Preparación de H2, y O2 para comprobar sus propiedades Químicas

Obtención y propiedades de hidrógeno y oxígeno.
Objetivo:
Obtener hidrógeno y oxígeno y mostrar algunas de sus propiedades físicas y químicas
Tarea previa
1.- ¿Qué es una explosión y qué es una implosión?
2.- Escribe la reacción de descomposición del agua oxigenada
3.- Escribe la reacción que se lleva a cabo entre el agua oxigenada y el yoduro.
Material
Lentes de seguridad
Pipeta Pasteur
Jeringas de plástico de 60 mL con tapón o llave de paso
Tapones de plástico para introducir los reactivos en las jeringas
2 botellas de plástico de 100 mL para sostener las jeringas
bandeja de plástico de 250-400 mL
charolas de plástico para pesar
mangueras de hule delgadas de 0.5 mm de diámetro de 15 cm y 3 cm
tubos de ensayo de 10 y 25 mL
Encendedor piezoeléctrico
Grasa de silicón
Reactivos para Hidrógeno
30 miligramos de cinc metálico
HCl 6M
Alambre de cobre, o lana de cobre
Solución al 3% de jabón líquido
Reactivos Para Oxígeno
3 mL de solución de H2O2 al 6%
100 mg de KI en polvo
Procedimiento Experimental. Primera parte: Obtención de los gases
Sigue el procedimiento de Mattson, descrito en el apéndice de obtención de gases por el
método de las jeringas.
Obtención de hidrógeno
La producción de H2 es muy rápida y normalmente en 30 segundos se obtiene una jeringa
de 60 mL.
Coloca los 30 mg de cinc metálico en un vial de plástico plano, para que flote en la parte
superior del cañón lleno de agua.
Coloque 1.5 mL de HCl 6M en una charolita de plástico y succione esta sustancia con la
jeringa.
Escribe la ecuación balanceada correspondiente a la obtención del hidrógeno:
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H2 y O2
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Obtención de oxígeno
La producción de O2 no es muy rápida y para producir una jeringa de 60 mL se requiere
aproximadamente 1 minuto. Cuando se esté produciendo el O2 jala el émbolo de la jeringa
ligeramente para tener el gas a baja presión, y agite la jeringa.
Coloca los 50 mg de KI en polvo en el vial plano, para que flote en la parte superior del
cañón lleno de agua.
Coloca 3 mL del H2O2 al 6% en una charolita de plástico y succiona esta sustancia con la
jeringa.
Escribe la ecuación balanceada correspondiente a la obtención de H2
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Reactividad del H2 y del O2
1.- Combustión del hidrógeno.
-Llena un tubo de ensayo pequeño con agua e inviértelo en una cuba de agua adecuada,
conecta la manguera de hule de 15 cm de largo a la salida de la jeringa.
-Desplaza el agua con el hidrógeno gaseoso, como se muestra en la Figura 1. Separa el tubo
de ensayo del agua y sostén la boca hacia abajo y acércalo a una vela encendida.
-Repite este experimento desplazando la mitad del volumen del tubo con H2 y la otra mitad
con O2 e igualmente acerca este tubo a la vela encendida.
Figura 1
¿Cómo difiere el resultado obtenido en el primer experimento del obtenido en el
segundo? ¿A qué atribuyes esa diferencia?
H2 y O2
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2.- Combustión de materia orgánica.
-Transfiere O2 de la jeringa a un tubo de ensayo de 15 cm de alto por desplazamiento de
aire, enciende una pajilla y apágala, introduciéndola inmediatamente en el tubo de O2.
-Anota tus observaciones y explícalas.
3.- Conversión reversible de Cu metálico y óxido de cobre(II)
-Utiliza alambre o lana de cobre para llenar una pipeta Pasteur, sosteniendo la pipeta en una
posición horizontal. (Figura 2)
Figura 2
Paso 1. (Precaución: Asegúrate que tus compañeros de al lado y de enfrente no estén
produciendo hidrógeno y entonces prosigue a encender el mechero). Calienta la pipeta
que contiene cobre metálico (lana de cobre) unos 30 segundos y pase 60 mL de oxígeno
pipeta mientras continúa con el calentamiento. Anota tus observaciones y escribe la
reacción que se lleva cabo, identificando al oxidante y al reductor.
Paso 2. Conecta la jeringa llena de hidrógeno a la pipeta Pasteur que contiene el compuesto
de cobre obtenido en el Paso 1 (Precaución: Asegúrate que tus compañeros de al lado y
de enfrente no estén produciendo hidrógeno y entonces prosigue a encender el
mechero) calienta la pipeta con el contenido del Paso 1 del experimento y pasa lentamente
60 mL de H2 continuando el calentamiento. Anota tus observaciones y escribe la reacción
que se lleva a cabo, identificando al oxidante y al reductor.
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4.- Fabricación de un cohete
-Corta el final de una pipeta Beral dejándole aprox. 2 cm de tallo unido al bulbo (Figura3).
-Llénala de agua, añádale por desplazamiento la mezcla O2-H2 y sostén el bulbo y la
jeringa a 45°.
-Rápidamente ponga el alambre del encendedor piezoeléctrico sobre la boca de la pipeta
(cohete), siempre con el bulbo hacia arriba.
-Deja algo de agua en el tallo del cohete, el final del alambre debe estar arriba del agua en
laregión del gas del cohete, no dirijas el cohete a nadie de enfrente, enciende la chispa y el
cohete volará hasta 10 metros.
Figura 3
Propiedades del O2
1.- Transfiera O2 de la jeringa a un tubo de ensayo de 15 cm de alto por desplazamiento de
aire, encienda una pajilla y apáguela, inmediatamente introduzca en el tubo de O2 la pajilla,
la cual nuevamente se encenderá; añada agua de cal al tubo y anote lo que observe.
Exprese lo observado con ecuaciones químicas.
2.- Utilizando gases de tanques disponibles en el laboratorio, llena (no demasiado) un globo
con oxígeno y otro con nitrógeno. Acerca a cada uno de ellos un imán y compara su
comportamiento.
¿Cómo se explica a nivel electrónico la diferencia en el comportamiento magnético de estos
dos gases? ¿Cómo se le llama a cada comportamiento?
Bibliografía
Wulfsberg, G. Principles of Descriptive Inorganic Chemistry. University Science Books,
Mill Valley, California, 1991
Mattson, Bruce. Microscale Gas chemistry Experiments with Oxygen Chem. 13 News.
(1997). January.
http://antoine.frostburg.edu/chem/senese/101/kinetics/faq/mechanism-h2o2-iodide.shtml
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