Experimentos de quimica I

Telebachillerato de Veracruz
Primer semestre
Experimentos
Química I
Experimentos de Química I
-0-
Experimentos de Química I
INDICE
Introducción…………………………………………………………………………………………..
Medidas de Seguridad………………………………………………………………………………
Experimento 1. Introducción al material de
laboratorio…………………........................................................................................................
Experimento 2. Aplicación del Método Científico en
Química………………………………………………………………………………………………..
Experimento 3. Cambios físicos y cambios
químicos……………………………………………………………………………………...............
Experimento 4. Naturaleza eléctrica de la
materia………………………………………………………………………………………………….
Experimento 5. Modelo atómico
Nuclear…………………………………………………………………………………………………
Experimento 6. Tabla
Periódica……………………………………………………………………………………………….
Experimento 7. Enlace
Químico………………………………………………………..........................................................
Experimento 8. Óxidos
Básicos………………………………………………………..........................................................
Experimento 9. Ácidos, oxiácidos, contaminación ambiental “Lluvia
Ácida”…………………………………………………………………………………………………..
Experimento 10. Negro de
colores………………………………………………………………………………………………….
2
2
3
6
8
10
12
14
16
19
21
23
25
Experimento 11. Identificación de compuestos orgánicos "Escritura
Invisible"……………………………………………………………………………………………….
Experimento 12. Representación de reacciones químicas………………………………….
Experimento 13. Frío o
caliente…………………………………………………………………………………………….…..
27
30
32
Experimento 14. "¡A toda
máquina!"………………………………………………………………………………………………
Experimento 15. “¡A exceso de
Velocidad!”…………………………………………………………………………………………….
ANEXOS
34
Catálogo de materiales más comunes en un laboratorio y sus posibles equivalencias
caseras…………………………………………………………………………………………………
36
Sustancias o reactivos para uso del laboratorio……………………...................................
44
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Experimentos de Química I
Introducción:
Los experimentos iniciales son de carácter general, capacitarán al alumno en el
conocimiento de los materiales, desarrollando habilidades y destrezas a través de
las técnicas más comunes del laboratorio.
Todos los experimentos, por ser de formación básica, presentan carácter general,
relacionándola con la práctica profesional en el sentido de que aquí principia el
desarrollo de la iniciativa personal y la capacidad imaginativa que le permita
modificar, a través de su trabajo, y mejorar el medio ambiente en beneficio suyo y
de la colectividad.
Medidas de seguridad:
1. Cada grupo se responsabilizará de su zona de trabajo y de su material.
2. La utilización de bata es muy conveniente, pues evita que posibles
proyecciones de sustancias químicas lleguen a la piel.
3. En el laboratorio no se podrá tomar bebidas ni comidas.
4. En los lugares donde se realicen las prácticas, no pueden depositarse
prendas de vestir, apuntes, etc., que puedan entorpecer el trabajo.
5. Seguir las indicaciones del maestro para evitar algún accidente durante la
práctica.
6. Conservar la calma y leer bien los procedimientos al realizar la práctica.
7. En caso de accidentes, leves o graves, deberá darse aviso de inmediato al
profesor.
8. Al inicio y término de la práctica lavar los materiales de trabajo y dejar todo
debidamente ordenado.
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Experimentos de Química I
Experimento 1
Introducción al material de laboratorio
Número del Bloque: I
Nombre del Bloque: reconoces a la Química como una herramienta para la vida.
Tiempo asignado: 10 horas.
Objeto de aprendizaje: la Química como herramienta para la vida.
Propósito:
El alumno deberá adquirir las habilidades, destrezas, actitudes y aptitudes
necesarias que le ayudarán a desarrollarse en las subsiguientes asignaturas a
través de las observaciones de los hechos en el laboratorio.
Introducción:
La identificación de los materiales de laboratorio constituye una actividad de vital
importancia en el desempeño de cada uno de los experimentos que se llevan a
cabo. Por ello, es necesario que el estudiante conozca debidamente el material
que más frecuentemente se usará en el laboratorio de química, para que sea
capaz de seleccionarlo y usarlo adecuadamente.
Los materiales de laboratorio surgieron como una necesidad, tomaron el nombre
de la ciudad o la persona que lo diseñó para trabajar más cómodo o poder
efectuar una determinada tarea. Cuándo se diversificó la investigación médica,
microbiológica, química, tomaron el nombre de las personas que los crearon,
como ejemplo está el Erlenmeyer, creado por August Carl Erlenmeyer en 1861.
Materiales:
MATERIAL DE PORCELANA
1.- Mortero con mano: se utiliza para triturar sólidos.
2.- Cápsula: se utiliza para calentar líquidos o sólidos.
1.-
2.-3-
Experimentos de Química I
Material de vidrio:
3.- Cristalizador: se utiliza para enfriar soluciones con sólidos cristalizables.
4.- Vaso de precipitado: se utiliza para medir y calentar líquidos.
5.- Matraz Erlenmeyer: su empleo es idéntico que el del vaso de precipitado.
6.- Embudo de separación: ayuda a separar líquidos no miscibles (fáciles de
mezclarse).
7.- Tubo de ensaye: se utiliza para reacciones en pequeña escala.
8.- Embudo sencillo: su uso permite trasvasar líquidos sin derrames y en filtración.
9.- Matraz para destilación: se utiliza para colocar las mezclas que van a ser
destiladas.
10.-Refrigerante: en conjunto con el material anterior se utiliza para condensar los
vapores destilados.
11.- Probeta graduada: sirve en la medición de cantidades de líquidos.
12.- Pipeta graduada: se utiliza para medir y extraer líquidos en pequeñas
cantidades.
13.- Frasco gotero: sirve para dosificar cantidades pequeñas, es de color ámbar
para proteger el reactivo.
14.- Vidrio de reloj: se utiliza para poner muestras sólidas.
15.- Tubo de seguridad: se emplea para verter ácidos dentro de un matraz.
3.-
8.-
4.-
5.-
9.-
13.-
14.-
6.-
10.-
7.-
11.-
15.-
Material de fierro:
-4-
12.-
Experimentos de Química I
16.- Soporte universal: se utiliza para sostener el anillo y las pinzas para bureta.
17.- Tripié: se utiliza con la rejilla de asbesto para el calentamiento.
18.- Pinzas para crisol: se utilizan para retirar el material caliente del tripié.
19.- Pinzas para tubo de ensaye: sirven para sujetar los tubos de ensaye.
20.- Pinzas para vaso: se emplean para retirar vasos de precipitado que han sido
calentados en el tripié.
21- Cuba hidroneumática: se utiliza para el desprendimiento de gases por desalojo
de agua.
22.- Escobillones de cerda: se utilizan para lavar tubos de ensayo.
23.-Espátula de acero: se emplea para retirar sustancias sólidas de los
recipientes.
24.- Baño maría: se utiliza para calentar sustancias que no se deben exponer de
manera directa al fuego.
25.- Cucharilla de combustión: sirve para quemar pequeñas muestras de sólidos.
26.- Gradilla: mantiene los tubos de ensaye en posición vertical.
16.-
20.-
23.-
17.-
18.-
19.-
21.-
24.-
22.-
25.-
26.-
Análisis de resultados:
1.- ¿Qué materiales conocías y cuales podrías sustituir con objetos que tienes a tu
alrededor?
2.- ¿Cuál es la importancia de utilizar correctamente el material del laboratorio?
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Experimentos de Química I
Experimento 2
Aplicación del método científico en química
Número del Bloque: I
Nombre del Bloque: reconoces a la química como una herramienta para la vida.
Tiempo asignado: 10 horas.
Objeto de aprendizaje: método científico.
Propósito:
Recrear el procedimiento del método científico a partir de una situación problema.
Mediante experimentos sencillos del laboratorio, el alumno diferenciará las fases
que intervienen en el método científico.
Introducción:
Llamamos método a una serie ordenada de procedimientos que hacen uso la
investigación científica para observar la extensión de nuestros conocimientos.
Podemos concebir el método científico como una estructura, un armazón formado
por reglas y principios coherentemente concatenados. El método científico es
quizás uno de los más útiles o adecuados, capaz de proporcionar respuestas a
nuestras interrogantes.
Los pasos del método científico son:
1.- Observación. Consiste en fijar la atención en las cosas que existen y en los
fenómenos que ocurren en la naturaleza a través de los sentidos.
2.- Hipótesis. Es una suposición que sirve para tener una explicación sobre los
hechos, pudiendo ser verdadera o errónea.
3.- Experimentación. Es reproducir o provocar los fenómenos para hacer
observaciones y verificar si se cumple con la hipótesis planteada.
4.- Teoría. Es una serie de conocimientos que proporcionan datos para razonar y
obtener otros descubrimientos con respecto al fenómeno analizado.
5.- Ley o Principio. Se establece cuando muchos científicos encuentran que una
hipótesis está completamente comprobada.
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Experimentos de Química I
Materiales y sustancias:
Materiales Sustancias
2 vasos de Agua
vidrio
Cronómetro Alcohol
Hielo
Procedimiento:
1. Lee atentamente toda la guía y comprende la intención de la experiencia, así
como el procedimiento que debes ejecutar. Discútelo con tus compañeros de
grupo. Si tienes alguna duda compártela con tu maestro.
2. Toma los vasos y rotúlalos con el número 1 y 2 respectivamente. En el número
1 agrega agua a temperatura ambiente y en el dos agua con hielo. Obsérvalos
durante 10 minutos y anota tus observaciones, indicando los cambios ocurridos en
la superficie externa del vaso.
3. Limpia y seca los vasos 1 y 2, agrégales alcohol hasta la mitad. Al número 2
adiciónale hielo, obsérvalos durante diez minutos y anota tus observaciones, así
como los cambios ocurridos en la superficie externa del vaso.
4. Con base en la observación realizada, ejecuta los pasos del método científico,
para construir una hipótesis que explique la situación problema.
5. Realiza un informe escrito donde detalles cada uno de los pasos del método
científico ejecutados en la actividad realizada. Este informe debes presentarlo en
las fechas que tu maestro considere conveniente.
Análisis de resultados:
El informe escrito debe cumplir con los siguientes rasgos:
Anota en la celda de puntaje correspondiente un 1 si el criterio es evidente en el
informe o un 0 en caso contrario.
Criterio a evaluar
1. Maneja correctamente todos los pasos del método científico.
2. Describe los momentos en los que se presentan los pasos del
método científico en orden lógico secuencial
3. Redacta el informe con claridad y precisión en el que se
encuentren resaltados todos los pasos del método científico
4. Maneja sustancias con cuidado y responsabilidad al realizar la
experimentación
5. Realiza una conclusión en la que se explique claramente la
situación problema
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Puntaje
Experimentos de Química I
Experimento 3
Cambios físicos y cambios químicos
Número del Bloque: II
Nombre del Bloque: comprendes la interrelación de la materia y la energía.
Tiempo asignado: 5 horas.
Objeto de aprendizaje: cambios de la materia.
Propósito: Identificar los cambios físicos que sufre la materia en el laboratorio.
Introducción:
Cambio físico: es aquel que no cambia la naturaleza íntima de la materia, es
decir, la composición química de las sustancias involucradas no se altera.
Cambio químico: es aquel que ocasiona que la sustancia pierda sus propiedades
originales, dando origen a otras sustancias con características distintas.
Materiales y sustancias:
Material
Termómetro
Soporte universal o tripié elaborado en
casa
3 vasos de vidrio
Mechero de Bunsen o Lámpara de alcohol
Vidrio de reloj o pedazo de vidrio
Sustancias
Hielo
Agua destilada
Procedimiento:
a) Experimento de fusión: se coloca un trozo de hielo dentro de un vaso
de precipitado y con el termómetro se toma la temperatura.
b) Experimento de ebullición: se inicia un calentamiento hasta que el
agua hierva, se toma la temperatura y se anota. ¿Es la misma temperatura que en
estado sólido?
c) Experimento de evaporación: se continúa calentando y el agua seguirá
hirviendo; se coloca el termómetro en la superficie del agua para tomar la
temperatura del vapor y se anota ¿Es la misma que cuando empezó a hervir?
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Experimentos de Química I
¿sí o no? y ¿por qué?
d) Experimento de condensación: se tapa el vaso de precipitado que
contiene el agua hirviendo con un vidrio de reloj, al cabo de unos minutos se
apaga el mechero, se toma el vidrio de reloj y se observa por el lado que tapaba el
vaso. ¿Qué sucede?
Análisis de resultados:
a) ¿Por qué la fusión es un cambio físico?
b) ¿En qué consiste el fenómeno de la ebullición?
c) ¿Qué se observa al evaporarse el agua en el vaso de precipitados?
d) ¿La evaporación es un cambio físico ó químico; por qué razón?
a) Experimento de fusión
b) Experimento de ebullición
c) Experimento de evaporación
d) Experimento de condensación
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Experimentos de Química I
Experimento 4
Naturaleza eléctrica de la materia
Número del Bloque: II
Nombre del Bloque: comprendes la interrelación de la materia y la energía.
Tiempo asignado: 5 horas.
Objeto de aprendizaje: propiedades de la materia.
Propósito: observar la naturaleza eléctrica de la materia.
Introducción:
La carga eléctrica es una propiedad intrínseca de algunas partículas subatómicas
que se manifiestan mediante atracciones y repulsiones, las cuales determinan las
interacciones electromagnéticas entre ellas. La materia cargada eléctricamente es
influida por los campos electromagnéticos siendo, a su vez, generadora de ellos.
La interacción entre carga y campo eléctrico es la fuente de una de las cuatro
fuerzas fundamentales, la fuerza electromagnética.
La carga eléctrica es de naturaleza discreta, fenómeno demostrado
experimentalmente por Robert Millikan. Por definición, los electrones tienen carga
-1, también notada -e. Los protones tienen la carga opuesta, +1 o +e. Los quarks
(constituyentes fundamentales de la materia), tienen carga fraccionaria −1/3 o
+2/3, aunque no se han observado aislados en la naturaleza.
En el Sistema Internacional de Unidades (SIU), la unidad de carga eléctrica se
denomina culombio (símbolo C). Se define como la cantidad de carga que pasa
por una sección en 1 segundo cuando la corriente eléctrica es de 1 amperio (A), y
que corresponde con la carga de 6,25 × 1018 electrones aproximadamente.
Materiales:
Bastón de
vidrio
Pedazos de
lana
Cordel
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Experimentos de Química I
Procedimiento:
Friccionar un bastón de vidrio con un pedazo de lana, colgándolo con ayuda de un
cordel.
Aproximar el pedazo de lana al bastón y anotar lo que ocurre (Figura 1).
Friccionar otro bastón de vidrio en otro pedazo de lana, aproximarlo al bastón
colgado (Figura 2) y anotar lo que ocurre.
Figura 1
Figura 2
Análisis de resultados:
1. Explicar lo que pasó.
2. ¿Cómo se puede concluir que la materia posee naturaleza eléctrica?
En el punto 1 notamos que el bastón de vidrio y la lana se atraen, y en el
punto 3, el bastón de vidrio colgado irá a repeler el otro.
Esto demuestra la presencia de fenómenos eléctricos.
Cuando friccionamos los dos materiales, el bastón de vidrio pasa a ser
portador de carga eléctrica negativa (en ambos casos por convención),
Figura 3.
Figura: 3
La lana (cargada negativamente) es atraída por el bastón de vidrio (cargado
positivamente). Sin embargo, los dos bastones de vidrio electrificados, con cargas
de la misma polaridad, se repelen. Podemos concluir que las cargas eléctricas de
signos diferentes se atraen y del mismo signo se repelen.
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Experimentos de Química I
Experimento 5
Modelo atómico nuclear
Número del Bloque: III
Nombre del Bloque: explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones.
Tiempo asignado: 10 horas.
Objeto de aprendizaje: teorías y modelos atómicos
Propósito: comprender a profundidad cómo se encuentra estructurado un átomo.
Adquirir la capacidad para explicar las características de la estructura de la
materia y las propiedades que esta genera.
Introducción:
Hoy en día nadie piensa que los átomos no existen. Creemos tener pruebas más
que suficientes de su existencia. Sin embargo, nunca hay que perder de vista que
detrás de toda investigación hay un investigador, un ser humano que interpreta,
dirige, selecciona, decide y deduce, dentro del contexto de lo que él mismo cree y
bajo la consideración de lo que es la teoría aceptada.
De 1897 a 1932, a lo largo de 35 años, aparecieron tres partículas subatómicas:
electrón, protón y neutrón. Para descubrir el electrón fue necesario aprender a
manejar la energía eléctrica, la que se entendió finalmente como un flujo de
electrones. En un tubo de rayos catódicos ocurrió el hallazgo de los rayos X, una
forma de radiación de alta energía, el cual condujo al descubrimiento de la
radioactividad y este al modelo nuclear del átomo. Luego, mediante reacciones
nucleares aparecieron el protón y el neutrón.
Los modelos nos permiten formar imágenes concretas de conceptos abstractos o
de objetos minúsculos o muy lejanos para ser observados. Los científicos
desarrollan modelos para explicar cosas que no pueden ver directamente. Los
modelos están basados en construcciones mentales y teorías, que si son
apropiados, pueden verificar y predecir una gran cantidad de datos
experimentales.
Materiales y sustancias:
Materiales
Esferas de unicel
tamaños
Palillos de madera
de
Sustancias
diferentes Pegamento blanco o UHU
Pintura
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acrílica
de
distintos
Experimentos de Química I
colores
Popotes
Pinceles
Franela
Procedimiento:
1. Elegir un elemento de la tabla periódica.
2. Calcular el número de electrones, protones y neutrones que posee.
3. Pintar esferas de unicel de algún tamaño con el color deseado para representar
electrones, de otro color para protones y de un tercer color para neutrones.
4. Une las esferas con palillos y popotes para generar el modelo en tercera
dimensión de la estructura del átomo elegido.
Análisis de resultados:
Realiza una explicación-descripción por escrito de la estructura atómica
construida. Debes incluir las propiedades que dicha estructura confiere al átomo
en cuestión, como el número de capas que posee, si existen isótopos y mencionar
el tamaño comparado con el de otros átomos vecinos en la tabla periódica.
Ejemplo de modelos atómicos
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Experimentos de Química I
Experimento 6
Tabla periódica
Número del Bloque: IV
Nombre del Bloque: interpretas la tabla periódica.
Tiempo asignado: 8 horas.
Objeto de aprendizaje: tabla periódica moderna.
Propósito: el alumno realizará una tabla periódica para la familiarización con su
manejo.
Introducción:
EL NÚMERO ATÓMICO COMO BASE DE LA CLASIFICACIÓN PERIÓDICA
Si se ordenan los elementos químicos de manera creciente respecto de sus
números atómicos, se observa una variación gradual y ordenada de sus
propiedades físicas y químicas, y además, lo que es muy importante, se
comprueba que cada ocho (o dieciocho) elementos se empieza a repetir la serie
de propiedades. Los que están colocados en una misma columna verticalmente,
son aquellos elementos que poseen el mismo número de electrones en la capa
más externa.
Grupo: se llama grupo de clasificación periódica a un ordenamiento vertical de los
elementos. Los grupos se indican con números romanos y hay ocho subgrupos.
Ejemplo, el subgrupo IV A está formado por los elementos C, Si, Ge, Sn y Pb. El
número de subgrupo indica los datos siguientes:
a) El número de electrones del nivel más externo.
b) Las valencias del elemento considerado.
c) El carácter químico del elemento en cuestión.
Periodo: recibe este nombre el ordenamiento horizontal de los elementos. Los
periodos, que son siete, se indican con números arábigos. El número del periodo
es igual al de los niveles de energía que existen en la envoltura del átomo
considerado.
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Experimentos de Química I
Materiales:
Hoja de papel tamaño carta, color blanco.
Lápiz o lapicero
Regla
Procedimiento:
Utilizando las hojas en blanco, hacer un cuadriculado de 2.0 cm por 2.0 cm de
acuerdo a las instrucciones proporcionadas por el profesor.
Análisis de resultados:
Describe la importancia de familiarizarte con cada elemento de la tabla periódica.
1.- ¿Cuántos elementos por la IUPAC tiene la tabla periódica?
2.- ¿Cuáles son los grupos en lo que se divide la tabla periódica?
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Experimentos de Química I
Experimento 7
Enlace químico
Número del Bloque: V
Nombre del Bloque:
intermoleculares.
interpretas
enlaces
químicos
e
interacciones
Tiempo asignado: 10 horas.
Objeto de aprendizaje: propiedades de los compuestos con enlace iónico y
covalente.
Propósito: demostrar las hipótesis planteadas sobre las propiedades que le
confieren los enlaces químicos a las sustancias.
Introducción:
Las propiedades físicas y químicas de las sustancias están relacionadas con la
fuerza del enlace, mediante el cual se unen sus átomos, de ahí la importancia que
conozcas las características de tales enlaces.
Enlaces interatómicos son los que permiten que los átomos se unan entre sí y
puedan formar compuestos. Estos enlaces pueden ser iónicos o covalentes, y
presentan características diferentes que dependen de la electronegatividad que
poseen los elementos que forman el compuesto.
Materiales y sustancias:
Materiales
4 matraces Erlenmeyer o frascos de vidrio 2 probetas o vaso de licuadora
de mayonesa
4 agitadores de vidrio o de plástico
1 pizeta o frasco aplicador de tinte
de cabello
1 mechero de Bunsen o lámpara de alcohol 1 espátula
1 cucharita de combustión o cuchara de
metal común
Sustancias
3 gr de azúcar común
3 gr de sal común (NaCl)
11 ml de aceite
11 ml de alcohol etílico
400 ml de agua destilada
Procedimiento:
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Experimentos de Química I
A) Prueba de solubilidad
1.- Demostrar la solubilidad de las sustancias y, con base en esto, deducir
el tipo de enlaces que mantienen unidos a sus átomos (enlaces
interatómicos) y de las soluciones que se forman (enlaces
intermoleculares).
2.- Numerar 4 matraces Erlenmeyer de 250 ml y colocar con la probeta 100
ml de agua destilada.
3.- Agregar a cada vaso, cada una de las sustancias que se van a utilizar en
esta práctica.
4.- Agitar vigorosamente, observar y anotar los cambios ocurridos en cada
matraz.
B) Prueba a la llama
1.- En una cucharilla de combustión coloque 0.2 gr de azúcar y mantenga la
cucharilla en contacto con la llama mediana en un mechero de Bunsen.
Anote sus observaciones.
2.- Limpie bien la cucharilla y repita la operación con las demás sustancias
(aceite, sal común y alcohol). Anote sus observaciones.
Análisis de resultados:
1.-Clasificar los siguientes enlaces como iónicos o covalentes. En el caso de los
covalentes, indica si son polares o no polares. Use tabla de la electronegatividad
de Pauling.
1.- KF
2.- MgO
3.- NO
4.- CaO
5.- NaBr
6.- Br2
7.- HCI
8.- P-CI
9.- H-N
10.- Be-F
2.- Al mezclar aceite con agua no se disuelve. ¿Por qué?
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Experimentos de Química I
Nota: Tabla de Electronegatividad de Pauling, pagina 144 de la guía de Química 1.
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Experimentos de Química I
Experimento 8
Óxidos básicos
Número del Bloque: VI
Nombre del Bloque: manejas la nomenclatura Química Inorgánica.
Tiempo asignado: 15 horas.
Objeto de aprendizaje: compuestos químicos inorgánicos.
Propósito:
Reconocer las diferencias que existen entre los óxidos y cómo retardar dicho
fenómeno.
Introducción:
Los óxidos básicos son compuestos que se forman al combinarse el oxígeno con
los compuestos orgánicos. El magnesio (que es un metal) al reaccionar con el
oxígeno formando el Óxido de magnesio, que es un óxido básico:
2 Mg + O2= 2 MgO2
Magnesio + Oxígeno = Óxido de magnesio
La mayoría de los óxidos metálicos, como el MgO, que tienen carácter básico son
solubles en agua y forman con ella el hidróxido metálico correspondiente:
MgO + H2O = Mg(OH)2
Óxido de Agua Hidróxido de magnesio
Materiales y sustancias:
Materiales
Un cuchillo
4 platos pequeños
1 pedazo de plástico transparente
Sustancias
Una manzana
Un limón
Hielo
Procedimiento:
1.-Cortamos 4 trozos de la manzana, los trozos deben tener
aproximadamente el mismo tamaño.
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Experimentos de Química I
2.-En el plato número uno colocamos uno de los trozos de manzana.
3.-Envolvemos con el plástico otro trozo de manzana y lo colocamos en
el plato número dos.
4.-En el plato número tres ponemos otro trozo de manzana y añadimos
un poco de jugo de limón.
5.-Por último, en el plato número cuatro ponemos el último trozo de
manzana y lo cubrimos con hielo.
Transcurridos unos treinta minutos vemos el estado en que se
encuentran
los
trozos
de
manzana.
Análisis de resultados:
¿Qué color presenta cada uno de los trozos de la manzana?
¿La sustancia que se le añade a la manzana es una base o un ácido?
¿Por qué?
Entonces, ¿cómo se llama este compuesto?
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Experimentos de Química I
Experimento 9
Ácidos, oxíácidos, contaminación ambiental “Lluvia ácida”
Número del Bloque: VI
Nombre del Bloque: manejas la nomenclatura Química Inorgánica.
Tiempo asignado: 15 horas.
Objeto de aprendizaje: compuestos químicos inorgánicos.
Propósito:
La lluvia ácida es un problema fuerte en ciudades importantes de nuestro país,
como son: México, Guadalajara, Monterrey, etc. Con esta actividad se busca que
el estudiante comprenda la forma en que este fenómeno se lleva a cabo en la
atmósfera y cómo participan las industrias de las grandes ciudades en la
generación de este problema.
Introducción:
Los ácidos de las precipitaciones tienen su origen en la combustión de los
materiales fósiles necesarios para la obtención de energía (carbón, petróleo,
gasolina o combustóleo). Dichas combustiones arrojan al ambiente grandes
cantidades de gases, como dióxido de carbono, CO2, y óxidos de azufre (SOx), y
de nitrógeno (NOx), que al combinarse con el vapor de agua que se encuentra en
la atmósfera, se forman los ácidos que le confieren a la lluvia esa característica de
precipitación ácida. Las reacciones producidas son las siguientes:
A) S + O2 = SO2.
B) SO2 + H2O = H2 SO4
Azufre +Oxígeno = Dióxido de azufre
Dióxido de azufre + Agua = Ácido
sulfúrico de azufre
Materiales y sustancias:
Materiales
Sustancias
Matraz Erlenmeyer o frasco de Azufre (jabón de azufre o azufre en polvo
mayonesa de vidrio
como fertilizante)
Cucharilla
de
combustión
cuchara normal de metal
Vaso de vidrio
o Agua de la llave
Anaranjado de metilo o Indicador natural (Col
morada, Jamaica, etc.).
Mechero de Bunsen o lámpara de Plastilina
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Experimentos de Química I
alcohol
Cerillos.
Procedimiento:
En un matraz coloque 100 ml de agua de la llave y unas gotas de anaranjado de
metilo o indicador natural. En una cucharilla coloque azufre y caliente a la flama
hasta combustión (coloración violeta), retire inmediatamente e introduzca la
cucharilla en el matraz evitando tocar el agua con el indicador; cubra la boca del
matraz con la mano para evitar la salida del gas e irrite nuestras mucosas.
Una vez que el matraz se observa lleno de gas, rápidamente retire la cucharilla e
introdúzcala en un vaso con agua y simultáneamente coloque un tapón al matraz.
Al reaccionar los anhídridos con el agua se forman ácidos lo que provoca que
aparezca la coloración rojiza por el indicador presente.
Obsérvese el movimiento de partículas a partir de la coloración que cada vez va
ocupando más espacio. Si invertimos el matraz observamos que el gas siempre
ocupa la parte superior.
Análisis de resultados:
1.- ¿Qué conclusiones obtuviste al realizar la practica?
2.- ¿Qué efectos provoca la lluvia ácida en las plantas?
3.- ¿Qué soluciones podrían evitar este tipo de contaminación ambiental (lluvia
ácida)?
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Experimentos de Química I
Experimento 10
Negro de colores
Número del Bloque: VII
Nombre del Bloque: representas y operas reacciones químicas.
Tiempo asignado: 15 horas.
Objeto de aprendizaje: tipo de reacciones (sustitución o desplazamiento).
Propósito:descubrir que la tinta negra de un marcador está formada por la mezcla
de tintas de color amarillo, verde, azul..., etc.
Introducción:
Los resultados cromáticos son distintos según la composición de la tinta negra, de
suerte que se pueden esperar resultados distintos a partir de diferentes marcas de
marcador. Una variante del proceso es hacerlo, pero utilizando alcohol como
diluyente en lugar de agua los resultados no son exactamente los mismos.
Materiales y sustancias:
Materiales
Sustancias
Agitador o Varilla
Pegamento blanco
Marcador negro
Agua
Regla
Vaso de vidrio mediano
Papel de filtro (de cafetera)
Procedimiento:
Se corta una tira rectangular de papel de filtro de una longitud casi igual a la altura
del vaso de vidrio y de una anchura inferior al diámetro de este. Se traza con el
marcador una línea recta en la tira, cerca de uno de sus extremos. Se pega el
otro extremo de la tira al agitador de forma que este haga de “percha” del papel. A
continuación, se introduce la tira en el vaso de vidrio al que previamente se habrá
añadido agua, en cantidad suficiente para que pueda tocar y humedecer la tira,
pero no tanta como para alcanzar la línea negra dibujada.
Poco a poco el agua ascenderá en la tira por capilaridad y al llegar a la línea negra
arrastrará los componentes de esta tinta. Se verá cómo van apareciendo en el
papel unas bandas horizontales de diversos colores.
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Experimentos de Química I
El agua hace el papel de diluyente de modo que la velocidad de arrastre no es la
misma para todas las sustancias. Ello explica que no todos los componentes de la
tinta sean arrastrados con la misma rapidez (lo que haría que simplemente el color
negro inicial se extendiese uniformemente en el papel).
Análisis de resultados:
1.- ¿Que puedes definir después de lo realizado en la práctica?
2.- Sustituye el diluyente original por alcohol y anota tus conclusiones.
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Experimentos de Química I
Experimento 11
Identificación de compuestos orgánicos “escritura invisible”
Número del Bloque: VII
Nombre del Bloque: representas y operas reacciones químicas.
Tiempo asignado: 15 horas.
Objeto de aprendizaje: reacciones químicas (combustión).
Propósito:identificar cómo ocurre una reacción química mediante la mezcla de
sustancias que encontramos en nuestro alrededor.
Introducción:
La combustión de sustancias orgánicas no solo produce Dióxido de carbono (CO2)
y agua, sino también residuos de carbón.
El jugo de limón es una mezcla de diferentes sustancias orgánicas (principalmente
ácido cítrico), por lo que al calentarlo se lleva a cabo una combustión, la cual deja
algunos residuos de carbón, éstos son los responsables del oscurecimiento de las
letras.
Materiales y sustancias:
Materiales
Sustancias
Palillo o cotonete
Zumo de limón o leche
Frasco pequeño de vidrio o plástico
Lámpara de alcohol o vela
Hojas de papel blanco
Procedimiento:
Con zumo de limón o leche se escribe un mensaje sobre una hoja de papel
blanco. Es conveniente mojar a menudo la pluma en el líquido elegido. Deje secar
el líquido, el mensaje escrito deja de ser visible. Coloque debajo de la hoja la
flama del encendedor cuidadosamente y observe.
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Experimentos de Química I
Análisis de resultados:
Explica: ¿por qué sucede este tipo de reacción química al acercar el papel a la
flama?
1.- ¿Cualquier sustancia podrá ser utilizada para este experimento?
2.- ¿Por qué?
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Experimentos de Química I
Experimento 12
Representación de reacciones químicas
Número del Bloque: VII
Nombre del Bloque: representas y operas reacciones químicas.
Tiempo asignado: 15 horas.
Objeto de aprendizaje: tipo de reacción química.
Propósito: analizar reactivos y productos de reacciones de combustión.
Introducción:
La combustión (conocimiento y dominio del uso del fuego) aparece en la historia
de la humanidad desde el inicio del desarrollo tecnológico. Sin embargo, el estudio
de la ecuación química de la combustión es muy reciente.
La combustión (quema) es una reacción química en cadena de una sustancia con
el oxígeno del aire, en la que hay liberación de luz y calor (energía). En la
combustión la sustancia quemada (combustible) sufre oxidación y el oxígeno
(comburente) sufre reducción.
Los combustibles más comunes son: gasolina, alcohol etílico o etanol, alcohol
metílico o metanol, gas licuado o gas de cocina, butano, leña, papel y parafina.
.
Las combustiones normales y completas producen compuestos donde participa el
elemento oxígeno. Cuando el combustible contenga el elemento hidrógeno (H),
uno de los productos formados es el agua. En los compuestos orgánicos (poseen
siempre carbono (C) e hidrógeno (H) la mayoría también presenta oxígeno (O) y
nitrógeno (N) y hay formación de gas carbónico en el agua. Sucede, por lo tanto,
dependiendo de los elementos que constituyen el combustible, la formación de
otros gases (por ejemplo, dióxido de azufre o anhídrido sulfuroso).
Materiales y sustancias:
Materiales
Pipeta graduada o popotes
Sustancias
Alcohol etílico o alcohol
común
Tapas metálicas de cerveza (sin el plástico
aislante)
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Experimentos de Química I
Mechero de Bunsen o lámpara de alcohol
Vasos de varios tamaños
Fósforos
Cronómetro
Vela
Procedimiento:
Combustión del alcohol etílico
Colocar 1 ml de alcohol etílico en dos tapitas y, cuidadosamente, aproximar la
llama de un fósforo para que la reacción de combustión del alcohol se inicie.
Cubrir una de las tapitas con un vaso.
Observar y anotar los hechos acontecidos.
Combustión de una vela
Cortar una vela por la mitad y encenderla.
Esperar hasta que el tamaño de la llama se estabilice, tapar la vela con un vaso y
determinar el tiempo (en segundos), durante el cual la vela continuará
quemándose.
Repetir el paso anterior, utilizando vasos de diferentes tamaños.
Observar y anotar el tiempo de cada reacción.
Análisis de resultados:
1) ¿Qué es combustión?
2) ¿Cuál es la diferencia entre combustible y comburente?
3) Indique el combustible y el comburente de cada reacción de combustión
realizada en este experimento.
4) Cite tres combustibles utilizados día a día.
5) En la combustión de una vela, ¿qué influencia tiene el tamaño del vaso para la
combustión de la vela?
6) ¿Por qué?
Combustión de alcohol etílico
Es importante destacar que para que se inicie la combustión es preciso de un
poco de energía proveniente de la llama del palito de fósforo. Después de
comenzada la combustión, ocurre liberación de calor. La sustancia que mantiene
la combustión (comburente) es el gas oxígeno. Colocar el vaso sobre la tapita,
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Experimentos de Química I
limita la cantidad de oxígeno disponible y cuando todo el gas (oxígeno) sea
consumido, la llama se apagará.
Por lo tanto, la llama de la tapita cubierta con el vaso se apagará primero, aunque
tenga alcohol (combustible) suficiente para continuar la reacción.
Combustión de una vela
En esta reacción de combustión, la parafina (reactivo – principal combustible),
llega hasta la región superior de la vela a través del pábilo (por efecto de la
capilaridad y de la diferencia de densidad entre la parte inferior (más fría) y la
parte superior (más caliente).
En la combustión el oxígeno es consumido, soltando otros gases incombustibles.
Como la quema depende de la cantidad de oxígeno, mientras menor sea el vaso
utilizado para cubrir la vela, menor será la cantidad de oxígeno disponible, por lo
tanto la vela se apagará más rápido (menos tiempo), en el vaso menor.
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Experimentos de Química I
Experimento 13
Frío o caliente
Número del Bloque: VII
Nombre del Bloque: representas y operas reacciones químicas.
Tiempo asignado: 15 horas.
Objeto de aprendizaje: reacciones químicas (síntesis o adición).
Propósito: conocer las transformaciones de la materia, cuando sufren algún
proceso donde interviene una energía.
Introducción:
Los microorganismos a los que se les llama fermentos son responsables de este
proceso y a las sustancias que actúan sobre el sustrato para realizar estas
reacciones se les llama enzimas.
La transformación de azúcares en alcohol por medio de la fermentación se conoce
desde tiempos muy remotos y se le llama fermentación alcohólica, por este
procedimiento se obtiene el pulque, la cerveza, el vino y muchas otras bebidas.
De la fermentación de diversos granos, como la cebada, el sorgo, el maíz, la uva,
la caña de azúcar, se obtienen bebidas como whisky, cerveza, brandy y ron.
El vinagre adquiere su sabor ácido debido a que en la fermentación se produce el
ácido acético. A este tipo de fermentación se le llama acética.
La levadura que se utiliza desde la antigüedad para hacer pan es un
microorganismo que fermenta la harina. En este tipo de fermentación el CO2
queda atrapado en la masa y hace que el pan se esponje, de otra manera
quedaría aplastado.
Materiales y sustancias:
Materiales
Sustancias
1 recipiente para baño María 4 pedazos de piña
2 frascos con tapa
Agua
2 etiquetas
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Experimentos de Química I
Procedimiento:
-Marque los frascos como A y B.
-Triture los pedazos de piña con un octavo de vaso de agua y coloque la mitad en
el frasco A y tápelo, la otra mitad colóquela en el frasco B destapado y póngalo a
baño maría durante quince minutos, tápelo inmediatamente.
-Deje los frascos en observación por cuatro días.
-Observe los frascos A y B, anote los cambios que suceden en las características
de la piña, sabor, olor, aspecto al iniciar el experimento y cada veinticuatro horas,
durante cuatro días; haga una suposición (hipótesis) de lo que cree que va a
pasar.
Análisis de resultados:
1.- ¿En qué otros alimentos ha observado algo semejante?
2.- ¿A qué se debe que la piña del frasco A y la del B tengan diferentes
propiedades?
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Experimentos de Química I
Experimento 14
“¡A toda máquina!”
Número del Bloque: VIII
Nombre del Bloque: comprendes los procesos asociados con el calor y la
velocidad de las reacciones químicas.
Tiempo asignado: 7 horas.
Objeto de aprendizaje: velocidad de reacción.
Propósito: identificar el tipo de reactivo que interviene en el cambio de una
sustancia y el tiempo que tarda en suceder la reacción.
Introducción:
La catálisis es un proceso mediante el cual se modifica la velocidad de reacción
debido a la presencia de un catalizador.
Los catalizadores son sustancias que aceleran o disminuyen la velocidad de una
reacción sin alterarse en el contacto con las ya existentes.
En esta actividad las cenizas actúan como catalizadores en la combustión del
azúcar.
Materiales y sustancias:
Materiales
Sustancias
Cuchara metálica común ½ cucharada de azúcar granulada
Lámpara de alcohol
Cenizas (de cigarro)
Procedimiento:
Encienda la lámpara de alcohol.
Con la cuchara metálica tome 1/2 cucharada de azúcar granulada. Trate de que
arda el azúcar acercando la cuchara a la flama de la vela.
Vuelva a hacer otro intento poniéndole al azúcar un poco de ceniza. Vuelva a
acercar la cuchara a la flama; después de unos instantes empezará a arder.
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Experimentos de Química I
Análisis de resultados:
1.- ¿Qué sucedió con el azúcar?
2.- ¿Ardió el azúcar?
3.- ¿Por qué sucedió esto, cuando se le puso al azúcar un poco de ceniza?
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Experimentos de Química I
Experimento 15
“¡A exceso de velocidad!”
Número del Bloque: VIII
Nombre del Bloque: comprendes los procesos asociados con el calor y la
velocidad de las reacciones químicas.
Tiempo asignado: 7 horas.
Objeto de aprendizaje: velocidad de reacción–temperatura.
Propósito: establecer qué es la velocidad de reacción. Analizar los factores que
afectan la velocidad de las reacciones de las sustancias. Comprobar los factores
que afectan la velocidad de una reacción por medio de la práctica experimental en
el laboratorio.
Introducción:
La velocidad de una reacción aumenta cuando se eleva la temperatura. El AlkaSeltzer contiene ácido cítrico y bicarbonato de sodio; cuando la mezcla se disuelve
en agua, reaccionará con el bicarbonato de sodio, formándose la sal de sodio que
es más soluble, el ácido cítrico también reacciona con el bicarbonato produciendo
dióxido de carbono, que es el que genera la efervescencia.
Materiales y sustancias:
Materiales
Sustancias
2 vasos de vidrio 100 ml de agua caliente
100 ml de agua fría
2 tabletas de Alka-Seltzer
Procedimiento:
Llene un tercio de vaso con agua recién hervida y el tercio del otro vaso con agua
muy fría. Añada a cada vaso una tableta de Alka-Seltzer.
Observe en cuál de los vasos el burbujeo es más intenso, o sea, en cuál
desaparece antes la tableta.
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Experimentos de Química I
Análisis de resultados:
1.- ¿Podría dar una explicación de lo observado?
2.- ¿Cómo ha influido sobre la velocidad de reacción la temperatura?
3.- ¿Y la naturaleza del reactivo?
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Experimentos de Química I
Anexo
Catálogo de materiales más comunes en un laboratorio y sus posibles
equivalencias caseras.
La probeta es un instrumento volumétrico que consiste en un cilindro graduado de
vidrio, el cual permite contener líquidos y sirve para medir volúmenes de forma
aproximada.
MATERIAL DE LABORATORIO
MATERIAL CASERO
Vaso de licuadora
Las buretas son tubos cortos, graduados, de diámetro interno uniforme,
dependiendo del volumen, de décimas de mililitro o menos. Su uso principal se
presenta en volumetrías, debido a la necesidad de medir con precisión volúmenes
de líquido variables.
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Experimentos de Química I
Jeringas
La pipeta es un instrumento volumétrico de laboratorio que permite medir la
alícuota (volumen) de líquido con bastante precisión. Suelen ser de vidrio. Está
formada por un tubo transparente que termina en una de sus puntas de forma
cónica y tiene una graduación (una serie de marcas grabadas) con la que se
indican distintos volúmenes.
Popotes
Los tubos de ensayo están disponibles en una multitud de tamaños,
comúnmente de 1 a 2 cm de ancho y de 5 a 20 cm de largo. Se utiliza
mayormente como recipiente de líquidos y sólidos, con los cuales se realiza
mezclas o se les somete a variaciones de temperatura u otras pruebas.
Tubos para muestras de
laboratorio
El Matraz de Erlenmeyer se utiliza para el armado de aparatos de destilación o
para hacer reaccionar sustancias que necesitan un largo calentamiento. También
sirve para contener líquidos que deben ser conservados durante mucho tiempo.
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Experimentos de Química I
Frasco de dulces o chocolates
El vidrio de reloj o cristal de reloj es una lámina de vidrio en forma circular
cóncava-convexa. Se llama así, por su parecido con el vidrio de los antiguos
relojes de bolsillo. Se utiliza en química para evaporar líquidos, pesar productos
sólidos o como cubierta de vasos de precipitados, y contener sustancias
parcialmente corrosivas. Es de tamaño medio y muy delicado.
Vidrio o cristal común
El embudo tiene una forma de dos conos, generalmente en su parte superior el
cono mayor es el encargado de recibir la entrada de los líquidos y el inferior es el
encargado de canalizar a un recipiente el flujo proveniente de la parte superior,
algunas veces la parte inferior es un cilindro. Los embudos suelen hacerse de
plástico, vidrio y otros materiales.
Botella de plástico
La finalidad que cumple el trípode o tripié de laboratorio es solo una. Ya que
es utilizado principalmente como una herramienta de sostén para la rejilla de
asbesto, o lo que se sitúa sobre este. Con este material es posible la
preparación de montajes para calentar, utilizando como complementos el
mechero (dependiendo del tipo). También sirve para sujetar con mayor
comodidad cualquier material que se use en el laboratorio que vaya a llenarse
con productos peligrosos o líquidos de cualquier tipo.
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Experimentos de Química I
Alambre flexible
Un mechero de Bunsen es un instrumento utilizado en laboratorios científicos
para calentar o esterilizar muestras o reactivos químicos. El mechero Bunsen es
una de las fuentes de calor más sencillas del laboratorio y es utilizado para
obtener temperaturas no muy elevadas. Consta de una entrada de gas sin
regulador, una entrada de aire y un tubo de combustión.
Lámpara de alcohol
Un mortero es un utensilio antiguamente usado en boticas para machacar
distintas sustancias y todavía presente en la cocina tradicional para majar
alimentos. Los hay de madera, metal, cerámica y piedra (como el molcajete
americano).
Molcajete
La balanza es un instrumento que sirve para medir la masa.
Es una palanca de primer género de brazos iguales que, mediante el
establecimiento de una situación de equilibrio entre los pesos de dos cuerpos,
permite medir masas.
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Experimentos de Química I
Balanza para repostería
Las Pinzas de Tubo de Ensayo se utilizan para manejar y poner a fuego los
tubos de ensayo como módulo de seguridad.
Pinzas para hielo
Pinzas de Disección: su uso se extiende particularmente a la biología, cuando se
debe tratar con muestras pequeñas como en la disección, estas pinzas son
perfectas por su facilidad de manipulación, por su tamaño y por su simpleza; es
una de las más comunes.
MATERIAL DE LABORATORIO Y CASERO
PINZAS DEPILADORAS
El cronómetro es un reloj cuya precisión ha sido comprobada y certificada por
algún instituto o centro de control de precisión. La palabra cronómetro es un
neologismo de etimología griega: Χρόνος, Cronos es el Titán del tiempo, μετρον metron es hoy un sufijo que significa aparato para medir.
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Experimentos de Química I
Reloj de pulso
Cucharilla de combustion: es un utensilio que tiene una varilla de 50 cm de
largo, se utiliza para realizar pequeñas combustiones de sustancias.
Cuchara de metal
Un vaso de precipitados o vaso de precipitado es un recipiente cilíndrico de
vidrio fino que se utiliza muy comúnmente en el laboratorio, sobre todo, para
preparar o calentar sustancias y traspasar líquidos.
vaso de vidrio
También llamada frasco lavador y/o matraz de lavado, la pizeta es un frasco
cilíndrico de plástico o vidrio con pico largo, el cual se utiliza en el laboratorio de
química o biología para contener algún solvente, por lo general agua destilada o
desmineralizada, aunque también solventes orgánicos como etanol, metanol,
hexano, etc. Este utensilio facilita la limpieza de tubos de ensayo, vaso de
precipitados y electrodos. También son utilizadas para limpiar cristal esmerilado
como juntas o uniones de vidrio.
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Experimentos de Química I
Aplicador de tinte
Agitadores de vidrio es un instrumento usado en los laboratorios de química,
consiste en una varilla regularmente de vidrio, la cual sirve para mezclar o revolver
por medio de la agitación de algunas sustancias.
Agitadores de bebidas
Las pinzas de madera tienen un uso bastante básico y es el poder llevar nuestras
muestras como puede ser un tubo de ensayo al calor, permitiendo poder soportar
la temperatura sin que nos cause quemaduras, si utilizáramos pinzas de plástico
estas podrían verse afectadas al no tener una resistencia muy fuerte al calor, en el
caso de las de metal permitiría la disipación de calor, pero podría llegar al otro
extremo que es de donde lo estamos sosteniendo, produciendo también
quemaduras.
Este tipo de pinzas no son usadas para todo tipo de pruebas, al ser la madera
fácilmente afectada por ciertos productos químicos, incluso con el calor debemos
ser cuidadosos por su fácil combustión.
Pinzas para ropa
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Experimentos de Química I
Espátula: es un utensilio que permite tomar sustancias químicas con ayuda de
este, evitando que los reactivos se contaminen y nos contaminen.
Espátula para pintor
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Experimentos de Química I
Sustancias o reactivos para uso del laboratorio
Azúcar:
Agua:
Alcohol:
Agua destilada:
Ceniza de cigarro:
Hielo:
Pegamento blanco:
Aceite vegetal:
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Experimentos de Química I
Créditos
Osvaldo Pérez Pérez
Director General de Telebachillerato
Rosa Edith Ferrer Palacios
Subdirectora Técnica
Julián De la Rosa Martínez
Subdirector de Evaluación y Supervisión Escolar
Arlethe del Rosario Ibáñez Salcedo
Jefa del Departamento Técnico
Pedagógico
Diana Karely Ortíz Olivas
Jefa de la Oficina de Planeación Educativa
Juana Isabel Bautista Ovando
Jefa de la Oficina de Desarrollo
Educativo
Jorge Alvarado Blanco
Elaboración del Manual
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