PRÁCTICA 3: OBTENCIÓN DE SUSTANCIAS GASEOSAS (II)

RESUMEN:

Esta práctica ha consistido en una serie de experimentos con el propósito de obtener un número de gases (gas cloro y dióxido de carbono). En teoría, deberíamos haber realizado un tercer experimento para conseguir un tercer gas, pero no tuvimos tiempo suficiente para esto.

Los objetivos que nos habíamos propuesto fueron los siguientes:

Como es natural, la obtención de diferentes gases a partir de las reacciones entre determinadas sustancias, que son parte del producto de dichas reacciones.

El ajuste estequiométrico de las reacciones, para ser capaces de controlar y definir con exactitud cuántas unidades de cada reactivo vamos a necesitar (que sólo nos será útil en la práctica cuando hayamos de medir las reacciones y obtener una cantidad exacta de productos, pero que debemos conocer de todas formas).

Asentar y afianzar los conceptos de productos, reactivos y de disolución, así como trabajar estos conceptos de manera práctica.

Hemos necesitado los reactivos siguientes:

Ácido ClorhídricoDióxido de ManganesoCarbonato CálcicoPara conseguir los siguientes productos:

Dicloruro de ManganesoAguaGas CloroCloruro de CalcioDióxido de Carbono

Los procedimientos para obtener los productos arriba indicados no fueron demasiado sencillos, sobre todo en el caso de la segunda reacción. Por suerte, nosotras no tuvimos que realizar ni montar la instalación para este experimento (pues el profesor ya la tenía instalada). Sin embargo, el primer experimento consistió, únicamente, en aplicar el reactivo al producto. A pesar de los riesgos relativos que entraña trabajar con ácidos, no era complicado.

Al igual que en la práctica anterior a ésta, mantuvimos un registro de lo acontecido, tanto en papel como en vídeo. Los vídeos que aparecen en la práctica son los que grabamos en el laboratorio.

INTRODUCCIÓN:

Nuestra experimentación ha contado, antes siquiera de existir, con unas condiciones idóneas para ser llevada a cabo, puesto que gran parte de ella ha podido tener lugar gracias a que el profesor ha realizado el segundo experimento, utilizando naranja de metilo como medidor de PH para mostrarnos los resultados.

Estos resultados, si bien espectaculares al ojo desnudo, tampoco pueden clasificarse como algo fuera de lo común o novedoso, por lo menos de un tiempo a esta parte. Esto es debido a que, siendo una práctica cuyos objetivos son los de aprender a ajustar las reacciones obtenidas y a manipular dichas reacciones, podemos únicamente atender a lo que se despliega ante nuestra mirada; en nuestro caso, que conocemos lo que está sucediendo (no a la perfección, sin embargo), estudiar los sucesos que a otros podrían parecerles obra de magia o, simplemente, una rama de la existencia desconocida.

Podemos predecir ciertos aspectos, básicos y superficiales, de nuestro experimento. Con nuestros conocimientos previos de química orgánica, tenemos la oportunidad de saber lo que va a ocurrir. Sí, es simple: el producto de una base neutra (MnO2) y un potente ácido (HCl) no será, de ninguna manera, completamente neutro, sino levemente menos ácido que su reactivo. De todas formas, esto es prácticamente a lo más que podemos aspirar de conocer antes de realmente poner "en práctica" estas reacciones. Para realmente saber lo que ocurrirá, no queda otra sino experimentar con nuestras propias manos (bueno, cubiertas con guantes, al menos).

TRABAJO EXPERIMENTAL:

En esta práctica nos hemos tenido que poner bata y guantes de látex (como unos auténticos cirujanos), para protegernos del ácido. Lo primero que hicimos nada más llegar al laboratorio, fue escuchar las explicaciones que nuestro profesor, Ángel, nos daba. Y después, como normalmente hacemos, coger el material que necesitábamos, que en esta práctica es:

-3 tubos de ensayo.
-Pipeta.
-Gradilla.
-Reactivos químicos indicados.
-Matraz.
-Tubo de plástico.
-Tapón perforado para tubo de ensayo.
-Cerillas.

Viendo los materiales parece una práctica sencilla, pero no, es muy compleja.

Para la obtención de gas cloro:

Después de haber preparado todo comenzamos con la obtención de gas cloro: Para esta práctica utilizamos el Dióxido de manganeso y el Ácido clorhídrico. Primero vertimos una pequeña cantidad de ácido clorhídrico y después añadimos el dióxido de manganeso, al juntarlo obtuvimos dicloruro de manganeso, agua y gas cloro. Al juntar ambos compuestos se produce una efervescencia, que duró hasta el final de la clase. Tenía un color como negro verdoso y estaba en un estado como de polvo disuelto. El olor que desprendía era muy fuerte e irritante; yo, Cristina, sin darme cuenta olí la reacción casi directamente, y la sensación es indescriptible, comienzas a toser y como que te escuece la nariz.

Para la obtención de Dióxido de carbono:

Este experimento lo realizó el profesor en su mesa, debido a que no había suficiente material para todos. Para este experimento se ha utilizado:

-un matraz aforado
-un recipiente con agua
-un tubo de ensayo
-un tapón de corcho taladrado
-un tubo de vidrio y otro de plástico
-cerillas

Con respecto a los compuestos hemos utilizado:
Carbonato de cálcio y Ácido clorhídrico, que al unirse dan lugar a Cloruro de calcio, Agua y Dióxido de carbono.
Se empieza llenando un matraz aforado con agua y, tapándolo con el dedo, se le da la vuelta para que quede en el recipiente con agua boca abajo. Después se hace un montaje con un matraz normal, el corcho taladrado con el tubo de vidrio y con el de plástico y un soporte con nuez. Se añade una cantidad de Ácido clorhídrico y después el carbonato de calcio.
Primero lo hicimos con una porción de calcita. Cuando unes los dos compuestos se produce una reacción en la que el gas (dióxido de carbono), que recorre todo el tubo hasta alcanzar el matraz aforado.

RESULTADOS OBTENIDOS:

OBTENCIÓN DE GAS CLORO

Hemos usado un tubo de ensayo.
Como veis en el video se pone de un color como negro verdoso, y se produce una efervescencia que duró hasta que acabó la clase, pasó de un estado líquido a uno, como lo diría... a mí me parecía como polvo. Y el olor era muy fuerte. Os recomendamos no olerlo directamente. Y creo que estos son todos los detalles que os podemos contar que no se aprecien en nuestros ya clásicos vídeos. En el vídeo inferior se ve la medición del PH de esta reacción.

OBTENCIÓN DE DIÓXIDO DE CARBONO

Como ya hemos dicho antes este experimento fue realizado por el profesor, ya que no había suficiente material. Llenamos un recipiente (algo sucio el nuestro, por cierto) con agua y naranja de metilo, es como el papel medidor del pH pero líquido. Como ya habeis visto en el video se tiñe de rojo el líquido puesto que es muy ácido, comprobamos que era dióxido de carbono metiendo un a cerilla prendida dentro del matraz aforado, vimos como se apagaba lo cual quiere decir que efectivamente era CO2 . Creo que ya he dicho todos los detalles que no se aprecian con este vídeo. En los siguientes vemos la reacción del naranja de metilo al mezclarse con el CO2 y cómo la cerilla se apaga al entrar en el recipiente que contiene CO2, respectivamente.



BIBLIOGRAFÍA:

Para el trabajo experimental y para los resultados obtenidos no nos ha hecho falta consultar nada que no sean nuestros videos, nuestra memoria y por supuesto las notas que hemos tomado en clase durante todo el proceso.

AGRADECIMIENTOS:

De momento seguimos con nuestro clásico de agradecerle al profesor y, si nos apuras, a las empresas que suministran el material de laboratorio al colegio.

CUESTIONES:

1.

a) MnO2 + HCl (ac) ---> MnCl2 + H2O + Cl2 /ajustada/ MnO2 + 4HCl (ac) ---> MnCl2 + 2H2O + Cl2

b) Ca2CO3 + HCl (ac) ---> CaCl2 + H2O + CO2 /ajustada/ Ca2CO3 + 2HCl (ac) ---> 2CaCl2 + H2O + CO2

2. Reactivos: en amarillo. Productos: en azul.

3. Sí se han producido reacciones exotérmicas. De hecho, incluso en la primera reacción se dio un efecto exotérmico, aunque leve: al tacto se notaba una calidez para nada molesta, si inusual, lo que indicaba que algo de calor se estaba produciendo allí dentro. La segunda reacción, a pesar de no haber podido tocarla, sí emanaba calor; es decir, las dos reacciones con las que experimentamos eran ambas exotérmicas.

4. Gas cloro: El cloro es el elemento químico de número atómico 17 y símbolo Cl. Es uno de los elementos de los halógenos, encontrados en la tabla periódica en el grupo 17. Como anión Cl-1, que es parte de la sal común (NaCl, cloruro de sodio) y otros compuestos, es abundante en la naturaleza y necesario para la mayoría de formas de vida, incluyendo a los seres humanos. En su forma común de elemento (Cl2, gas cloro), bajo condiciones estándar, es un gas de un color verde pálido (su propio nombre proviene de la palabra griega para "verde pálido") con una densidad de unas 2.5 veces la del aire. Tiene un olor característico, muy desagradable y ahogante, que se puede detectar en concentraciones tan bajas como 1 partes por millón, y es venenoso y tóxico. Su punto de fusión se encuentra a -101 ºC, y el de ebullición a -34 ºC.

Dióxido de carbono: El dióxido de carbono (formulado como CO2) es un compuesto químico, cuyos componentes son dos átomos de oxígeno enlazados de forma covalente a un único átomo de carbono. A temperatura y presión estándares, se encuentra en estado gaseoso, y existe en la atmósfera terrestre en dicho estado. Actualmente se encuentra en una concentración media global de aproximadamente 387 partes por millón del volumen de la atmósfera de la Tierra. Las concentraciones atmosféricas de dióxido de carbono fluctúan levemente con el cambio de las estaciones, conducidas por el cambio en volumen de flora según las estaciones en el hemisferio norte. El dióxido de carbono es un gas de efecto invernadero, ya que transmite la luz del espectro visible pero absorbe potentemente la del espectro infrarrojo y cercanas. A pesar de que el dióxido de carbono existe principalmente en su forma gaseosa, también tiene forma sólida y líquida. Sólo puede ser sólido a temperaturas por debajo de los -78 ºC. El dióxido de carbono líquido existe principalmente cuando el dióxido de carbono se disuelve en agua. El dióxido de carbono solamente es soluble en agua cuando la presión se mantiene. Cuando la presión desciende intentará escapar al aire, dejando una masa de burbujas de aire en el agua.

5. Gas cloro: En la naturaleza no se encuentra en estado puro ya que reacciona con rapidez con muchos elementos y compuestos químicos, sino que se encuentra formando parte de cloruros y cloratos, sobre todo en forma de cloruro de sodio, en las minas de sal y disuelto y en suspensión en el agua de mar. El cloruro de sodio es la común o sal de mesa. Se emplea para potabilizar el agua de consumo disolviéndolo en la misma; también tiene otras aplicaciones como oxidantes, blanqueante y desinfectante. El cloro gaseoso es muy tóxico (neurotóxico) y se usó como gas de guerra en la Primera y Segunda Guerra Mundiales.

Dióxido de carbono: A temperatura ambiente (20-25 ºC), el dióxido de carbono es un gas inodoro e incoloro, ligeramente ácido y no inflamable. El dióxido de carbono es una molécula con la fórmula molecular CO2. Esta molécula linear está formada por un átomo de carbono que está ligado a dos átomos de oxígeno, O = C = O. Por mucho tiempo se han utilizado compuestos a base de amoníaco y otros ácidos débiles para el desencapado de las pieles. A pesar de los nocivos efectos colaterales que estos agentes causan en el medio ambiente, prácticamente no se han desarrollado nuevos métodos. Frente a este escenario, AGA presenta una alternativa basada en el empleo de dióxido de carbono, que conlleva múltiples beneficios. La espuma de poliuretano está presente en innumerables productos, utilizados día a día por las personas, el lavado de pulpa de papel con CO2.

6. El cloro que reacciona con agua dentro y fuera del cuerpo para formar ácido clorhídrico y ácido hipocloroso, los cuales son extremadamente tóxicos.

7. Pues hemos demostrado que era Dióxido de carbono porque metimos una cerilla encendida dentro del matraz aforado y se apagó, si fuese Oxígeno se habría avivado la llama.

8. No hemos hecho este experimento, por lo que no podemos contestar a la pregunta.