se acerca la boca del tubo invertido a una llama. Explicar las observaciones realizadas y escribir las ecuaciones. 2 Peteir el paso anterior usando HCl diluido en lugar de agua. Escbirir reacciones. 40 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS Parte III. Comupuestos de Ba. 1 2 En tres tubos de ensayo grandes, colocar 10 mL de agua y 10 mL de solución de cloruro de bario 1N Al primer tubo añadir 10 mL de solución de carbonato de sodio, al segundo 10 mL de solución de sulfato de potasio, y al tercero, 10 mL de solución de dicromato de potsio. Observar el color de lso preciptados que se forman. Escribir las ecuaciones. Sistema de Evaluación La nota definitiva del proceso práctico se obtiene mediante los siguientes valores porcentuales: 21,00% preinforme de Práctica (individual): corresponde al diagrama de flujo de los procesos de laboratorio, además deberán incluir los cálculos necesarios a cada práctica (cuando así corresponda). El preinforme deberá ser entregado al iniciar la práctica de laboratorio, solo se recibirá en medio físico y de manera individual. El diagrama que deben entregar deberá incluir la práctica a desarrollar. Este preinforme es individual. 36.75% Trabajo y desarrollo del componente práctico (Individual): se evaluará el desempeño en el laboratorio, en el manejo y conocimiento de los procesos y claridad en los conceptos básicos en relación a la práctica desarrollada. 52.50% Informe de Laboratorio (Grupal): durante la inducción de la práctica se especificarán fechas de entrega de informe final, formato de entrega de informe y contenido del mismo. Informe o productos a entregar PREGUNTAS Y EJERCICIOS 1 2 3 4 5 6 Porqué algunos elementos imparten color a la llama. Dibujar estructuras de: a. Atomos de sodio, b. un átomo de Cesio. En qué son similares los átomos de los metales alcalinos? Discutir el estado natural del sodio y el potasio en fución de: a. La forma en que se encuentran; b. las cantidades relativas en que se encuentran. Comparar: a. la estructura; b. las cantidades relativas; c. las propiedades químicas del átomo de sodio y el ión de sodio. Enumero los óxidosque se forman con los metales alcalinotérreos. Rúbrica de evaluación El tutor en cada centro se basará en la rubrica general de valoración de la actividad asignando los valores porcentuales antes estipulados. La nota definitiva del proceso práctico se obtiene mediante los siguientes valores porcentuales: 21,00% preinforme de Práctica (individual): corresponde al diagrama de flujo de los procesos de laboratorio, además deberán incluir los cálculos necesarios a cada práctica (cuando así corresponda). El preinforme deberá ser entregado al iniciar la práctica de laboratorio, solo se recibirá en medio físico y de manera individual. El diagrama que deben entregar deberá incluir la práctica a desarrollar. Este preinforme es individual. 36.75% Trabajo y desarrollo del componente práctico (Individual): se evaluará el desempeño 41 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS en el laboratorio, en el manejo y conocimiento de los procesos y claridad en los conceptos básicos en relación a la práctica desarrollada. 52.50% Informe de Laboratorio (Grupal): durante la inducción de la práctica se especificarán fechas de entrega de informe final, formato de entrega de informe y contenido del mismo. Retroalimentación El tutor acompañante de la práctica de laboratorio será el encargado de la retroalimentación del componente práctico, y la nota obtenida en el proceso se ajustará a las rúbricas establecidas para evaluación de preinforme e informe de laboratorio, así mismo se ajustará a los porcentajes planteados para la evaluación del proceso práctico. 42 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS PRÁCTICA No. 6. PROPIEDADES DE ALGUNOS ELEMENTOS DEL GRUPO IV A Práctica disponible en: http://es.calameo.com/read/000567948eb588f6bef0f Práctica (11) Recuperado: Agosto 2012 Tipo de Práctica X Presencial Autodirigida Remota Otra, Cuál? Porcentaje de evaluación Horas de la Práctica Temáticas de la práctica Intencionalidades formativas 13,12% 2 Características físicas, químicas y de reactividad de los elementos del grupo IVA de la tabla periódica Propósito Mediante procesos experimentales caracterizar las reacciones básicas de los elementos del grupo IVA Objetivo Observar algunas propiedades de los elementos del Grupo IV”A” Meta Aplicar métodos de análisis cualitativo para identificar características físicas y químicas de los elementos del grupo IVA Competencia Apropiar conceptos básicos características fisicas y químicas de los elementos del grupo IVA Fundamentación Teórica Los elementos del grupo IV “A” son cabono, silicio, germanio, estaño y plomo, cada uno de los cuales contiene cuatro electrones de valencia. Es decir los elementos se encuentran a medio camino entre los elementos fuertemente electronegativos de los grupos VA, VIA y VIIIA y los fuertemente electropositivos de los grupos IA, IIA y IIIA. Por consiguiente, se espera que estos elementos lo mismo ganen cuatro electrones que pierdan otros cuatro cuando entren en coambinación química con otros elementos. 43 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS El primer miembro del grupo, el carbono, muestra claramente propiedades no metálicas, mientras que los restantes miembros, silicio, germanio, estaño y plomo, van incrementado las propiedades metálicas. El carbono se encuentra en estado libre en forma de carbón, diamante y grafito y en forma de compeustos tales como CO2, gran parte del cual se origina de plantas y animales. Los constituyentes volátiles del carbón de piedra, gas natural y petróleo, están formados principalmente de compuestos de carbono. El silicio, germanio, estaño y plomo no se encuentran en estado libre en la naturaleza. Descripción de la Práctica Se obtendrán e identificarán dos gases distintos aprovechando sus propiedades para identificarlos, utilizando el método de obtención de gases en jeringas, para ello se aprovecharán las propiedades de inflamabilidad del hidrógeno para comprobar que se ha obtenido este gas. Recursos a utilizar en la práctica (Equipos / instrumentos) Materiales Mechero bunsen Gradilla Tubos de ensayo Espátula Bureta Pinzas para bureta Soporte Vaso de precipietado Fibra de vidrio Reactivos Carbón vegetal Grafito Oxido de plomo Acido sulfúrico Hidróxido de sodio 6 N Acido Clorhídrico 6 N Tiras de magnesio Sulfato de sodio Nitrato de Plomo Dicromato de potasio Cloruro de sodio Acetado de plomo. Software a utilizar en la práctica u otro tipo de requerimiento para el desarrollo de la práctica 44 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS No require software para la realización de la práctica. Seguridad Industrial Se referencian aspectos de seguridad en el laboratorio al inicio de la guía práctica del curso académico. Metodología Conocimiento previo para el desarrollo de la práctica. El aprendiente deberá revisar los planteamientos teóricos en torno a las características físicas, químicas y de reactividad de los elementos del grupo IVA. Forma de trabajo: Se organizarán grupos de trabajo (subgrupos) para el desarrollo del componente práctico, para lo cual tendrán acceso a los materiales y reactivos y puedan desarrollar el trabajo práctico. Antes de iniciar el proceso es importante que el tutor acompañante revise conceptos básicos requeridos para el abordaje de la práctica. Procedimiento: 1 2 3 4 5 6 En un tubo de ensayo poner un trocito de carbón y añadir un (1) mL de ácido sulfúrico. Anotar observaciones. En un tubo de ensayo poner un trozo de carbón y añadir un (1) mL de hidróxido de sodio; calentarlo observar que le sucede al carbón. Adsorción de una solución. En una bureta, añadir sucesivamente 1 cm de lana de vidrio y carbón activo. Dejar pasar lentamente a través del carbón 50 mL de una solución de índigo. Examinar el líquido obtenido. Montar un generador de CO2 como lo indica el docente. Colocar trozos de mármol en el matraz de 500mL. Añadir agua hasta cubrir los trozos de mármol, luego, porciones de HCl 6N para obtener el tipo de evolución deseado de CO2. Recoger varios frascos de CO2. Colocar una vela encendida de 5 cm de longitud en el fondo de un recipiente. Verter el CO2 de una de las botellas en el recipiente. Explicar lo que sucede. Poner una tira de Mg de 15 cm de longitud, encendida, en una botella de CO2. Explicar de dónde procede el carbón que se forma y por qué este gas mantiene la combustión. Sistema de Evaluación 45 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS La nota definitiva del proceso práctico se obtiene mediante los siguientes valores porcentuales: 21,00% preinforme de Práctica (individual): corresponde al diagrama de flujo de los procesos de laboratorio, además deberán incluir los cálculos necesarios a cada práctica (cuando así corresponda). El preinforme deberá ser entregado al iniciar la práctica de laboratorio, solo se recibirá en medio físico y de manera individual. El diagrama que deben entregar deberá incluir la práctica a desarrollar. Este preinforme es individual. 36.75% Trabajo y desarrollo del componente práctico (Individual): se evaluará el desempeño en el laboratorio, en el manejo y conocimiento de los procesos y claridad en los conceptos básicos en relación a la práctica desarrollada. 52.50% Informe de Laboratorio (Grupal): durante la inducción de la práctica se especificarán fechas de entrega de informe final, formato de entrega de informe y contenido del mismo. Informe o productos a entregar PREGUNTAS Y EJERCICIOS Resolver lo siguientes cuestionamientos: 1 2 3 4 5 6 Describir las propiedades generales de los elementos del grupo IVA Describir las propiedades anfóteras de los elementos del grupo IVA Citar diversos usos comerciales de los elementos de este grupo. Qué es el carbón activo Distinguir entre adsorción y absorción Cuáles son las principales reacciones de los elementos del grupo IVA Rúbrica de evaluación El tutor en cada centro se basará en la rubrica general de valoración de la actividad asignando los valores porcentuales antes estipulados. La nota definitiva del proceso práctico se obtiene mediante los siguientes valores porcentuales: 21,00% preinforme de Práctica (individual): corresponde al diagrama de flujo de los procesos de laboratorio, además deberán incluir los cálculos necesarios a cada práctica (cuando así corresponda). El preinforme deberá ser entregado al iniciar la práctica de laboratorio, solo se recibirá en medio físico y de manera individual. El diagrama que deben entregar deberá incluir la práctica a desarrollar. Este preinforme es individual. 36.75% Trabajo y desarrollo del componente práctico (Individual): se evaluará el desempeño en el laboratorio, en el manejo y conocimiento de los procesos y claridad en los conceptos básicos en relación a la práctica desarrollada. 52.50% Informe de Laboratorio (Grupal): durante la inducción de la práctica se especificarán fechas de entrega de informe final, formato de entrega de informe y contenido del mismo. Retroalimentación El tutor acompañante de la práctica de laboratorio será el encargado de la retroalimentación del componente práctico, y la nota obtenida en el proceso se ajustará a las rúbricas establecidas para evaluación de preinforme e informe de laboratorio, así mismo se ajustará a los porcentajes planteados para la evaluación del proceso práctico. 46 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS PRÁCTICA No. 7. PROPIEDADES DEL AZUFRE Y SUS COMPUESTOS Práctica disponible en: http://es.calameo.com/read/000567948eb588f6bef0f Práctica (10) Recuperado: Agosto 2012 Tipo de Práctica X Presencial Autodirigida Remota Otra, Cuál? Porcentaje de evaluación Horas de la Práctica Temáticas de la práctica Intencionalidades formativas 13,12% 3 Características físicas, químicas y de reactividad de los elementos del grupo VIA de la tabla periódica Propósito Mediante procesos experimentales caracterizar las reacciones básicas de los elementos del grupo VIA Objetivos Diferenciar las formas alotrópicas de azufre. Preparar y observar alguans reacciones características de los compuestos del azufre. Meta Aplicar métodos de análisis cualitativo para identificar características físicas y químicas de los elementos del grupo VIA Competencia Apropiar conceptos básicos características fisicas y químicas de los elementos del grupo VIA Fundamentación Teórica Los primeros tres grupos (oxígeno, azufre y selenio) son no metales, y los dos últimos son (teluro y polonio) son metaloides. En la naturaleza se encuentran en forma elemental, con H2S y SO2, en minerales de sulfuros metálicos, y como sulfatos tales como el yeso y anhidrita, sulfato magnésico, etc. 47 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS El azufre se obtiene en gran escala a partir de hidrocarburso gaseosos natrauels. El azufre es un sólido amarillo, insípido e inodoro (pf. 112°C), es insoluble en agua, pero soluble en disolfuro de carbono. Por calentamiento se transforma lentamente en azufre monoclínico (119°C), el cual consta de unidades S8. El azufre muestra una variedad de números de oxidación en sus compuestos. Forma iones polisulfuros S62-. Presenta dos formas cristalinas: las rómbicas que funden a 112,8°C y tienen una densidad de 2,07 g/mL y las monoclínicas, que funde a 119°C y tienen una densidad de 1,96 g/mL. El azufre se combina casi con todos los metales y metaloides forma sulfuros. La mayor parte del azufre se emplea para la preparación del ácido sulfúrico. Descripción de la Práctica Mediante compuestos de azufre se realizarán una serie de ensayos mediante reacciones que permitan establecersus propiedades alotrópicas, y que se reflejan en los compuestos del grupo VIA. Recursos a utilizar en la práctica (Equipos / instrumentos) Materiales Embudo Matraz de 125 mL Papel filtro Vidrio de reloj Vaso precipitado de 250 mL Mechero bunsen Soporte y aros Crisol Tubos de ensayo grandes Tela de asbesto Probeta de 100 mL Espátula Pipeta de 5 mL Reactivos Azufre Disulfuro de carbono Permanganato de potasio 0,05N Sulfuro de amonio Dicromato de potasio 0,05 M Acido clorhídrico Ácido sulfúrico Peróxido de hidrógeno Sacarosa diluida Agua destilada 48 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS Software a utilizar en la práctica u otro tipo de requerimiento para el desarrollo de la práctica No require software para la realización de la práctica. Seguridad Industrial Se referencian aspectos de seguridad en el laboratorio al inicio de la guía práctica del curso académico. Metodología Conocimiento previo para el desarrollo de la práctica. El aprendiente deberá revisar los planteamientos teóricos en torno a las características físicas, químicas y de reactividad de los elementos del grupo VIA. Forma de trabajo: Se organizarán grupos de trabajo (subgrupos) para el desarrollo del componente práctico, para lo cual tendrán acceso a los materiales y reactivos y puedan desarrollar el trabajo práctico. Antes de iniciar el proceso es importante que el tutor acompañante revise conceptos básicos requeridos para el abordaje de la práctica. Procedimiento: 1 2 3 En un tubo de ensayo se coloca una pequeña cantidad de azufre, se agrega agua, se sgita y se observa si es o no soluble. Tomar nota de la observación. Se calienta el tubo de ensayo en el mechero yse observa la solubilidad. Anotar las observaciones. En un tubo de ensayo seco, se coloca una pequeña cantidad de azufre y se agregan unos 5 mL de CS2. Cuidado: el disulfuro de carbono es “venenoso” e inflamable, no se debe utilizar cuando exista alguna llama en el laboratorio o debe inhalarse. Hacer preferiblemente en campa de extracción. 4 5 Se agita y se vierte el contenido en un vidrio de reloj, se deja evaporar el disulfuro de: a. carbono, cuando esto ocurra se observa con una lupa el contenido del vidrio de reloj. b. Obtenido. Cómo se llama esta forma alotrópica del azufre? Filtrar 50 mL de CS2 que se hayan saturado con S. colocar el filtrado en un matraz. Taparlo 49 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS 6 7 8 con un vidrio de reloj y dejarlo en reposo durante varios días hasta que se haya evaporado el CS2. Observe la formación de cristales rómbicos del S. Llenar con azufre en polvo un tubo de esnayo hasta sus 2/3 partes. Calentar intensamente hasta obtener un fluido negruzco; verter el fulido en un vaso de agua fría. Examinar el S plástico. Poner 50 mL de (NH4)2S en un vaso de precipitado de 100 mL. Añadir lentamente HCl hasta que la precipitación sea completa. Observa el S precipitado. Colocar 50 mL de KMnO4 diluido y 50 mL de K2Cr2O7, en solución en vaso de 200 mL, añadir 50 mL de HCl 6N a cada vaso y, después H2S hasta que desaparezca el color con el “Sulfridrador” (prepararlo en un tubo de ensayo agregar pirita y H2SO4 concentrado y calentarlo, el gas que se desprendaz suministrarlo por medio del generador a cada uno de los vasos). PROPIEDADES DEL H2SO4: Afinidad con el agua: preparar dos vasos de 100 mL cda uno con 25 mL de H2SO4 concentrado y el otro con una disolución de sacaraso (30 g de sacarosa en 35 mL de agua). Verte ambos líquidos simultáneamente en un vaso de 500 mL. Observar la masa. Sistema de Evaluación La nota definitiva del proceso práctico se obtiene mediante los siguientes valores porcentuales: 21,00% preinforme de Práctica (individual): corresponde al diagrama de flujo de los procesos de laboratorio, además deberán incluir los cálculos necesarios a cada práctica (cuando así corresponda). El preinforme deberá ser entregado al iniciar la práctica de laboratorio, solo se recibirá en medio físico y de manera individual. El diagrama que deben entregar deberá incluir la práctica a desarrollar. Este preinforme es individual. 36.75% Trabajo y desarrollo del componente práctico (Individual): se evaluará el desempeño en el laboratorio, en el manejo y conocimiento de los procesos y claridad en los conceptos básicos en relación a la práctica desarrollada. 52.50% Informe de Laboratorio (Grupal): durante la inducción de la práctica se especificarán fechas de entrega de informe final, formato de entrega de informe y contenido del mismo. Informe o productos a entregar PREGUNTAS Y EJERCICIOS Resolver lo siguientes cuestionamientos: 1 2 Definir alotropía Discrutir las formas alotrópicas de los elementos del grupo VIA Rúbrica de evaluación El tutor en cada centro se basará en la rubrica general de valoración de la actividad asignando los valores porcentuales antes estipulados. La nota definitiva del proceso práctico se obtiene mediante los siguientes valores porcentuales: 50 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS 21,00% preinforme de Práctica (individual): corresponde al diagrama de flujo de los procesos de laboratorio, además deberán incluir los cálculos necesarios a cada práctica (cuando así corresponda). El preinforme deberá ser entregado al iniciar la práctica de laboratorio, solo se recibirá en medio físico y de manera individual. El diagrama que deben entregar deberá incluir la práctica a desarrollar. Este preinforme es individual. 36.75% Trabajo y desarrollo del componente práctico (Individual): se evaluará el desempeño en el laboratorio, en el manejo y conocimiento de los procesos y claridad en los conceptos básicos en relación a la práctica desarrollada. 52.50% Informe de Laboratorio (Grupal): durante la inducción de la práctica se especificarán fechas de entrega de informe final, formato de entrega de informe y contenido del mismo. Retroalimentación El tutor acompañante de la práctica de laboratorio será el encargado de la retroalimentación del componente práctico, y la nota obtenida en el proceso se ajustará a las rúbricas establecidas para evaluación de preinforme e informe de laboratorio, así mismo se ajustará a los porcentajes planteados para la evaluación del proceso práctico. 51 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS PRÁCTICA No. 8. GENERACIÓN E IDENTIFICACIÓN DE GASES Tipo de Práctica X Presencial Autodirigida Remota Otra, Cuál? Porcentaje de evaluación Horas de la Práctica Temáticas de la práctica Intencionalidades formativas 13,12% 2 Gases – Producción de gases Propósito Mediante procesos experimentales lograr preparar oxígeno e hidrógeno para su posterior análisis e identificación. Objetivos Conocer el proceso experimental en la preparación de oxígeno e hidrógeno. Realizar pruebas de identificación para cada uno de los gases obtenidos. Utilizar el método de obtención de gases en jeringas. Meta Aplicar el método de obtención de gases en jeringa para obtener e identificar dos gases. Competencia Apropiar conceptos básicos sobre gases que permitan su caracterización e identificación. Fundamentación Teórica Existen muchos elementos y compuestos que a temperatura ambiente se encuentran en estado gaseoso. Las moléculas de las sustancias en estado gaseoso se encuentran muy separadas unas de otras y prácticamente no existe fuerza de atracción entre ellas. Los gases son distintos de los sólidos y líquidos en muchos aspectos, tales como la capacidad de expandirse espontáneamente hasta llenar el recipiente que los contiene, adoptando la forma y el volumen del mismo, también se pueden comprimir al aplicarles presión, en tanto que los sólidos y los líquidos son 52 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS prácticamente incompresibles. Los gases presentan fenómenos como la difusión, que consiste en formar mezclas homogéneas con otros gases, sin importar la proporción o identidad de los demás gases. En los siguientes experimentos se obtendrán e identificarán dos gases distintos aprovechando sus propiedades para identificarlos, utilizando el método de obtención de gases en jeringas. I. OBTENCIÓN DE OXÍGENO El oxígeno es un gas inodoro, incoloro e insípido. Fue descubierto por Joseph Priestley en Inglaterra en 1774 quien lo llamo “aire desflogistado” pues no supo que había descubierto un nuevo elemento. Fue Antoine Lavoisier quien reconoció que se trataba de un nuevo elemento químico y lo llamó oxígeno nombre que se deriva del griego y quiere decir generador de ácidos. Es el elemento más abundante de la corteza terrestre. Se encuentra libre en la naturaleza como el segundo componente más abundante en la atmósfera (21%), después del nitrógeno y combinado con otros elementos forma infinidad de compuestos, entre ellos, el SiO2, presente en la arena y H2O, el agua, que es el más importante de todos. Durante la respiración los organismos toman el oxígeno de la atmósfera y devuelven bióxido de carbono, en tanto que las plantas verdes durante la fotosíntesis asimilan el bióxido de carbono y en presencia de la luz solar producen oxígeno. Casi todo el oxígeno que se encuentra libre en la atmósfera proviene de la fotosíntesis. El oxígeno gaseoso que se encuentra en las partes bajas de la atmósfera está formado casi en su totalidad por moléculas biatómicas O2, en cambio, en las partes altas de la atmósfera hay además una proporción importante de moléculas de O3, otra forma de oxígeno que se conoce como ozono y que protege a la tierra de los rayos ultravioleta del sol. A la combinación de sustancias con el oxígeno en la que se produce bióxido de carbono y agua, con el desprendimiento de luz y calor se llama combustión. La combustión solamente se lleva a cabo en presencia de oxígeno. Industrialmente, el oxígeno se obtiene de la atmósfera por medio de la destilación fraccionada del aire líquido. El oxígeno tiene muchos usos. En estado líquido es un componente del combustible para los cohetes. Se utiliza en la industria, en la fabricación de acero. También tiene un uso importante en la medicina, en inhaladores e incubadoras para bebés. II. OBTENCIÓN DE HIDRÓGENO El hidrógeno es un gas incoloro, inodoro e inflamable, que cuando se quema forma agua, de ahí se deriva su nombre que viene del griego y significa “formador de agua”. Su símbolo es H y cuando se encuentra libre en la naturaleza esta formado por dos átomos por lo que su fórmula es H2. En la atmósfera su contenido es bajo porque continuamente se escapa al espacio. En la tierra es el noveno elemento en abundancia pero en el Universo es el más abundante: el 75% de toda la materia del Universo está formada por hidrógeno. En las estrellas el hidrógeno se convierte en el elemento que le sigue en peso, el helio, por medio de un proceso que se conoce como fusión nuclear, 53 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS durante el cual se genera la energía de las estrellas como el Sol. El hidrógeno se utiliza principalmente en la elaboración de diversos productos de la industria química y también se ha usado como combustible para los cohetes espaciales. Antiguamente se usaba para inflar globos que resultaran más ligeros que el aire, pero por su inflamabilidad resultaba peligroso, por lo que actualmente se utiliza helio en lugar de hidrógeno. Cuando el hidrógeno se encuentra combinado con otros elementos, forma gran variedad de compuestos entre ellos el agua, los ácidos, los hidrocarburos como la gasolina y es parte indispensable de todas las sustancias que forman a los seres vivos, como los carbohidratos y las proteínas. En el siguiente experimento se aprovecha la propiedad de inflamabilidad del hidrógeno para comprobar que se ha obtenido este gas. III. OBTENCIÓN DE GASES EN JERINGAS El doctor Bruce Mattson, de la Universidad Creighton, en Omaha, Nebraska, en los Estados Unidos, ha diseñado un método para realizar las reacciones de obtención de productos gaseosos utilizando jeringas, lo que permite que el gasto de reactivos sea muy pequeño y el equipo a utilizar muy sencillo. El siguiente procedimiento es una adaptación de su sistema a los materiales de que disponemos. Para la obtención de distintos gases por este método se debe seguir el procedimiento que se indica en literal III planteado en el procedimiento de la práctica, se debe tener en cuenta que los reactivos variarán dependiendo del experimento. Descripción de la Práctica Se obtendrán e identificarán dos gases distintos aprovechando sus propiedades para identificarlos, utilizando el método de obtención de gases en jeringas, para ello se aprovecharán las propiedades de inflamabilidad del hidrógeno para comprobar que se ha obtenido este gas. Recursos a utilizar en la práctica (Equipos / instrumentos) Materiales Jeringa de 20 mL preparada para la obtención de gases (ver abajo descripción del procedimento) Tapa de plástico para reactivos sólidos (que quepa en el cuerpo de la jeringa) Palillo de madera Espátula (o popote cortado en diagonal) Cerillos Vaso de precipitados de 20 mL Espátula (o popote cortado en diagonal) 1 jeringa de 20 mL, con su aguja 1 matraz de bola, fondo plano, o erlenmeyer, o una botella cuyo cuello permita sostener la jeringa boca abajo sin que la jeringa caiga dentro del recipiente Aceite mineral para lubricar la jeringa Mechero Bunsen Frascos de boca ancha 54 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS Tubos de ensayo Soporte universal Reactivos Agua oxigenada de 11 volúmenes (peróxido de hidrógeno al 3%) Yoduro de potasio Aceite mineral (para lubricar el émbolo de la jeringa) Ácido clorhídrico 6M Papel aluminio Detergente líquido para lavar platos Bicarbonato de sodio (NaHCO3) Aceite mineral (para lubricar el émbolo de la jeringa) Acido nítrico Acido clorhídrico Aluminio Cobre Cinc Plomo Ácido Sulfúrico Acido Acético Clorato de potasio Agua destilada Peróxido de hidrógeno Dióxido de manganeso. Software a utilizar en la práctica u otro tipo de requerimiento para el desarrollo de la práctica No require software para la realización de la práctica. Seguridad Industrial Se referencian aspectos de seguridad en el laboratorio al inicio de la guía práctica del curso académico. Metodología Conocimiento previo para el desarrollo de la práctica. El aprendiente deberá revisar las temáticas planteadas en el unidad III capitulo 8, con el fin de fortalecer, discutir y profundizar en los conceptos básicos sobre gases, comportamiento, evaluación e identificación. Forma de trabajo: Se organizarán grupos de trabajo (subgrupos) para el desarrollo del componente práctico, para lo cual tendrán acceso a los materiales y reactivos y puedan desarrollar el trabajo práctico. 55 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS Antes de iniciar el proceso es importante que el tutor acompañante revise conceptos básicos requeridos para el abordaje de la práctica. Procedimiento: I. OBTENCIÓN DE OXÍGENO Parte I: 1 Se coloca la mezcla de clorato de potasio en polvo y dióxido de manganeso, dentro del tubo pyrex se tapa con el tapón de hule que tiene el tubo de desprendimiento. 2 Se calienta la mezcla suavemente, comenzando por el tubo externo superior del tubo hasta que el calor sea uniforme y se deprenda el oxígeno en corriente moderada (cuando haya salida de burbujas dentro del fracco colcado en la cuba hdroneumática). 3 El gas que se recibe dentro de los fracos de boca ancha (que previamente han sido llenados de agua hasta el ras) el oxígeno producido por desalojamiento del agua. 4 Se trapan el fraco con un vidrio de reloj dentro de la cuba hdironeumática, después se sacan de la cuba y se colocan boca arriba sobre la mesa de trabajo sin quitarles el vidrio de reloj. 5 Se saca el tubo de desprendimiento de la cuba y se retira el mechero del aparato generador de oxígeno. 6 Ya que el clorato de potasio se descompone lentamente, se acelera la reacción agregándole dióxido de manganeso como catalizador positivo. 7 Tocar la parte inferior del matraz y anote el cambio de temperatura. Parte II: 1 Se toma un tubo de ensayo que contenga oxígeno y, sin destaparlo completamente, se introduce en el un palillo o una astilla de madera con punto de ignición. Observe y anote lo que le ocurre a la madera. Observe uno de los frascos que contiene oxígeno gaseoso y anote sobre las siguientes propiedades : a. estado físico. b. Color c. Olor d. Estado físico II. OBTENCIÓN DE HIDRÓGENO 1 2 Se pesa un gramo de aluminio y se lagregan 2 mL de ácido sulfúrico y se observa la reacción. Si hay desprendimiento de gases se recogen en un tubo de ensayo invertido, poniéndose en la boca del tubo que se desprenden los gases y se tapa con el dedo índice y se destapa al momento que se acerque al fuego. El procedimiento se repite con cada uno de los ácidos y metales(ácido sulfúrico, ácido nítrico, ácido clorhídrico, ácido acético, aluminio, cobre, cinc y plomo), y en cada una de las reacciones observe y escriba reacciones. 56 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS III. OBTENCIÓN DE GASES EN JERINGAS 1. Colocar la aguja en la punta de la jeringa, y con la llama de una vela calentar la base de la aguja (donde se une al cono de plástico) de manera que ésta se afloje, y entonces halar la aguja hasta que se desprenda de su base (Figura 1). 2. Calentando de nuevo la punta de la jeringa, y con la ayuda de una espátula de metal, sellar con el mismo plástico derretido el hueco que dejo la aguja (Figura 2). Esperar a que se enfríe, y desenroscar la tapa. Esta será la tapa de la jeringa. 3. Lubricar la parte negra del émbolo de la jeringa, aplicando una pequeña cantidad de aceite mineral, para permitir que el émbolo corra suavemente en la jeringa. 4. Tomar el reactivo sólido y depositarlo en la tapa de plástica. 5. Llenar completamente con agua el cuerpo de la jeringa, tapando la punta con el dedo (Figura 3). 6. Depositar en la superficie del agua la tapa que contiene el reactivo sólido (Figura 4). 57 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS 7. Dejar escapar el agua, retirando el dedo para que el reactivo sólido baje hasta el fondo de la jeringa. Tenga cuidado de no derramar el contenido de la tapa con el reactivo. (Figura 5). La jeringa debe mantenerse en todo momento en posición vertical como lo indica la figura. 8. Apoyando el cuerpo de la jeringa en la boca del matraz (o recipiente), introducir el émbolo hasta que tope con la tapa que contiene el reactivo sólido (Figura 6). 9. Introducir la cantidad indicada de reactivo líquido, succionándolo con la jeringa (Figura 7). 58 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS 10. Tapar la punta de la jeringa con su tapa (figura 8). 11. Agitar la jeringa para permitir que se mezclen los reactivos. Al comenzar la reacción, el gas que se genera moverá el émbolo hacia fuera (o podrá requerirse ayudar al émbolo a salir, jalándolo suavemente). (Figura 9). 12. Cuando se haya obtenido la cantidad deseada de gas (no más de 20 mL), deberá detener la reacción. Girar la jeringa de manera que la punta quede hacia arriba y, con cuidado (pues el gas puede estar bajo presión), se le quita la tapa (Figura 10). 59 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS 13. Girar la jeringa 180º y deseche el exceso de reactivo líquido en un recipiente (Figura 11). 14. No se debe quitar la tapa de la jeringa cuando ésta esta boca abajo, pues el reactivo líquido se salpicaría en forma de spray fuera de la jeringa. Tapar inmedianteamente la jeringa para evitar escape de gas. Sistema de Evaluación La nota definitiva del proceso práctico se obtiene mediante los siguientes valores porcentuales: 21,00% preinforme de Práctica (individual): corresponde al diagrama de flujo de los procesos de laboratorio, además deberán incluir los cálculos necesarios a cada práctica (cuando así corresponda). El preinforme deberá ser entregado al iniciar la práctica de laboratorio, solo se recibirá en medio físico y de manera individual. El diagrama que deben entregar deberá incluir la práctica a desarrollar. Este preinforme es individual. 36.75% Trabajo y desarrollo del componente práctico (Individual): se evaluará el desempeño en el laboratorio, en el manejo y conocimiento de los procesos y claridad en los conceptos básicos en relación a la práctica desarrollada. 52.50% Informe de Laboratorio (Grupal): durante la inducción de la práctica se especificarán fechas de entrega de informe final, formato de entrega de informe y contenido del mismo. Informe o productos a entregar PREGUNTAS Y EJERCICIOS Resolver lo siguientes cuestionamientos: 1. En el laboratorio se prepara hidrógeno gaseoso haciendo reaccionar zinc metálico con ácido clorhídrico. El otro productoes cloruro de zinc, ZnCl2. Cuántos mililitros de H2(g), recolectados sobre 60 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS agua, a una preseión barométrica de 751,8 mmHg y a una temperatura de 21,2°C, se pueden formar teóricamente a partir de 0,783 g de Zn t yb exceso de ácido clorhídrico?. 2. Industrialmente, el cloruro de hidrógeno gaseoso se fabrica combinando hidrógeno con cloro: H2(g) + Cl2(g) 2HCl(g) La reacción es completa. Si se mezclan 362 mL de hidrógeno con 345 mL de cloro, a. Cuántos mililitros de H2 habrá presentes después de terminadas la reacción? b. Cuántos mililitros de Cl2? c. Cuántos mililitros de HCl? Nota: todos los volúmenes se miden bajo las mismas condiciones de temperatura y presión. 3. Consulte sobre métodos de evaluación de compuestos gasesos, y establezca un parelelo entre cada una de las metodologías consultadas. 4. Por qué el oxígeno puede guardarse en frascos con la boca hacia arriba. 5. La reacción de descomposición del peróxido de hidrógeno es? 6. El número de oxidación del oxígeno en el peróxido de hidrógeno corresponde a: 7. Que cambio químico sufrió el óxido de manganeso II al calentarse? 8. De un ejemplo de hidrógeno como agente oxidante y otro como agente reductor. Explique sus ejemplos. 9. El hidrógeno presenta tres tipos de enlace en sus compuestos. Describa cada tipo con un ejemplo. 10. Los elementos número 17 y 20 forman compuestos con el hidrógeno. Busque las fórmulas de estos dos compeustos y compare con su comportamiento químico con el agua. Rúbrica de evaluación El tutor en cada centro se basará en la rubrica general de valoración de la actividad asignando los valores porcentuales antes estipulados. La nota definitiva del proceso práctico se obtiene mediante los siguientes valores porcentuales: 21,00% preinforme de Práctica (individual): corresponde al diagrama de flujo de los procesos de laboratorio, además deberán incluir los cálculos necesarios a cada práctica (cuando así corresponda). El preinforme deberá ser entregado al iniciar la práctica de laboratorio, solo se recibirá en medio físico y de manera individual. El diagrama que deben entregar deberá incluir la práctica a desarrollar. Este preinforme es individual. 36.75% Trabajo y desarrollo del componente práctico (Individual): se evaluará el desempeño en el laboratorio, en el manejo y conocimiento de los procesos y claridad en los conceptos básicos en relación a la práctica desarrollada. 52.50% Informe de Laboratorio (Grupal): durante la inducción de la práctica se especificarán fechas de entrega de informe final, formato de entrega de informe y contenido del mismo. Retroalimentación El tutor acompañante de la práctica de laboratorio será el encargado de la retroalimentación del componente práctico, y la nota obtenida en el proceso se ajustará a las rúbricas establecidas para evaluación de preinforme e informe de laboratorio, así mismo se ajustará a los porcentajes planteados para la evaluación del proceso práctico. 61 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS RUBRICA GENERAL DE EVALUACIÓN DEL PREINFORME DE LABORATORIO PUNTAJE MINIMO PUNTAJE MEDIO PRESENTACION DEL DOCUMENTO El documento presentado no se El documento se presenta de presenta de manera ordenada y manera ordenada pero no acorde a normas de Icontec o conserva normas básicas para APA. (0 puntos) la presentación de trabajos escritos. (1 puntos) El documento tiene amplios errores ortográficos, de redacción y no hace uso apropiado de la simbología química. (0 puntos) CONTENIDO No presenta diagrama de flujo(0 puntos) La información presentada como diagrama de flujo no tiene orden lógico ni es relevante en el abordaje del tema (0 puntos) No describe las principales características de los reactivos a utilizar en la práctica de laboratorio. (0 puntos) BIBLIOGRAFÍA E INFOGRAFÍA No se cita bibliografía que soporte la temática abordada desde la fundamentación teórica y/o conceptual. (0 puntos) La bibliografía e infografía referida en el documento es insuficiente y desactualizada. (0 puntos) El documento no presenta por lo menos uno de los parámetros relacionados con ortografía, redacción y simbología Quìmica. (1 puntos) PUNTAJE ALTO El documento es presentado de manera adecuada, ordenada y ajustado a las normas de presentación de documentos escritos. (3 puntos) El documento presenta una buena redacción, ortografía y hace uso adecuado de la simbología quìmica. (3 puntos) PUNTAJE TOTAL 3 3 Referencia la información pero no corresponde a un diagrama de flujo. (2puntos) Presenta el diagrama de flujo según el modelo establecido o modelos equivalentes (5 puntos) La información presentada como diagrama de flujo no cumple con una de las siguiente características: Orden y relevancia de en la información (2 puntos) Enlista los reactivos y solventes a utilizar en la práctica de laboratorio, pero no las describe según lo solicitad. (3 puntos) El diagrama de flujo plantea información ordenada y relevante (5 puntos) 3 Lista los reactivos, solventes y materiales de mayor relevancia a utilizar en la práctica, además los describe acorde a las características de mayor relevancia en cuanto a su manipulación y cuidados (7 puntos) 4 Se cita bibliografía pero no se relaciona dentro de la temática abordada, ni conserva las normas para citar las mismas. (2 puntos) Se cita bibliografía acorde a la norma y se relaciona de manera adecuada dentro del soporte teórico y/o conceptual de la temática abordada. (4 puntos) La bibliografía referida es actualizada (no mayor a 5 años de antigüedad) y suficiente y de carácter científico (no menos de 10 citas). (3 puntos) 2 TOTAL 20 La bibliografía referida en el documento es suficiente (no menos de 10 citas) pero esta desactualizada. (1 puntos) 62 3 2 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS RUBRICA GENERAL DE EVALUACIÓN DEL INFORME DE LABORATORIO PUNTAJE MINIMO PUNTAJE MEDIO PUNTAJE ALTO El documento se presenta de manera ordenada pero no conserva normas básicas para la presentación de trabajos escritos. (1 puntos) El documento es presentado de manera adecuada, ordenada y ajustado a las normas de presentación de documentos escritos. (2 puntos) Describe el proceso metodológico desarrollado, pero no lo hace de manera clara y detallada (1puntos) Describe de manera clara y detallada el proceso metodológico desarrollado (3 puntos) Presenta resultados, pero de manera desordenada y poco clara. (1 puntos) Los datos presentados en los resultados se presentan incompletos y no se ajustan a las observaciones. (2 puntos) Presenta resultados de manera ordenada y clara. (2 puntos) Los datos presentados en los resultados se ajustan de manera adecuada a las observaciones realizadas. (6 puntos) 2 El análisis de datos no es soportado mediante información comprobable. (0 puntos) El análisis de datos se soporta en información parcialmente comprobable. (2 puntos) Los datos relacionados se expresan de manera ordenada y coherente. (5 puntos) El análisis de datos presentado son el producto de la relación e integración de la totalidad de datos referidos. (5 puntos) El análisis de datos se soporta en información comprobable o se apoya en gráficos e imágenes productos del proceso experimental. (5 puntos) 5 El análisis de datos presentado no es el producto de los datos relacionados. (0 puntos) Relaciona los datos obtenidos pero no lo hace de manera coherente y ordenada. (2 puntos) El análisis de datos presentado solo se basa parcialmente en los datos referenciados. (2 puntos) Las conclusiones son relevantes y generan o conducen a la generación de un nuevo conocimiento o a la comprobación de los ya establecidos. (5 puntos) Las conclusiones son claras y ajustadas a las observaciones y datos recopilados. (5 puntos) Las conclusiones son soportadas en los datos obtenidos y en los marcos 5 PRESENTACION El documento presentado no se presenta de manera ordenada y acorde a normas de Icontec o APA. (0 puntos) METODOLOGÍA No describe el metodológico (0 puntos) proceso RESULTADOS No presenta resultados. puntos) (0 Los datos presentados en los resultados no se ajustan a las observaciones realizadas y a los datos obtenidos. (0 puntos) ANALISIS DE RESULTADOS No relaciona los datos obtenidos de manera coherente y ordenada los datos obtenidos. (0 puntos) CONCLUSIONES Las conclusiones no son relevantes y ni generan o conducen a la generación de un nuevo conocimiento o a la comprobación de los ya establecidos. (0 puntos) Las conclusiones presentadas no son claras ni se sustentadas en las observaciones y datos recopilados. (0 puntos) Las conclusiones no se soportan en los datos obtenidos, no se soportan en los marcos teóricos y/o Las conclusiones son claras, pero no se ajustan a las observaciones y datos relacionados. (2 puntos) Las conclusiones se soportan en los datos obtenidos pero no en los marcos teóricos y/o 63 PUNTAJE TOTAL 2 3 6 5 5 5 6 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS conceptuales de la abordada. (0 puntos) temática BIBLIOGRAFÍA E INFOGRAFÍA No se cita bibliografía que soporte la temática abordada desde la fundamentación teórica y/o conceptual. (0 puntos) conceptuales de la temática abordada. (2 puntos) teóricos y/o conceptuales de la temática abordada. (6 puntos) Se cita bibliografía pero no se relaciona dentro de la temática abordada, ni conserva las normas para citar las mismas. (3 puntos) Se cita bibliografía acorde a la norma y se relaciona de manera adecuada dentro del soporte teórico y/o conceptual de la temática abordada. (5 puntos) 5 TOTAL 50 Retroalimentación El tutor acompañante de la práctica de laboratorio será el encargado de la retroalimentación del componente práctico, y la nota obtenida en el proceso se ajustará a las rúbricas establecidas para evaluación de preinforme e informe de laboratorio, así mismo se ajustará a los porcentajes planteados para la evaluación del proceso práctico. RUBRICA GENERAL DE EVALUACIÓN DESEMPEÑO EN LABORATORIO ITEM PUNTAJE TOTAL 5 PUNTUALIDAD INTERPRETACION CONCEPTUAL 15 15 HABILIDAD EN EL DESARROLLO DE LA PRÁCTICA TOTAL 35 La valoración será responsabilidad del tutor del componente práctico, así mismo se fundamentará en las observaciones que se realizan en el desempeño práctico. 64 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CUSO: 401523 – FENOMENOLOGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS BIBLIOGRAFÍA E INFOGRAFÍA R. H. Petrucci, W. S. Harwood, F. G. Herring, Química General, 8ª ed.; Prentice Hall, 2003. Gómez Díaz, J. J. y Rodríguez Moreno, G. N. Prácticas de química II. Dirección General de Educación Tecnológica Industrial, SEP. 2007. Norman, J. Análisis cualitativo y química inorgánica. Cía. Editorial Continental S.A. de C.V., México. 2009 Obendrauf, V. Taller de Química Instantánea. Centro Mexicano de Química en Microescala. Universidad Iberoamericana. Mayo, 2002. Materiales de laboratorio en vidrio y otros materiales. http://medicina.usac.edu.gt/quimica/eqlab/Equipo_de_Laboratorio.htm 65