Fundamento científico
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Fundamento científico
En esta práctica se van a llevar a cabo dos procedimientos; en uno de ellos no respetaremos las medidas de las cantidades de los reactivos, y en otro sí. Partiremos en ambas del mismo objetivo y de los mismos materiales. Las consecuencias de respetar o no las medidas se verán a lo largo de los dos procedimientos reflejadas en los resultados. Hay que decir que el procedimiento 1 lo hicimos como prueba y experimentamos que pasaba si no echábamos las cantidades de reactivo que se tenían que echar. En cambio, en el procedimiento 2 fuimos más rigurosos, y respetamos las cantidades de reactivos. Fundamento científico: Esta experiencia se basa en la capacidad oxidante del permanganato de potasio (KMnO4) en un medio ácido y en los equilibrios de precipitación que pueden tener lugar posteriormente con las especies reducidas procedente de dicha reacción redox. Se denomina reacción redox a toda reacción química en la que uno o más electrones se transfieren entre los reactivos, provocando un cambio en sus estados de oxidación.1 Para que exista una reacción de reducción-oxidación, en el sistema debe haber un elemento que ceda electrones, y otro que los acepte: El agente reductor es aquel elemento químico que suministra electrones de su estructura química al medio, aumentando su estado de oxidación, es decir, siendo oxidado. El agente oxidante es el elemento químico que tiende a captar esos electrones, quedando con un estado de oxidación inferior al que tenía, es decir, siendo reducido. 2 El fundamento de esta experiencia consiste en reducir el permanganato de potasio, de color morado, semejante al del vino tinto, hasta especies de manganeso -Mn (II)-, normalmente incoloras. Sin embargo, enfrentando el KMnO4 a diferentes reductores es posible no sólo transformar el "vino" (KMnO4) en agua, sino que se puede convertir en "leche", o gaseosa, etc. Objetivo: Desde el punto de vista didáctico, nuestro objetivo es ver las distintas reacciones que tiene el permanganato de potasio con los diferentes reactivos, y se ha realizado de una forma lúdica para facilitar su comprensión y hacerlo más ameno. Material: Instrumentos: 5 vasos de precipitados 1 matraz de un litro Cuentagotas Una botella de vino 4 vasos y una pajita Una copa de vino Reactivos: 24 g de cloruro de bario dihidratado ( ) 25 g de tiosulfato de sodio pentahidratado ( ) 22 g de carbonato de sodio( ) 100 de una disolución 2 mol · de ácido sulfúrico( 0,4 g de permanganato de potasio ( ) ) Procedimiento 1: 1. Preparar las siguientes disoluciones: 24 g de cloruro de bario en 100 de agua destilada. 25 g de tiosulfato de sodio en 100 de agua destilada. 21 g de carbonato de sodio en 100 de agua destilada. Una disolución de 1 de ácido sulfúrico 2 M 0,4 g de permanganato de potasio disueltos en 100 de una disolución 2 mol · de ácido sulfúrico y se completa hasta 1 con agua destilada. Esta disolución adquiere un color morado oscuro parecido al del vino tinto. Ponga esta disolución en la botella de vino adecuada. 2. Cogemos un papel de filtro y colocamos 5 vasos de precipitados. A continuación, escribimos debajo de cada vaso lo siguiente: Vaso nº 1: permanganato VINO Vaso nº 2: tiosulfato de sodio AGUA Vaso nº 3: tiosulfato de sodio y cloruro de bario LECHE Vaso nº 4: cloruro de bario BATIDO DE FRAMBUESA Vaso nº 5: tiosulfato de cobre y carbonato de sodio GASEOSA 3. En cada vaso de precipitados echamos unas gotas de los reactivos correspondientes. ( el vaso nº 1 se deja vacío) 4. Vertimos un chorro de la disolución de permanganato en cada vaso y observamos los cambios que se producen: Vaso nº 1: en este vaso no había ningún reactivo, así que cuando echamos el permanganato no ocurre nada. Hemos obtenido nuestro “ vino tinto” Vaso nº 2: en este vaso había tiosulfato de sodio y al añadirle el permanganato, se forma una disolución transparente. Aquí hemos elaborado el agua. Vaso nº 3: en este vaso depositamos tiosulfato de sodio y cloruro de bario, y al verterle el permanganato se forma una disolución blanquecina, pero no la que nosotros deseábamos, porque esta disolución no pasa por leche. Vaso nº 4: aquí había cloruro de bario y cuando depositamos el permanganato, estas dos sustancias no reacción, manteniendo ese color de morado oscuro del vino tinto. No hemos obtenido el batido de frambuesa. Vaso nº 5: al añadirle el permanganato a los reactivos nos queda una disolución de color anaranjado, que parecía más bien cerveza que gaseosa, que era lo que queríamos. Como no hemos obtenido los resultados que queríamos, repetimos el procedimiento, pero echamos unas cantidades determinadas de reactivos en cada vaso. En el siguiente apartado se explica el proceso. Procedimiento 2: 1. Preparar las siguientes disoluciones: 24 g de cloruro de bario en 100 de agua destilada. 25 g de tiosulfato de sodio en 100 de agua destilada. 21 g de carbonato de sodio en 100 de agua destilada. Una disolución de 1 de ácido sulfúrico 2 M 0,4 g de permanganato de potasio disueltos en 100 de una disolución 2 mol · de ácido sulfúrico y se completa hasta 1 con agua destilada. Esta disolución adquiere un color morado oscuro parecido al del vino tinto. Ponga esta disolución en la botella de vino adecuada. 2. Cogemos el papel de filtro que habíamos utilizado en el procedimiento 1 con los nombres y colocamos nuevos vasos de precipitados. 3. En cada vaso, vamos a echar los reactivos correspondientes con las siguientes cantidades ( vaso nº1 se deja vacío): Vaso nº 2: 1 de la disolución de tiosulfato de sodio. Vaso nº 3: 1 de la disolución de tiosulfato de sodio y 3 de la disolución de cloruro de bario. Vaso nº 4: 3 de la disolución de cloruro de bario. Vaso nº 5: 1 de la disolución de tiosulfato de sodio y 3 de la disolución de carbonato de sodio. 4. A continuación, una compañera nuestra sirve un vaso de permanganato en cada vaso de precipitados y observamos los siguientes cambios: Vaso nº 1: no hay cambios. Vaso nº 2: el permanganato se decolora ya que es reducido a incoloros por la acción de los iones tiosulfato. Ocurre la siguiente reacción química : El “vino tinto” se ha transformado en “agua”. Vaso nº 3: el permanganato se decolora por encima y se formará un precipitado blanco de sulfato de bario, al reaccionar los iones bario con los iones sulfato procedentes de la disolución acidificada de permanganato. Tiene lugar la siguiente reacción química: El “vino tinto” se ha transformado en “leche” Vaso nº 4: se forma un precipitado como el de antes, pero se mantiene el color del permanganato. El “vino tinto” se ha transformado en “batido de frambuesa”. Vaso nº 5: el permanganato se decolora como antes y la disolución ácida reaccionará con el carbonato de sodio formando burbujas (gas), como consecuencia del dióxido de carbono que se produce. Proviene del ácido sulfúrico, que echamos con el permanganato. El vino tinto se ha transformado en “limonada gaseosa” Está práctica se realizo en el laboratorio y la podéis ver en la página wed: Convirtiendo el vino tinto en agua. Como obtuvimos buenos resultados y se tratan de reacciones muy vistosas decidimos realizar la práctica en la cafetería del instituto, donde introducimos a una compañera que se hizo pasar por camarera, y que sirvió nuestras 5 bebidas: vino tinto, agua, leche, batido de frambuesa y gaseosa; a 5 clientes cómplices, con una misma botella de vino. Aquí fue donde utilizamos la copa de vino, los cuatro vasos y la pajita. Puedes ver la experiencia en el video de la página wed: Un camarero eficiente Conclusiones: Cuando hicimos la práctica en el laboratorio una vez que las reacciones estaban hechas, recogíamos el material. Sin embargo, en la cafetería las disoluciones estuvieron más tiempo en los vasos y observamos dos cosas: En el vaso nº2 el agua al cabo de un tiempo se puso turbia, debido a la formación de azufre coloidal procedente del exceso de tiosulfato y ácido. En los vasos nº 3 y 4 los precipitados blancos decantaron, quedándose en el fondo del vaso, dejando la parte de arriba turbia. En el vaso nº 5 al igual que en el nº 2 la disolución se puso turbia, debido a la formación de azufre coloidal procedente del exceso de tiosulfato y ácido. Además, la disolución empezó a expulsar un olor maloliente, debido a que se produce algo de dióxido de azufre.