Propiedades

 

 Videos: Redes cristalinas

 

Practica: Acidos y Bases

Objetivo: Identificar las propiedades características de los acidos y bases para poder clasificar las sustancias

Hipótesis: Conocer las propiedades de los acidos y bases con las sustancias utilizadas mas o menos se podrá saber como se clasifican, pero para comprobarlo utilizamos el indicador universal y poder clasificar cada sustancia como acido o base.



Material:
 6 tubos de ensayo
 pipeta
 vaso de porcelana
 vasos de precipitados
 pipeta


Sustancias:
Agua destilada
Hidróxido de amonio
Vinagre
Indicador universal
Cacahuate
Crema hidratante
Pasta de dientes
Papas
Salsa valentina
Jabón
Shampoo
Mantecadas



Procedimiento:
Machacamos las sustancias solidas en el vaso de porcelana y luego lo colocamos en el tubo de ensayo y agregamos agua destilada, le agregamos indicador universal y lo mezclamos y pudimos observar el color, los tonos rojizos son ácidos y tonos moradizos son bases y así pudimos clasificar cada una de las sustancias. Al final buscamos neutralizar las sustancias con un tono verde con ayuda de hidróxido de amonio y vinagre.

Conclusiones y Análisis

Los ácidos y bases tienen propiedades diferentes los pudimos clasificar con ayuda del indicador universal los ácidos tienen tonos rojizos y las bases tonos moradizos

PORTAL ACADEMICO (Oxigeno, componente activo del aire)

Introducción
Con este material reconocerás y entenderás la importancia del oxígeno en el proceso de reacción con metales y no metales, así como el cambio de éstos en presencia de agua. Dicho proceso, conocido como oxidación, lo podemos observar en las tuberías, en la herrería y es relevante en las industrias de la construcción y marítima, ya que ésta última tiene un gasto de millones de pesos al año para combatirla. La oxidación también tiene que ver con la combustión que usas a diario al calentar alimentos en la estufa ó el agua para bañarte, así como la que ocurre en el motor de los automóviles y, en la síntesis de algunos medicamentos.

Reaccion con metales
Un ejemplo de las reacciones del oxígeno con un metal, es la que ocurre con el magnesio al someterlo a la reacción de oxidación en una flama, pues desprende una intensa luz blanca y se convierte en un sólido blanco muy frágil; el producto de esta reacción es un óxido metálico llamado óxido de magnesio.
2Mg(s)+o2(g)->2MgO(s)+E


Reaccion con no metales
Todo cambio químico puede ser descrito a través de una ecuación que nos muestra las transformaciones que ocurren cuando interactúan dos o más sustancias entre sí. De esta forma podemos describir las variaciones que se realizan cuando se oxidan los elementos no metálicos en presencia de oxígeno y con el auxilio de la energía calorífica. Se puede tomar como ejemplo el carbono, cuando éste es sometido a la reacción de oxidación en la flama, se lleva a cabo su combustión y se desprende un gas llamado monóxido de carbono, en el caso de su valencia de menor valor; en la otra posibilidad cuando la valencia de intercambio del carbono es la mayor, forma el dióxido de carbono. En ambas reacciones hay desprendimiento de energía, el producto de estas reacciones son óxidos no metálicos
Ejercicio 1
Combina los siguientes elementos metálicos con el oxígeno: Co, Ca, K, Al, Cu.
  Co2+O3->Co2O3 Oxido de Cobalto III
Ca2+O2->Ca2O2 Oxido de Calcio II
K2+O->K2O Oxido de Potasio
Al2+O3->Al2O3 Oxido de Aluminio
Cu2+O->CuO Oxido de Cobre II

Reacciones de óxido con agua

Después de la formación de los óxidos correspondientes tanto metálicos como no metálicos, es factible combinarlos con agua para formar nuevos compuestos. En el caso de los óxidos metálicos cuando interactúan con agua forman hidróxidos. 

Ejercicio 2

Hidróxido                    Metal                     Formula                       Nombre
                                     Li+1                     LiOH                           Hidróxido de Litio
(OH)                             Ca+2                     Ca(OH)2                     Hidróxido de Calcio
                                      Al+3                     Al(OH)3                     Hidróxido de Aluminio

Para escribir la fórmula de un hidróxido tienes que anotar primero el catión, en este caso el metal, después el anión, es decir, el hidróxido y por último fijarte en las valencias que les corresponden.
El OH tiene 1-

El Li tiene 1+, Ca 2+, Al 3+
Para que el compuesto sea neutro tiene que haber tantas cargas negativas como positivas, al entrecruzar las valencias se representan las fórmulas eléctricamente neutras.
Para nombrar el compuesto tienes que poner primero el anión en este caso el hidróxido, seguido de la preposición "de" y el nombre del metal.
La nomenclatura química es un conjunto de reglas que se aplican para nombrar y representar con símbolos y fórmulas a los elementos y compuestos químicos. Actualmente se aceptan tres sistemas de nomenclatura donde se agrupan y nombran a los compuestos inorgánicos:

• Sistema de nomenclatura estequimétrico ó sistemático de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada, (IUPAC).
• Sistema de nomenclatura funcional, clásico ó tradicional.
• Sistema de nomenclatura Stock.

A continuación se revisarán cada uno de estos tipos de nomenclatura para que aprendas a nombrar y formar los siguientes compuestos: óxidos metálicos, óxidos ácidos, hidróxidos, ácidos e hidrácidos.

Reaccion del oxigeno con metales y no metales

Objetivo: Tener una diferencia entre los metales y los no metales, en base al comportamiento químico con el oxígeno.

Hipótesis: De acuerdo a las sustancias y al indicador general, podremos apreciar las diferencias del comportamiento de los metales y los no metales.

 

Material:

• Vasos de precipitado
• 2 matraces
• gotero
• capsula de porcelana
• soporte universal
• mechero de Bunsen
• cinta de magnesio
• indicador universal
• pinza con agua destilada
• sodio
• pinzas

 

Procedimiento:

Primero a un vaso de precipitado le agregamos 10 ml de agua destilada, con 3 gotitas de indicador universal, luego quemamos un pedazo de cinta de magnesio, y las cenizas las agregamos al  vaso, ya con la mezcla mencionada.

Ahora quemamos un trozo de sodio, al igual que el magnesio las cenizas las agregamos a la misma sustancia, aclarando que utilizamos para cada uno un vaso de precipitado diferente.

Continuando así, desde luego con el Calcio, y nuevamente repetimos los mismos pasos.

Observaciones y análisis

Podemos llegar a la conclusión, de que en el magnesio al introducir las cenizas del elemento a las sustancias se desprendió un poco de luz,y que al momento de verla directamente dañaba la vista, pues era un producto parecido a lo del flash de la cámara de fotografía, y también sucedió algo parecido con el calcio, aunque este fue muy leve.

Y que al momento de la introducción a la sustancia cambiaban de color (morado)

Conclusiones

En cada sustancia se observó un cambio de color al momento de entrar en contacto con la sustancia, pues esto definía, regularmente lo que era como ácido, base, y estos elementos fueron cambiados rotundamente a color morado.

Así podemos decir que la conclusión es que cada uno de los elementos reacciona diferente de acuerdo a la proporción de oxigeno e indicador general se le proporcione.

Ecuaciones balanceadas

K+ O2 ---> K2O

Na+ O2 ---> Na2O

Ca+ O2 ---> CaO

               (CALOR)

Mg + O2 ----------->MgO + LUZ

                (CALOR)

 ZN + O2 ------------>ZnO

                (CALOR)

Al + O2 ------------> Al2 O3

K + H2O ----> K (1) (OH)-1 ( + H2 + CALOR) + LUZ

Na + H2O ---> Na1 (OH)-1 + H2 +CALOR)

CaO + H2O ----> Ca (OH)-1 (2) + (CALOR)

Mg + H2O ----> Mg (OH)-1 (2)

ZnO+H2O ---> Zn (OH)-1 (2)

AlO+H2O-----> Al (OH)-1 (3)

Reaccion de la familia 1-A con agua

REACCIONES ENDOTERMICAS O EXOTERMICAS

Objetivo: Clasificar las reacciones como endotérmicas o exotérmicas
Hipótesis: El tipo de reacción exotérmica se refiere a la liberación o desprendimiento de energía y por el contrario las endotérmicas requieren o necesitan energía.

Diseño experimental
Material: pinzas para tubos de ensayo, balanza, 8 tubos de ensayo, pipeta, mechero de bunsen, termómetro.

Sustancias: Agua destilada, Yodo, Hidróxido de sodio, Zinc y Nitrato de potasio.

Procedimiento:
1.-Llenamos la cuarta paste de un  tubo de ensayo con agua y medimos su temperatura.

2.-Le agregamos una lenteja de hidróxido de sodio y la disolvimos en el agua, y después tomamos su temperatura.

3.-Después agregamos 2ml de agua destilada en otro tubo de ensayo, y medimos su temperatura.

4.-En el mismo tubo le agregamos 1 ml de ácido clorhídrico concentrado, y medimos su temperatura final.

5.-Después combinamos las sustancias de los dos tubos que teníamos y registramos su temperatura inicial y final.

6.-En otro tubo de ensayo colocamos 1 g de nitrato de amonio, luego agregamos 10 ml de agua destilada y tomamos la temperatura inicial. Agitamos el contenido del tubo y registramos la temperatura final.

7.- En otro tubo de ensayo combinamos 0.5 g de zinc en polvo con 0.5 g de yodo y agregamos dos gotas de agua. Y determinamos la temperatura antes y después de la combinación.

Observaciones: Se llevo a cabo nuestro objetivo, ya que pudimos clasificar las reacciones a través de la toma de la temperatura de cada una de estas registrando su temperatura inicial y final.

Análisis: La primera sustancia,  pudimos darnos cuenta de que es una reacción exotérmica ya que absorbe la energía, las demás también son exotérmicas, con excepción de la sustancia D que es endotérmica porque desprende la energía.  

Conclusiones: La practica nos permitió cumplir con el objetivo inicial se llevo a cabo ya que pudimos clasificar las sustancias en endotérmicas o exotérmicas y pudimos comprobar nuestra hipótesis de que cuando una sustancia libera energía es endotérmica y cuando le proporciona energía agregándole otra sustancia es exotérmica.

 

Sustancia	Temperatura inicial	Temperatura final	Absorbe o libera energía	Tipo de reacción
Agua destilada con hidróxido de sodio	21°	26°	Libera energía	Exotérmica
Agua destilada con acido clorhídrico	20°	26°	Libera energía	Exotérmica
Agua destilada con hidróxido de sodio y acido clorhídrico	23°	23°	Libera energía	Exotérmica
Agua destilada con nitrato de amonio	20°	23°	Absorbe energía	Endotérmica
Yodo y zinc con agua	23°	77°	Libera energía	Exotérmica

Sintesis del Agua

Objetivo: Obtener la formación de agua través de 2 volúmenes hidrogeno y un volumen de oxigeno.

Hipótesis: Para la formación de h2O con 2 volúmenes de H y uno de O en estado gaseoso y obtener como resultado la síntesis de agua con la unión de estos dos gases por la descomposición de la ecuación química H2O

 

Diseño experimental

Materiales: Agua de la llave, botella de vidrio de 200 ml, Cerillos, Corcho, tubos de ensayo, probeta, recipiente con agua y Mechero

Sustancias: Zinc, Ácido, Potasio blanco, dióxido de manganeso 

 

 

 

 

Procedimiento:
1.-Primero llenamos la tina con agua
2.-Marcamos las 3 separaciones en la botella entre cada separación había una diferencia de 173 ml, para esto utilizamos la probeta
3.-vertimos el zinc y el ácido en uno de los tubos de ensayo
4.-Ya que estaba la botella en el agua, dimos paso a la creación de hidrógeno colocando una pequeña manguera con corcho en la boca del tubo de ensayo que contenía el zinc y el ácido y colocamos la punta de la manguera en la boca de la botella que estaba en el agua, el agua se fue bajando poco a poco hasta que llego a la segunda marca y hay supimos que ya teníamos hidrógeno
5.- Ya que teníamos el hidrógeno, comenzamos con la formación de oxigeno, para esto en otro tubo de ensayo colocamos clorato de potasio y dióxido de manganeso, estos los pusimos a calentar en el mechero y también le colocamos la manguera con el corcho y la punta de la manguera la colocamos en la boca de la botella
6.-observamos como se iba bajando el agua y solo quedaba dentro el hidrógeno y el oxigeno, ya que la botella se quedo sin agua rápidamente la retiramos de la tina y le pusimos el corcho
7.-Ya que teníamos el hidrógeno con volumen 2 y el oxigeno con volumen 1, continuamos con la creación de agua, quitamos el corcho de la boca de la botella e inmediatamente colocamos un cerillos encendido en esta.

 

Observaciones:

Si hacemos algún paso mal o actuamos de manera lenta no se puede conseguir 2 volúmenes de hidrogeno y uno de oxigeno.

 

Análisis:

 

Si conseguimos primero los 2 volúmenes de hidrogeno y como son gases con cualquier descuido se escapan y el un tercio que quedaba en la botella fue el que ocupo el oxigeno.

 

Conclusiones:

 

Por lo tanto cuando unimos los 2 gases si formamos unas gotas de agua (H2O) porque cuando prendemos fuego sale los gases y su unión forma el agua, es decir, que si es verdad que con 2 volúmenes de hidrogeno y 1 volumen de oxigeno formamos H2O con relación de 2  a 1.

Electrolisis del Agua

Objetivo:  La descomposición del agua (H2O) en los gases oxigeno (O1) e hidrógeno (H2) por medio de una corriente eléctrica a través del agua.

Hipótesis: Mediante una corriente eléctrica se logra la descomposición del agua.

 H2O+Na+OH 

 

Diseño experimental

Materiales:  Grafito (electrodo), Cristalizador, Probeta, 2 tubos de ensayo, Agitador, 2 pilas de 9 volts, 2 alambres con caimán.

 

 

Sustancias: Agua e Hidróxido de sodio (catalizador).

Procedimiento:
1.-Llenamos el cristalizador con agua

2.-Agregamos hidróxido de sodio al recipiente con agua

3.-Lo mezclamos con el agitador 

4.-Llenamos los tubos de ensayo con el agua que tiene hidróxido de sodio y se colocan en el cristalizador boca abajo de manera que no se salga el agua que contienen

 5.-Con la corriente eléctrica, colocamos un grafito en un tubo de ensayo procurando no sacar el agua y que siguiera volteado hacia abajo, e hicimos lo mismo con el otro grafito lo pusimos en el otro tubo de ensayo

6.-Lo dejamos reposar esperando a que ocurriera la reacción 

7.-Marcamos en un tubo de ensayo hasta donde obtuvimos el hidrógeno y lo mismo hicimos con el otro tubo, lo marcamos hasta donde estaba de oxigeno.

8.-Retiramos del agua los dos tubos de ensayo, ya con las marcas realizadas. Y llenamos con agua hasta donde estaban las marcas.

9.-Luego con uno de los tubos de ensayo vaciamos el agua que tenía, en la probeta para medir la cantidad de hidrógeno que obtuvimos y lo mismo hicimos con el otro tubo de ensayo para obtener la cantidad de oxigeno que obtuvimos.

 

 

 

Observaciones: En el tubo con el cable con grafito conectado al lado negativo empezaron a salir burbujas las cuales demostraron la presencia del hidrógeno, que se separaba del agua. En el tubo con el cable con grafito conectado al lado positivo también salieron burbujitas que demostraron la presencia del oxigeno que igualmente se separaba del agua.

Análisis: El cable positivo es el ánodo que produce el oxigeno y el cable negativo es el cátodo que produce el hidrógeno. De nuestro experimento pudimos obtener del hidrógeno una cantidad de 3.4 ml mientras que del oxigeno 1.4 ml.

Conclusiones: Concluimos que es posible la electrolisis del agua mediante una corriente eléctrica, obteniendo oxigeno y de doble manera el hidrógeno.    

 

 

 

TEORIAS ATOMICAS

 

Teoría atómica de Dalton

 

John Dalton establece los postulados o hipótesis siguientes partiendo de la reinterpretación de las leyes ponderales basándose en el concepto de átomo. Los elementos están constituidos por átomos consistentes en partículas materiales separadas e indestructibles; Los átomos de un mismo elemento son iguales en masa y en todas las demás cualidades. Los átomos de los distintos elementos tienen diferentes masas y propiedades Los compuestos se forman por la unión de átomos de los correspondientes elementos en una relación numérica sencilla. Los «átomos» de un determinado compuesto son a su vez idénticos en masa y en todas sus otras propiedades. Los átomos de DALTON difieren de los átomos imaginados por los filósofos griegos, los cuales los suponían formados por la misma materia primordial aunque difiriendo en forma y tamaño. La hipótesis atómica de los antiguos era una doctrina filosófica aceptada en sus especulaciones científicas por hombres como GALILEO, BOYLE, NEWTON, etc., pero no fue hasta DALTON en que constituye una verdadera teoría científica mediante la cual podían explicarse y coordinarse cuantitativamente los fenómenos observados y las leyes de las combinaciones químicas.

 

Los videos explican el modo de ver los átomos de Dalton el los comparaba con las canicas, ya que decía que estas eran esferas solidas y era imposible crear o destruir un átomo y decía que los átomos de un elemento son todos iguales.

Teoría atómica de Thomson 

 

Partiendo de las informaciones que se tenían hasta ese momento presentó algunas hipótesis en 1898                       intentando justificar  dos hechos:                                                                   1         La            materia e   s     eléctricamente neutra, lo     que hace pensar que, además de electrones, debe de haber partículas con cargas positivas.                                                                              2  Los electrones pueden extraerse de los átomos,   pero  no así las cargas positivas.

Partiendo del descubrimiento del electrón (descubierto en el año 1897; en 1898 Thomson propuso un modelo atómico, que tomaba en cuenta la existencia de dicha partícula subatómica.
Thomson suponía que los electrones se distribuía de una forma uniforme alrededor del átomo, conocido este modelo como Pastel de pasas, es la teoría de estructura atómica, Thomson  descubre el electrón antes que se descubrirse el protón  y el neutrón.
Si observamos este modelo, veremos que el átomo se compone por electrones de carga negativa  en el átomo positivo, tal se aprecia en el modelo de pasas de budín.
Pensaba que los electrones, distribuidos uniformemente alrededor del átomo, en distintas ocasiones, en vez de una sopa de las cargas positivas, se postulaba con una nube de carga positiva. Si pensamos que el átomo no deja de ser un sistema material, con una cierta energía interna, es por eso que esta energía provoca un grado de vibración de los electrones contenidos que contiene su estructura atómica, si se enfoca desde este punto de vista el modelo atómico de Thomson se puede afirmar que es muy dinámico por consecuencia de la gran movilidad de los electrones en el “seno” de la mencionada estructura. Para lograr una interpretación del modelo atómico desde un ángulo microscópico, entonces se puede definir como una estructura estática, ya que los mismos se encuentran atrapados dentro del “seno” de la masa que define la carga positiva del átomo.
Veamos el modelo de una forma simple, el modelo de Thomson era parecido a un pastel de Frutas: los electrones estaban incrustados en una masa esférica de carga positiva,
La carga negativa del electrón era la misma que la carga positiva de la esfera, es por esto que se deduce que el átomo era neutro.
Thomson también explicó  la forma de los iones, tanto positivos como negativos.

 

 

En ambos videos explican que Thomson decía que un átomo lo relacionaba con el hidrogeno que era mucho mas conocido y decía que el átomo con relación a este era una partícula mil veces mas pequeña, Luego los clasifico como electrón, protón y neutrón; los electrones eran un átomo negativo, protones positivo y neutrón no tenia carga, ya que este era neutro.
Respecto a la distribución esta era uniforme al rededor del átomo

Teoría Atómica de Rutherford

 

Para Ernest Rutherford los resultados e interpretaciones de su elaborado estudio los comprendió en cuatro breves postulados que explicaban una nueva estructura del átomo en el que este sería el resultado de un núcleo pequeño y pesado de cargas neutras y positivas rodeado de partículas negativas girando al rededor de el, si saber que había descubierto la estructura básica del átomo que prevalece hoy en día.

POSTULADOS DEL MODELO ATÓMICO DE RUTHERFORD

1. Los átomos poseen el mismo número de protones y electrones, por tanto son entidades neutras.
2. El núcleo atómico está formado por partículas de carga positiva y gran masa (protones).
3. El núcleo, además, debe estar compuesto por otras partículas con carga neutra para explicar la elevada masa del átomo (superior a lo esperado teniendo en cuenta solo el número de protones).
4. Los electrones giran sobre el núcleo compensando la atracción electrostática (que produce la diferencia de cargas respecto al núcleo) con su fuerza centrífuga.

Rutherford no solo dio una idea de cómo estaba organizado un átomo, sino que también calculó cuidadosamente su tamaño (un diámetro del orden de 10^-10 m) y el de su núcleo (un diámetro del orden de 10^-14m). El hecho de que el núcleo tenga un diámetro unas diez mil veces menor que el átomo supone una gran cantidad de espacio vacío en la organización atómica de la materia.

 

Los videos concuerdan en la explicación del mayor descubrimiento de Rutherford que es la estructura del átomo, clasifico al centro con el nombre de núcleo que constituía en 99% de la masa total del átomo y decía que este estaba completamente vacío y a su alrededor había electrones girando. 

 

Teoría atómica de Bohr

 

  Niels Bohr desarrolló en 1913 tres importantes postulados sobre la estructura del átomo basados en el modelo atómico de Rutherford al que aplicó los últimos descubrimientos teóricos y experimentales sobre la naturaleza de la materia: la teoría atómica de Planck y loes espectros atómicos.

Postulados de la teoría atómica de Bohr:

• El electrón solo podrá girar en ciertas órbitas circulares de energía y radios determinados, y al moverse en ellas el electrón no radiará energía. En ellas la energía del electrón será constante.

• En estas órbitas se cumplirá que el momento angular del electrón será múltiplo entero de h/2∏. Estas serán las únicas órbitas posibles.

• El electrón solo emitirá energía cuando estando en una de estas órbitas pase a otra de menor energía.

En el estudio de la física, el modelo (o teoría atómica) de Bohr, es el que describe al átomo como un núcleo pequeño y cargado positivamente, el cual se encuentra rodeado por electrones que viajan en órbitas circulares alrededor del núcleo. Esto, en estructura, sería similar a la estructura del sistema solar que habitamos, con la diferencia de que las fuerzas electroestáticas que causan atracción en lugar de gravedad.

Ambos videos concuerdan con la explicación del punto de vista de Bohr, quien adopto un modelo que parecía el sistema solar en miniatura, en el lugar del sol ubico un núcleo positivo y un electrón girando a su alrededor, cual lo hace un planeta en orbita, y a su vez este es atraído hacia el núcleo, ya que tenían los mismos tipos de orbitas.

Teoría Atómica Cuántica

                     

La teoría atómica actual establece que el electrón tiene un comportamiento tanto de onda como de partícula, lo que se conoce como comportamiento dual onda/partícula. Por lo tanto, si es una onda tiene propiedades que lo caracterizan como longitud de onda, frecuencia de una onda, energía que transporta. Mientras que si es una partícula, además tiene una masa característica. La teoría cuántica reafirma la teoría de Bohr señalando que los electrones se ubican en distintos niveles de energía, la cual aumenta a medida que se alejan del núcleo. Cada nivel de energía tiene órbitas en las cuales se encuentra en movimiento un electrón. Las formas de las órbitas dependen del nivel de energía.

El numero cuántico n indica el nivel energético en que se encuentra un electrón. Sus números sólo pueden ser enteros positivos. El mínimo valor de energía se encuentra en el nivel 1 de energía o bien cuando el número n vale 1.

 

 

 

El video explica la teoría cuántica que prácticamente se basa en el comportamiento de la luz y la materia a escala atómica la luz se comporta como una onda y los electrones tienen propiedades como la difracción.