El hierro y sus óxidos

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Fecha:
Unidad 1 Tarea 1
Alumno/a:
El hierro y sus óxidos
Cuando el hierro reacciona con el oxígeno, dependiendo de las condiciones pueden
formarse dos óxidos diferentes, constituidos solamente por esos dos elementos. El
análisis químico indica que en el primer caso hay el mismo número de átomos de hierro
que de oxígeno (su fórmula empírica es FeO), mientras que en el segundo la sustancia
tiene como fórmula Fe2O3.
Se hacen reaccionar en el laboratorio diferentes masas de hierro, de manera que todo el
metal se transforma en un óxido de hierro.
1) Observa la siguiente tabla, en la que se facilitan datos de las masas de hierro que
reacciona y de óxido que se forma en diferentes experiencias.
Experiencia
1
2
3
4
5
Masa de hierro (g)
1,15
2,75
3,25
3,75
4,25
Masa de óxido de hierro (g)
1,48
3,93
4,18
5,36
5,47
Completa la tabla de datos, añadiendo una columna para indicar la masa de oxígeno que
ha reaccionado en cada experiencia, y otra con la relación de combinación entre el
hierro y el oxígeno. Aplica la ley de las proporciones constantes para ver si se forma el
mismo óxido o no en cada una de las cinco experiencias.
2) Comprueba que se cumple la ley de las proporciones múltiples para los dos óxidos
formados.
3) Determina la composición centesimal de cada óxido.
4) A partir de los datos anteriores, deduce qué óxido se forma en cada una de las 5
experiencias. Para ello, siendo la fórmula una de las dos que se ha indicado, deduce en
cuál de ellas es mayor el % de Fe (sin calcularlo). Te servirá para hacer la comparación
con los datos experimentales e identificar los óxidos.
5) Representa los siguientes diagramas de partículas:
A. Hierro
B. Oxígeno
C. Óxido de hierro que contiene mayor proporción de oxígeno
Ten en cuenta el estado físico y la fórmula de las sustancias.
El butano
El butano es uno de los gases más conocidos, sobre todo por su uso
doméstico tanto para cocinar como en calefacción. Desde hace un
tiempo se comercializa también en bombonas pequeñas que tienen un
volumen 20 litros y contiene 6 kg de butano, licuado en su mayor
parte y evaporado en la parte superior.
6) Cuando se adquiere una bombona, tiene el 85% del volumen con butano líquido y el
resto con butano gaseoso a 3 atmósferas. Representa el diagrama de partículas dentro de
la bombona, teniendo en cuenta la existencia de ambas fases, líquida y gaseosa.
7) Analiza la siguiente situación: abres la espita de salida de gas de la bombona de
butano y no sale más gas. ¿Realmente no hay más butano en la bombona? (Pista: ¿cómo
son las presiones interior y exterior para que salga gas?)
8) Utilizando el modelo de partículas de la materia que ya conoces, explica por qué el
butano se licúa al comprimirlo.
9) En las bombonas de butano no se puede variar el volumen. Los
sistemas que sí pueden hacerlo llevan un émbolo móvil como en la
imagen. Si el gas que contiene es butano a 20ºC, el volumen es de
500 mL y la presión producida de 1 atm, ¿qué volumen ocupará el
gas cuando la presión sea de 6 atm?
10) Y si se calienta hasta 325ºC manteniendo fijo el volumen,
¿qué valor tendrá la presión?
Imagen 2 de Wilmo6,
Creative commons
11) Si se enfría hasta -5ºC (justo antes de licuarse el butano) ¿qué volumen ocupará el
gas si la presión sigue siendo la atmosférica?
12) En las bombonas de butano hay una válvula de seguridad para que, en caso de
calentamiento, el gas salga poco a poco y no llegue a explotar la bombona, que se activa
al llegar la presión a las 26 atm. Una bombona de butano tiene justo la mitad del
volumen con gas a 21ºC y una presión de 3 atm. ¿Qué temperatura se tendría que
alcanzar para que se active la válvula de seguridad, suponiendo que no se vaporice más
gas?