quimica B5 2016 - jpcampillo.es B5 2016 con enlaces.pdf · cobre metálico p or reducción del ... coloreada en medio básico?... ½dep ende!. 178 1.70. Reacciones con aluminio

¡EUREKA!

EXPERIMENTOS DE QUÍMICA

Redacción y coordinación:

Juan P. Campillo Nicolás1

Maria Trinidad Vergara Martínez1

Fotografías y vídeos:

Juan P. Campillo Nicolás1

Colaboradores:

Antonio López Martínez-Abarca1

Juan P. Campillo Cañizares2

Diseño de la portada: María Campillo Cañizares3

1Catedrático de Física y Química2Profesor de Matemáticas de Enseñanza Secundaria3Arquitecto

EUREKA PRÁCTICAS DE FÍSICA Y QUÍMICA

.

Prólogo

�Me lo ontaron y lo olvidé.

Lo vi y lo entendí.

Lo hi e y lo aprendí �

(Confu io, 551-479 a. C.)

El libro que aquí presentamos onstituye un ompendio de experi-

mentos de Quími a. En ada uno de ellos se expli a el fundamento teó-

ri o y el pro edimiento seguido en ada prá ti a, así omo el dispositivo

experimental ne esario para la realiza ión de la misma, todo ello omple-

mentado por una gran número de grá� os y fotografías que sirven omo

apoyo al texto. Uno de los objetivos que nos hemos planteado es, siem-

pre que ello haya sido posible, utilizar un material fá ilmente a esible

o de uso otidiano en sustitu ión del ostoso - y no siempre disponible

- material de laboratorio. Los experimentos des ritos pueden ser utili-

zados omo �experien ias de átedra�, uando el material disponible no

sea su� iente para su utiliza ión por grupos de alumnos o, omo resulta

más deseable, para que el alumnado vea, manipule y, en su aso, reali e

medidas y ál ulos.

Otro de los aspe tos a tener en uenta es que parte de los experi-

mentos tiene un ará ter ualitativo. Se trata de poner de relieve un

fenómeno sin efe tuar medidas (véanse, por ejemplo, el experimento de

forma ión de pre ipitados). No obstante lo anterior, no se despre ia el

ará ter uantitativo de los experimentos. Siempre que los medios dispo-

1


nibles lo permitan, se realizan medidas que onduz an a la determina ión

de iertas magnitudes (tómese omo ejemplo el ál ulo de la onstante de

Faraday). En uanto a la reda ión, se ha pro urado que resulte ompren-

sible para alumnos de diferentes niveles edu ativos aunque, el fundamento

teóri o de algunas de las prá ti as orresponde a niveles de Ba hillerato

e in luso, de un primer urso universitario. Pretendemos on este libro

aportar ideas y re ursos que puedan ser de utilidad para el profesorado

de Edu a ión Se undaria y Ba hillerato, en uanto a la organiza ión de

prá ti as de laboratorio y onexión de los ontenidos teóri os on los ex-

perimentales, y para el alumnado y todas aquellas personas interesadas,

de forma que sirva omo medio de difusión del ono imiento ientí� o.

Pretendemos también que sea de utilidad para ini iar a todos aquellos

que así lo deseen en el ampo de la experimenta ión en el ámbito de la

Quími a. En suma, el objetivo de este libro es el de unir teoría y prá ti-

a, rigor y divulga ión. De idir si este objetivo se ha onseguido o no, no

orresponde a los autores, sino que será el le tor el que tenga la última

palabra.

Debe ha erse notar que se han realizado vídeos de todas las prá ti-

as desarrolladas en este libro, vídeos que pueden ser onsultados en la

dire ión: https://www.jp ampillo.es/vídeos

No quisiéramos terminar sin agrade er a nuestros alumnos de los dis-

tintos niveles de Se undaria y Ba hillerato su olabora ión en la reali-

za ión prá ti a de los experimentos des ritos en este libro, olabora ión

que, en o asiones, se ha produ ido en horario extraes olar.

Los autores

Mur ia, marzo de 2016

2

Índi e general

1. Des rip ión de las prá ti as 7

1.1. Identi� a ión de elementos por energía radiante. . . . . . 7

1.2. Espe tros de rayas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

1.3. Ley de Conserva ión de la Materia. . . . . . . . . . . . . 12

1.4. Ley de las Propor iones De�nidas. . . . . . . . . . . . . . 14

1.5. Tipos de rea iones quími as. . . . . . . . . . . . . . . . 17

1.6. Determina ión de la fórmula empíri a de un ompuesto. . 21

1.7. Determina ión de la masa mole ular de un gas. . . . . . 24

1.8. Ley de Boyle - Mariotte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

1.9. Ley de Charles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

1.10. Ley de Gay-Lussa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

1.11. Teoría inéti a de los gases. . . . . . . . . . . . . . . . . 33

1.12. Fluores en ia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

1.13. Disolu ión de sales en sustan ias �uores entes. . . . . . . 42

1.14. Fosfores en ia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

1.15. Presión de vapor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

1.16. Ley de Raoult. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

1.17. Des enso rios ópi o. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

1.18. Aumento ebullos ópi o. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

1.19. Difusión a través de membranas. . . . . . . . . . . . . . . 54

1.20. Ósmosis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

1.21. Determina ión de la entalpía y la entropía de vaporiza ión

del agua. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

1.22. Entalpía de disolu ión del nitrato amóni o. . . . . . . . . 61

1.23. Mez las frigorí� as y rea iones endotérmi as. . . . . . . 63

1.24. Experimentos de Termoquími a. . . . . . . . . . . . . . . 67

1.25. Complejos on el obre. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

1.26. Condu tividad y enla e quími o. . . . . . . . . . . . . . . 75

1.27. ¾Arde la materia al añadirle agua? . . . . . . . . . . . . 80

3


1.28. Rea ión del magnesio on el agua. . . . . . . . . . . . . 82

1.29. Rea ión entre el aluminio y el iodo. . . . . . . . . . . . 85

1.30. Rea ión entre el zin y el azufre. . . . . . . . . . . . . . 87

1.31. Obten ión de obre metáli o por redu ión del óxido ú-

pri o on zin metáli o. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

1.32. Una rea ión exotérmi a: Zn + Cu

2+. . . . . . . . . . . . 91

1.33. Aluminotermia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

1.34. Rea ión del etanol on oxígeno. . . . . . . . . . . . . . . 96

1.35. Catálisis y omplejo a tivado. . . . . . . . . . . . . . . . 98

1.36. Cinéti a quími a: Una rea ión reloj. . . . . . . . . . . . 100

1.37. Negro mas in oloro ...½violeta! . . . . . . . . . . . . . . . 102

1.38. Una rea ión ronometrada. . . . . . . . . . . . . . . . . 104

1.39. Oxida ión del ion I

−por el ion Fe

3+. . . . . . . . . . . . 107

1.40. Combustión de una golosina. . . . . . . . . . . . . . . . . 109

1.41. Oro, plata... y obre. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111

1.42. El efe to Tyndall (Una puesta de sol quími a). . . . . . . 114

1.43. Deshidrata ión del azú ar por el á ido sulfúri o. . . . . . 116

1.44. Una rea ión os ilante. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118

1.45. Pasta de dientes gigante . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120

1.46. Hielo instantáneo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123

1.47. Extra ión del yodo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

1.48. Sublima ión del yodo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

1.49. Sublima ión del á ido benzoi o. . . . . . . . . . . . . . . 129

1.50. Separa ión de los omponentes de una mez la por roma-

tografía en papel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131

1.51. La llama verde del metanol. . . . . . . . . . . . . . . . . 133

1.52. El Prin ipio de Le Chatelier. . . . . . . . . . . . . . . . . 135

1.53. Equilibrio entre omplejos. . . . . . . . . . . . . . . . . . 137

1.54. Dos fa tores que afe tan al equilibrio : Con entra ión y

temperatura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139

1.55. Equilibrio NO2/N2O4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142

1.56. Forma ión de pre ipitados. . . . . . . . . . . . . . . . . . 144

1.57. Re ono imiento de iones: Fe

2+y Fe

3+. . . . . . . . . . . 147

1.58. Re ono imiento de iones: Co

2+en presen ia de Fe

3+. . . 149

1.59. Efe to del ion omún. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151

1.60. La lluvia de oro. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154

1.61. Complejos on Fe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156

1.62. La fuente de amonia o. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158

1.63. Tres olores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160

4


1.64. Determina ión de la onstante de a idez del á ido a éti o. 162

1.65. ¾De qué depende el pH de la disolu ión de un á ido? . . 165

1.66. Un indi ador natural: El extra to de ol lombarda. . . . 167

1.67. Rea iones de hidrólisis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170

1.68. Disolu iones reguladoras. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173

1.69. ¾Fenolftaleína oloreada en medio bási o? ... ½depende! . 178

1.70. Rea iones on aluminio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180

1.71. Con entra ión de una lejía. . . . . . . . . . . . . . . . . . 183

1.72. Viaje del verde al azul. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185

1.73. Rea ión entre el á ido sulfúri o y el permanganato de

potasio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188

1.74. Estados de oxida ión del manganeso . . . . . . . . . . . 190

1.75. Oxida ión de haluros por halógenos. . . . . . . . . . . . . 192

1.76. Oxida ión del tiosulfato de sodio on peróxido de hidrógeno.195

1.77. Evolu ión de la rea ión del tiosulfato sódi o on á ido

lorhídri o: Pro edimiento olorimétri o. . . . . . . . . . 198

1.78. Rea iones en blan o y negro. . . . . . . . . . . . . . . . 201

1.79. Redox y pre ipita ión, . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203

1.80. 4 EN 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205

1.81. Propulsión a horro. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209

1.82. La pila Daniell. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211

1.83. Pila magnesio- obre. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213

1.84. Predi ión del poten ial de una pila. . . . . . . . . . . . 215

1.85. Pila on ele trodos inertes. . . . . . . . . . . . . . . . . . 217

1.86. La pila de Volta. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219

1.87. Corrosión ele troquími a. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222

1.88. Ele trolisis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225

1.89. Ele trolisis en olores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228

1.90. Migra ión de iones por a ión de un ampo elé tri o. . . 230

1.91. A ión de un ampo magnéti o sobre argas en movimiento.233

1.92. Determina ión experimental de la onstante de Faraday. 236

1.93. Isomería en Quími a orgáni a. . . . . . . . . . . . . . . . 239

1.94. Polariza ión y a tividad ópti a. . . . . . . . . . . . . . . 241

1.95. Birrefringen ia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244

1.96. Oxida ión de la glu osa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246

1.97. Un semáforo quími o. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248

1.98. Oxida ión de la sa arosa por el permanganato potási o. . 250

1.99. Oxida ión del luminol. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252

1.100.Una rea ión os ilante on luminol. . . . . . . . . . . . . 255

5


1.101.Una rea ión fotoquími a. . . . . . . . . . . . . . . . . . 257

1.102.Oxida ión del tartrato de sodio y potasio on peróxido de

hidrógeno. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258

1.103.Deshidrata ión del etanol. . . . . . . . . . . . . . . . . . 260

1.104.Rea ión del a etileno on loro. . . . . . . . . . . . . . . 262

1.105.Rea iones del a etileno on permanganato potási o. . . 264

1.106.Rea ión de Fehling. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266

1.107.El ensayo de Tollens. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269

1.108.Ensayos de re ono imiento de proteínas. . . . . . . . . . 271

1.109.Re ono imiento de fenoles. . . . . . . . . . . . . . . . . . 274

1.110.Hidrólisis de la sa arosa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277

1.111.Hidrólisis del almidón. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279

1.112.Prueba del iodoformo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281

1.113.Oxida ión de al oholes mediante permanganato de potasio. 283

1.114.Combustión de la nitro elulosa. . . . . . . . . . . . . . . 285

1.115.Combustión de la peroxia etona. . . . . . . . . . . . . . 287

1.116.Elabora ión de un polímero. . . . . . . . . . . . . . . . . 289

1.117.Polímeros (II): La síntesis del nylon 6,10. . . . . . . . . . 291

1.118.Polímeros (III): La polia rilamida. . . . . . . . . . . . . . 293

1.119.Polímeros (IV): Un polímero de urea-formaldehído. . . . 296

1.120.Polímeros (V): Un polímero de fenol-formaldehido. . . . 297

1.121.Polímeros (VI): Elabora ión de un bioplásti o. . . . . . . 299

1.122.Polímeros (VII): El poliuretano. . . . . . . . . . . . . . . 301

6

Capítulo 1

Descripción de las prácticas

1.1. Identificación de elementos por energíaradiante.

OBJETIVO: Identificar algunos cationes metálicos por el color queproducen sus disoluciones hidro-alcohólicas a la llama.

FUNDAMENTO TEÓRICO: Una especie química puede absor-ber energía y pasar del estado fundamental a un estado excitado. Estaexcitación se puede provocar mediante energía térmica, eléctrica, magné-tica,. . . Posteriormente, la especie química excitada regresa a su estadofundamental y emite la energía que había absorbido, en forma de luz:

Algunos elementos, especialmente alcalinotérreos, emiten unas pocaslíneas de luz en la franja del visible, por lo que se pueden observar asimple vista. Este espectro discontinuo es característico de cada elemento,es decir, es como la “huella dactilar” del elemento, por lo que sirve paraidentificarlo.

MATERIAL: Agitadores, alcohol etílico, CaCl2 , espátulas, aguadestilada, BaCl2, mechero, NaCl, FeCl2, cerillas, LiCl, pulverizadores,KCl.

Los cloruros pueden ser sustituidos por nitratos, o cualquier otra salsoluble en soluciones hidro-alcohólicas.

PROCEDIMIENTO: En cada pulverizador se prepara una disolu-ción al 50 % aproximadamente de etanol y agua y se añade un poco dealguna de las sales antes indicadas. Se agita hasta la total disolución yse pulveriza sobre la llama del mechero. Observamos y anotamos el color

7


de la luz emitida.

Figura 1.1: Ensayos a la llama

COLOR DE LA LLAMA

Elemento Color

Litio Rojo

Sodio Amarillo

Potasio Violeta

Cal io Rojo-anaranjado

Estron io Rojo armín

Bario Verde amarillento

Hierro Verde

8

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Ensayos%20a%20la%20llama.mp4

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Espectros%20de%20emisi%C3%B3n.mp4


1.2. Espe tros de rayas.

OBJETIVO: Al igual que en la se ión anterior, Identi� a ión de

elementos por energía radiante, se des ribe un pro edimiento para

identi� ar determinados elementos, en esta o asión, basándonos en la

emisión de radia ión por parte de aquellos en estado gaseoso y a baja

presión.

FUNDAMENTO TEÓRICO: Cuando a un elemento en estado

gaseoso se le omuni a energía, algunos de sus ele trones son ex itados,

pasando de un nivel de energía a otro superior. Al volver di hos ele trones

a su nivel original, desprenden energía en forma de radia ión ele tromag-

néti a. Parte de esta radia ión ele tromagnéti a orresponde a la zona

visible. Si el gas se en uentra a baja presión y la radia ión emitida se

ha e pasar a través de un prisma o una red de difra ión, di ha radia ión

quedará separada en líneas de diversos olores. Se obtiene de esta forma

un espe tro de emisión, que será ara terísti o de ada elemento.

MATERIALES: fuente de alta tensión (aproximadamente, 5000 V),

tubos de des arga de diversos elementos, red de difra ión (600 línea-

s/mm).

PROCEDIMIENTO: Tras olo ar en la fuente de alimenta ión el

tubo espe tral, se one ta aquella y se ha e pasar la luz emitida a través

de una red de difra ión. Se ha empleado una uyo número de líneas por

milímetro es de 600. Se observa un onjunto de líneas oloreadas que

es ara terísti o del elemento que se en uentra en el interior del tubo

espe tral.

Figura 1.2: Espe tros de H2, N2 y O2

9


Figura 1.3: Espe tros de He, Ne, Ar, Kr y Xe

Figura 1.4: Espe tros de S e I2

Para analizar la intensidad relativa de las líneas de ada espe tro, así

omo su orrespondiente longitud de onda, se ha utilizado el programa

Analizador de espe tros, in luido en el paquete Physi sSensor , del

profesor D. Diego Luis Aristizábal , de la Universidad Na ional

de Colombia. En las siguientes imágenes, podemos ver el resultado de

di ho análisis para los elementos Hidrógeno y Kriptón.

.

10


Figura 1.5: Análisis de los espe tros de H2 y Kr

11

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Espectros_rayas.mp4


1.3. Ley de Conserva ión de la Materia.

OBJETIVO: Comprobar de forma experimental que en una rea ión

quími a, la antidad de materia permane e onstante

FUNDAMENTO TEÓRICO: La Ley de Conserva ión de la Ma-

teria, enun iada primeramente por Lomonósov y on posterioridad por

Lavoisier puede ser expresada de la siguiente forma: �En una rea ión

quími a, la antidad de materia permane e onstante� es de ir, la suma

de las masas de los rea tivos es igual a la suma de las masas de los pro-

du tos de rea ión. Es una forma restringida del más general Prin ipio de

Conserva ión de la Energía, pero que puede apli arse la la gran mayoría

de rea iones quími as, ex eptuando las rea iones nu leares, en las que

se produ e una transforma ión apre iable de materia en energía.

MATERIALES: Balanza, vaso de pre ipitados, tubos de ensayo,

agua, ioduro de potasio y nitrato de plomo (II).

Figura 1.6: Prin ipio de Conserva ión de la Materia

PROCEDIMIENTO: Se preparan dos disolu iones de nitrato de

plomo y de ioduro de potasio, respe tivamente. Se pone una por ión de

ada una de ellas en un tubo de ensayo, se introdu en ambos tubos en

un vaso de pre ipitados y se pesa el onjunto. A ontinua ión, tomamos

el tubo de ensayo que ontiene una de las dos disolu iones y vertemos

su ontenido en el segundo tubo de ensayo. Se produ irá la siguiente

rea ión quími a, expresada en forma ióni a:

Pb2+ + 2 I− → PbI2 ↓

12


Los iones NO−

3 yK+no intervienen en la rea ión. El resultado de ésta es

la forma ión de un pre ipitado de ioduro de plomo (II) de olor amarillo

intenso, lo que pone de mani�esto que se ha produ ido una rea ión

quími a.

Se olo an nuevamente los dos tubos de ensayo en el vaso de pre ipi-

tados y se pesa el onjunto. Observaremos que la masa es la misma antes

y después de produ irse la rea ión quími a.

13

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Conservaci%C3%B3n%20de%20la%20materia.mp4


1.4. Ley de las Propor iones De�nidas.

OBJETIVO: Comprobar que, sea ual sea la antidad de un ele-

mento A al ombinarse on otro B para dar un ompuesto, la rela ión

entre las masa de A y B es invariable.

FUNDAMENTO TEÓRICO: La Ley de las Propor iones De�ni-

das (Proust, 1795) puede ser enun iada de la siguiente forma: �Cuando

dos elementos A y B se unen para dar un ompuesto, la re-

la ión entre sus masas es invariable�, es de ir, para la siguiente

rea ión:

A+B → AB

Se puede estable er la siguiente rela ión:

mA

mB= constante

Siendo mA y mB las masas de A y B, respe tivamente. En nuestro expe-

Figura 1.7: Casa de la Quími a, Segovia

rimento, utilizaremos la rea ión entre el bi arbonato de sodio y el á ido

lorhídri o:

NaHCO3 +HCl → NaCl + CO2 +H2O

MATERIALES: Cápsula de por elana, trozos de por elana, que

a tuarán omo nú leos de ebulli ión, balanza, pla a alefa tora, bi arbo-

nato sódi o, á ido lorhídri o 5 M

14


PROCEDIMIENTO: Pesamos una determinada antidad de bi ar-

bonato sódi o (5,5 g) y la olo amos en la ápsula de por elana, junto a

unos trozos de esta sustan ia, que a tuarán omo nú leos de ebulli ión

y que, junto on la ápsula, habremos pesado previamente (obteniendo

un valor de 85,9 g). Añadimos á ido lorhídri o en ex eso ( omprobando

que deja de produ irse eferves en ia) y evaporamos hasta sequedad. Una

vez la ápsula y su ontenido se en uentran a temperatura ambiente, se

pesa nuevamente. Se repite el pro edimiento on otra masa (7,3 g) de

bi arbonato de sodio. El peso de la ápsula junto on los nú leos de ebu-

lli ión es ahora de 86,0 g. Como puede verse en las imágenes anteriores,

Figura 1.8: Forma ión del loruro de sodio

la masa de loruro sódi o una vez evaporado el líquido (agua y ex eso

de HCl), junto a la ápsula y los nú leos de ebulli ión toma a los valores

respe tivos de 89,7 y 91,0 g. De aquí dedu imos que la masa de loruro

sódi o formada es 89,7 - 85,9 = 3,8 g para el primer experimento, y 91,1

- 86,0 = 5,1 g para el segundo.

CÁLCULOS: La masa de sodio presente en una muestra de bi ar-

bonato de sodio se al ula de la siguiente forma:

masaNa = masaNaHCO323 gNa

84 gNaHCO3

Siendo 23 la masa atómi a del sodio, y 84 la masa mole ular del bi ar-

bonato de sodio.

15


Teniendo en uenta la rea ión del bi arbonato de sodio on el á ido

lorhídri o indi ada anteriormente, veremos que 84 g de NaHCO3(1 mol)

darán lugar a la forma ión de 58,5 g de NaCl (1 mol), por lo que podrá

es ribirse:

84 gNaHCO3

58, 5 g NaCl=

g NaHCO3

g NaCl

. Con todos estos supuestos, podemos agrupar los datos en la siguiente

tabla:

m NaHCO3 m Na m NaCl (*) m NaCl (**) m Cl (*) m Cl(**)

5,5 1,5 3,8 3,8 2,3 2,3

7,3 2,0 5,1 5,1 3,1 3,1

Los datos señalados on (*) son datos teóri os, mientras que los in-

di ados on (**) son datos experimentales. Como puede verse, para la

pre isión de la balanza, los resultados experimentales oin iden on los

teóri os.

Finalmente, podemos poner

Exp. 1 Exp. 2 Valor teóri o

m Na /m Cl 0,65 0,65 0,65

16

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Ley%20de%20las%20proporciones%20definidas.mp4


1.5. Tipos de rea iones quími as.

OBJETIVO: Distinguir los distintos tipos de rea iones en fun ión

de los rea tivos empleados y los produ tos a que aquellos dan lugar

FUNDAMENTO TEÓRICO: Existen uatro tipos prin ipales de

rea iones quími as, que son las siguientes:

1. Rea iones de síntesis: En este tipo de rea iones, dos o mas sustan-

ias se ombinan entre sí para dar un úni o ompuesto. Un ejemplo

es la rea ión que tiene lugar entre el magnesio y el oxígeno:

2Mg (s) + O2(g) → 2MgO(s)

Una forma de omprobar la forma ión del óxido de magnesio es

Figura 1.9: Forma ión del óxido de magnesio

disolver el ompuesto obtenido en agua, y omprobar que el pH de

la disolu ión es laramente al alino, lo que se debe a la forma ión

del hidróxido de magnesio, según la rea ión:

MgO+ H2O → Mg(OH)2

2. Rea iones de des omposi ión o análisis: En estas rea iones, una

sustan ia se des ompone para dar lugar a la forma ión de otras más

simples. Un ejemplo lo onstituye la rea ión de des omposi ión del

lorato de potasio, que tiene lugar según el pro eso:

2KClO3(s)�2KCl (s) + 3O2(g)

Se puede omprobar la forma ión de oxígeno introdu iendo en el

tubo una astilla de madera, uno de uyos uyos extremos, después

17


de ser en endido, se ha apagado inmediatamente antes de ser in-

trodu ido. El oxígeno produ ido reaviva la llama en el extremo de

la astilla.

Figura 1.10: Des omposi ión del lorato potási o

3. Rea iones de desplazamiento: En este tipo de rea iones, un ele-

mento de un ompuesto es sustituido por otro elemento. Un ejemplo

es la rea ión redox entre el zin y el sulfato de obre.

Zn (s) + CuSO4 (aq)�ZnSO4 (aq) + Cu (s)

Tras produ irse la sustitu ión del obre por el zin , la disolu ión,

Figura 1.11: Rea ión de desplazamiento

ini ialmente de olor azul, pierde su olora ión, apre iándose en el

fondo del tubo un pre ipitado negruz o de obre.

4. Rea iones de doble desplazamiento o inter ambio: En este tipo de

rea iones, se produ e un inter ambio de átomos entre los rea tivos.

18


En general, estas rea iones se produ en en disolu ión. Un ejemplo

es la rea ión entre el sulfato de obre y el arbonato de sodio.

Na2CO3 + CuSO4�Na2SO4 + CuCO3

La rea ión tiene lugar según el pro eso (representado de forma

simpli� ada pues, en realidad, el ompuesto de obre formado es

CuCO3·Cu(OH)2). El obre y el sodio se inter ambian.

Figura 1.12: Forma ión del arbonato de obre

MATERIALES: tubos de ensayo, ápsula de por elana, soplete de

o ina, astillas de madera,agua destilada, sulfato de obre pentahidrata-

do, arbonato de sodio, zin en polvo y lorato potási o.

PROCEDIMIENTO:

Rea iones de síntesis: se toma un trozo de inta de magnesio y se

a er a a la llama de un soplete. Observaremos la forma ión de óxido

de magnesio, de olor blan o que, al ser disuelto en agua produ e

una disolu ión de pH al alino, orrespondiente a la forma ión de

hidróxido de magnesio.

Rea iones de análisis: se alienta en un tubo de ensayo una peque-

ña antidad de lorato de potasio. Tras fundirse éste, introdu imos

en el tubo de ensayo una astilla de madera re ién apagada, obser-

vándose que la llama se reaviva, debido a la forma ión de oxígeno

debida a la des omposi ión del lorato de potasio.

Rea iones de desplazamiento: se añade una pequeña antidad de

zin en polvo a una disolu ión de sulfato de obre (II). Se observa la

19


de olora ión de la misma, así omo la forma ión de una sustan ia

de olor negruz o en el fondo del tubo ( obre metáli o).

Rea iones de doble desplazamiento: a una disolu ión de sulfato

de obre se le añade otra disolu ión de arbonato de sodio. Ob-

servaremos la forma ión de un pre ipitado de olor azul turquesa,

orrespondiente al ompuesto CuCO3·Cu(OH)2.

20

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Tipos%20de%20reacciones%20qu%C3%ADmicas.mp4


1.6. Determina ión de la fórmula empíri a

de un ompuesto.

OBJETIVO: Determinar la fórmula empíri a de un ompuesto uti-

lizando materiales de fá il a eso y bajo oste.

FUNDAMENTO TEÓRICO: La fórmula empíri a de un om-

puesto nos da la rela ión en que se en uentran entre sí los átomos que

lo omponen, sin espe i� ar ne esariamente el número de átomos de a-

da elemento que apare en en la molé ula. Así, por ejemplo, la fórmula

empíri a CH2 ( orrespondiente a una fórmula mole ular (CH2)n, donden es un número entero), puede orresponder a ompuestos omo eteno

(C2H4) o buteno (C4H8).

Para determinar la fórmula empíri a del loruro de zin , ha emos

rea ionar este elemento on un ex eso de á ido lorhídri o. En esta

rea ión, se produ e hidrógeno y, midiendo el volumen de éste en unas

ondi iones ono idas de presión y temperatura, podremos al ular su

masa.

Por otra parte, si tenemos en uenta que 1 g de H se ombina on

35,5 g de Cl para dar HCl, ono ida la masa de hidrógeno obtenida,

podremos determinar la masa de loro que se ombina on la masa de

zin que hayamos utilizado. Dividiendo ada una de las masas por su

respe tiva masa atómi a, obtendremos dos valores, que orresponderán

al número átomos-gramo de ada elemento. Si dividimos ada uno de

estos valores por el menor de ambos, obtendremos la rela ión en que se

ombinan los átomos de zin y loro, es de ir, la fórmula empíri a de este

ompuesto.

MATERIALES: peso de o ina, balanza que apre ie hasta 0,1 g,

matraz erlenmeyer, ubeta transparente (puede utilizarse una bandeja

de horno), tapón horadado, tubo de vidrio, jeringuilla on aguja hipo-

dérmi a, varilla on soporte, nuez y pinza, botella de plásti o, agua, á ido

lorhídri o y zin en polvo.

PROCEDIMIENTO: Se llena ompletamente de agua la botella

de plásti o y se tapa. Se pesa, anotando el valor obtenido. Se invierte

y se introdu e el extremo tapado en una ubeta que ontiene agua. Se

sujeta la botella y se destapa, uidando que no salga agua de ella. Por

otra parte, introdu imos en un matraz erlenmeyer 1 g de Zn, tapamos el

matraz on el tapón horadado e introdu imos en el ori� io un extremo

21


del tubo de vidrio, mientras que el otro se introdu e en el extremo abierto

de la botella. Se atraviesa el tapón on la aguja hipodérmi a, quedando

el dispositivo tal y omo podemos ver en la siguiente imagen:.

Figura 1.13: Dispositivo experimental

Utilizando la jeringuilla, se introdu e en el matraz un ex eso de HCl,

de forma que rea ione todo el Zn. Se observará inmediatamente el des-

prendimiento de hidrógeno, que pasará por el tubo de vidrio, introdu ién-

dose en la botella, y desplazando agua de su interior. Cuando ha esado

el desprendimiento de hidrógeno ( omprobando que todo el zin metáli o

ha desapare ido) se tapa la botella, manteniendo su bo a en el interior

de la ubeta on agua, se sa a de ésta y se pesa. La diferen ia de peso

entre la botella ompletamente llena y par ialmente va ía equivaldrá al

volumen de agua desplazada, ya que tomamos omo valor aproximado

de la densidad del agua, 1 g/mL.

CÁLCULOS: Los datos obtenidos en el experimento son los siguien-

tes:

Masa ini ial de agua: 1064 g

Masa �nal de agua: 664 g

Densidad del agua (supuesta): 1 g/ m

3

Volumen de agua desplazada: 400 m

3= 0,4 L

Altura olumna de agua: 21,9 � 7 = 14,9 m

Presión atmosféri a: 1014,5 hPa

Presión de vapor del agua a 25º C: 31,7 hPa

22


Presión hidrostáti a: (1000·9,8·0,149)/1000 = 14,6 hPa

Con todos estos datos, podremos realizar los siguientes ál ulos:

Presión sobre el hidrógeno:

P = 1014,5 - 31,7 + 14,6 = 997,4 hPa, equivalentes a:

P = 997, 4/1013, 6 = 0, 984 atm

Número de moles de hidrógeno: Apli ando la e ua ión de los

gases ideales, tendremos:

0,984·0,4 = n·0,082·298,3. Despejando: n = 0,0161 moles, que equiva-

len a una masa de hidrógeno:

m = 0, 0161 · 2 = 0, 0322 g

Teniendo en uenta que 1 g de H se ombina on 35,5 g de Cl para

dar HCl, podremos es ribir la siguiente rela ión:

1 gH

35, 5 gCl=

0, 0322 g Zn

x gCl

Zn De donde se obtiene: x = 1,143 g Cl.

Para al ular la fórmula de loruro de zin , podremos poner:

Zn : 1/65, 4 = 0, 0153

Cl : 1, 143/35, 5 = 0, 0322

Dividiendo ambos valores por el menor de ellos, obtendremos:

0, 0153/0, 0153 = 1

Cl : 0, 0322/0, 0153 = 2, 1 ≃ 2

Con lo que la fórmula del loruro de zin será: ZnCl2

23

http://jpcampillo.es/onewebmedia/F%C3%B3rmula%20emp%C3%ADrica.mp4


1.7. Determina ión de la masa mole ular de

un gas.

OBJETIVO: Cal ular la masa mole ular de un gas, utilizando un

pro edimiento sen illo y materiales de bajo oste.

FUNDAMENTO TEÓRICO: La masa mole ular de un gas puede

ser al ulada midiendo el volumen de una masa determinada de di ho gas,

ono iendo las ondi iones de presión y temperatura del lugar donde se

realiza el experimento. Si onsideramos ideal el omportamiento del gas,

podremos apli ar la e ua ión de estado de los gases perfe tos:

PV = nRT =mRT

Pm

Siendo P , la presión del gas medida en atmósferas, V , su volumen, ex-

presado en litros, n, el número de moles del gas, R, la onstante de los

gases, y T , la temperatura, expresada en grados Kelvin. Hemos tenido,

además, en uenta que el número de moles, n, es igual al o iente entrem y Pm, siendo m la masa de gas, y Pm, la masa mole ular del mismo,

El dispositivo experimental empleado es el que puede verse en la si-

guiente imagen:

Figura 1.14: Determina ión de la masa mole ular del butano

MATERIAL: Balanza, termómetro, barómetro (en nuestro aso, he-

mos re urrido a obtener el dato de la presión atmosféri a de la página

web del Observatorio Meteorológi o de Mur ia), tubo �exible, depósito

de gas butano para re arga de en endedores, ubeta de plásti o y botella

para re oger el gas.

24


PROCEDIMIENTO: En primer lugar, dado que la botella en que

se re oge el gas no está graduada, introdu imos en ella una masa de 1000 g

de agua, que podemos medir fá ilmente on una balanza. Suponiendo que

la densidad del agua es de 1 g/ m

3, uando la masa de agua introdu ida

sea de 1 kg, el volumen o upado por ésta será de 1 L.

A ontinua ión, invertimos la botella on el litro de agua y la olo-

amos sobre la ubeta, que también ontiene agua para que la botella

no se va íe. Introdu imos en el uello de la botella un extremos del tubo

�exible y ajustamos el otro extremo a la boquilla del re ipiente de gas,

habiendo pesado éste previamente. Posteriormente, ha emos pasar el gas

del re ipiente, a través del tubo, a la botella, en la que, a su vez, se va

desalojando el agua. Cuando todo el volumen de agua de la botella ha-

ya sido desalojado, dejamos de introdu ir gas y pesamos nuevamente el

re ipiente.

A ontinua ión, se obtienen los datos de presión y temperatura del

lugar del experimento, y se efe túan los ál ulos, tal y omo se des ribe

a ontinua ión.

CÁLCULOS: Los datos experimentales obtenidos son los siguientes:

Presión atmosféri a: 999,9 hPa, equivalentes a 0,99 atm, aproxima-

damente.

Temperatura: 20,1º C, equivalente a 203,1 K

Masa ini ial del re ipiente de gas: 237,7 g

Masa �nal del re ipiente de gas: 235,3 g

Volumen de gas: 1 L

Con estos datos, al ulamos la masa mole ular de la forma anteriormente

indi ada:

Pm =(237, 7− 235, 3)0, 082 · 293, 1

0, 99 · 1= 58, 26

Resultado semejante al de la masa mole ular del butano, uyo valor es

58.

25

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Masa%20molecular%20de%20un%20gas.mp4


1.8. Ley de Boyle - Mariotte.

OBJETIVO: Comprobar de forma experimental que uando aumen-

ta la presión ejer ida sobre un gas, manteniendo onstante la tempera-

tura, el volumen de di ho gas disminuye.

FUNDAMENTO TEÓRICO: La Ley de Boyle - Mariotte puede

ser enun iada de la siguiente forma: �A temperatura onstante, el produ to

de la presión por el volumen de un gas es, a su vez, onstante �. Esto

puede ser expresado matemáti amente de la forma:

P · V = P ′ · V ′ o bien P =c

V

Siendo c una onstante.

MATERIALES: Bomba y ámara de va ío elaboradas de forma

�artesanal� on dos re ipientes de vidrio on tapa herméti a, tubos de

goma y de sili ona, jeringa de plásti o, manómetro y globo.

PROCEDIMIENTO: En primer lugar, omprobaremos de forma

ualitativa de qué forma la varia ión de presión afe ta al volumen de un

gas. para ello, introdu imos un globo par ialmente hin hado en la ámara

de va ío, y one tamos ésta on la bomba de va ío. Al poner ésta en

fun ionamiento, omprobaremos que el volumen del globo aumenta a la

vez que disminuye la presión en el interior de la ámara de va ío. Al poner

esta en omuni a ión on la atmósfera, el volumen del globo disminuirá

nuevamente. La imagen de la izquierda orresponde a la situa ión ini ial.

Figura 1.15: El volumen varía on la presión

La presión en el interior de la ámara de va ío es igual a la presión

atmosféri a. En la imagen de la dere ha se puede apre iar el aumento

26


de volumen del globo uando la presión en el interior de la ámara es,

aproximadamente, de 0,5 atmósferas.

A ontinua ión realizaremos el experimento utilizando una jeringa de

plásti o, unida mediante un tubo de sili ona a un manómetro. dado que

se intenta realizar las medidas on la mayor pre isión posible, dentro de

las limita iones del material, pro ederemos a medir el diámetro externo

y el espesor del tubo de sili ona para así determinar su diámetro. Estos

valores pueden verse en las siguientes imágenes:

Figura 1.16: Dimensiones del tubo de sili ona

Lo que nos da un diámetro interno de 7 mm. Teniendo en uenta

además que la longitud del tubo es de 22 m, el volumen de gas que

ontiene será:

V = πr2L = π · 0, 352 · 22 ≃ 8, 5 cm3

A ontinua ión, omprimimos la jeringa y vamos anotando los valores

de presión y volumen. Di hos valores quedan re�ejados en la siguiente

tabla:

P (kPa·100) V (mL) P (atm) P·V (atm·L·1000)

1,3 43,5 1,28 55,68

1,45 38,5 1,43 55,06

1,55 36,5 1,53 55,85

1,8 31,5 1,78 56,07

1,95 29,5 1,92 56,64

2,05 27,5 2,02 55,55

2,35 24,5 2,32 56,84

2,55 22,5 2,52 56,70

2,95 19,5 2,91 56,75

27


Con estos valores, podremos realizar la siguiente representación grá-fica:

En la siguiente secuencia de imágenes podemos ver la variación delvolumen de aire encerrado en la jeringa con la presión ejercida, medidapor el manómetro.

Figura 1.17: Variación del volumen con la presión

28

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Boyle-Mariotte.mp4


1.9. Ley de Charles


ta la temperatura de un gas, manteniendo onstante la presión, el volu-

men de di ho gas aumenta.

FUNDAMENTO TEÓRICO: La Ley de Charles puede ser enun-

iada de la siguiente forma: �A presión onstante, el o iente del volumen

de un gas y su temperatura es, a su vez, onstante �. Esto puede ser ex-

presado matemáti amente de la forma:

V

T=

V ′

T ′= o bien V = cT


MATERIALES: Jeringa de vidrio, tubos de goma , termómetro,

soporte, pinzas on nuez, se ador de abello, matraz erlenmeyer, agua

destilada, balanza.

PROCEDIMIENTO: Pro edemos, en primer lugar, a realizar una

estima ión del volumen del matraz erlenmeyer, para lo ual, medimos su

masa uando está va ío y una vez lleno de agua destilada. La diferen ia

entre las dos masas, suponiendo para el agua destilada una densidad de 1

g/ m

3, nos dará dire tamente el volumen del matraz, expresado en mL.

Figura 1.18: Estima ión del volumen del matraz

Posteriormente, erramos el matraz y lo unimos mediante un tubo de

goma a una jeringa de vidrio de 30mL de apa idad. Introdu imos un

termómetro en el matraz y alentamos mediante un se ador de abello.

Esperamos a que la temperatura medida por el termómetro se estabili e y

anotamos el valor de ésta, así omo la varia ión de volumen en la jeringa.

29


Figura 1.19: In remento de volumen

Repetimos el pro eso hasta obtener el onjunto de valores que puede

verse en la siguiente tabla:

Temperatura(K) Volumen jeringa (L) Volumen jeringa +matraz (L)

294,9 0 0,136

1,45 0,06 0,142

1,55 0,08 0,144

1,8 0,10 0,146

1,95 0,12 0,148

2,05 0,13 0,149

Con estos valores, podremos realizar la siguiente representa ión grá-

� a:

30

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Charles.mp4


1.10. Ley de Gay-Lussa .


ta la temperatura de un gas, manteniendo onstante el volumen, la pre-

sión de di ho gas aumenta.

FUNDAMENTO TEÓRICO: La Ley de Gay-Lussa puede ser

enun iada de la siguiente forma: �A presión onstante, el o iente del

volumen de un gas y su temperatura es, a su vez, onstante �. Esto puede

ser expresado matemáti amente de la forma:

P

T=

P ′

T ′= o bien P = cT


MATERIALES: Vaso de pre ipitados, matraz erlenmeyer, tubo de

sili ona, tapón de au ho, termómetro, es�gmomanómetro (tomado de

un tensiómetro), soporte, pinzas on nuez, alefa tor elé tri o� agua, ba-

lanza.

Figura 1.20: ley de Gay-Lussa : dispositivo experimental

PROCEDIMIENTO:

Cerramos el matraz erlenmeyer on un tapón de au ho on dos ori�-

ios. En uno de ellos se olo a un termómetro, mientras que en el otro se

olo a un tubo de vidrio unido mediante un tubo de sili ona a un es�g-

momanómetro (utilizamos este tipo de manómetro al tener un intervalo

de medida pequeño, on retamente de 0 a 300 mm de Hg. Se sumerge

31


el matraz erlenmeyer en un vaso de pre ipitados que ontiene agua y se

one ta el alefa tor elé tri o. A medida que aumenta la temperatura del

agua (y, por tanto, la del aire ontenido en el erlenmeyer), observaremos

un aumento en la presión.

Anotando los valores de temperatura y presión a distintos tiempo,

obtenemos el onjunto de valores que puede verse en la siguiente tabla:

Temperatura(K) Presión (mm Hg) Presión (atm)

307 20 1,026

311 30 1,039

319 40 1,053

325 54 1,071

328 60 1,079

Con estos valores, podremos realizar la siguiente representa ión grá-

� a:

32

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Ley%20de%20Gay-Lussac.mp4


1.11. Teoría inéti a de los gases.

OBJETIVO: Construir un modelo me áni o que represente la Teoría

Cinéti a de los gases y, a partir de su fun ionamiento expli ar, de forma

ualitativa las leyes que rigen el omportamiento de aquellos, así omo el

movimiento aóti o de una partí ula en el seno de un �uido (movimiento

browniano).

FUNDAMENTO TEÓRICO: La teoría inéti a de los gases idea-

les expli a el omportamiento y las propiedades de aquellos, y está basada

en los siguientes postulados:

El número de molé ulas de un gas es grande en ompara ión on

la separa ión entre ellas. El volumen que o upan es muy pequeño

en ompara ión on el del re ipiente.

El movimiento individual de ada molé ula es aleatorio, así omo

su velo idad. Podemos omprobar que las partí ulas se mueven en

dire iones diversas y on velo idades diferentes.

Las molé ulas experimentan hoques elásti os entre sí y on las

paredes del re ipiente, Para los hoques elásti os se onservan tanto

la energía inéti a omo la antidad de movimiento.

Las fuerzas entre las molé ulas son despre iables.

La presión de un gas está rela ionada on el número de hoques

de las molé ulas de aquel on las paredes del re ipiente. Cuanto

mayor sea el número de hoques por unidad de tiempo,mayor será

la presión.

La temperatura del gas está rela ionada on la velo idad promedio

de sus molé ulas y, por tanto, on su energía inéti a.

Basándonos en estos postulados, el modelo me áni o de los gases que

se ha onstruido puede expli ar de forma ualitativa las leyes de los ga-

ses (Boyle-Mariotte, Charles, Gay-Lussa ), así omo el movimiento

desordenado de una partí ula dentro de un �uido, lo que se ono e omo

movimiento browniano.

MATERIALES: Generador de vibra iones, ampli� ador, generador

de fre uen ias, tubo de meta rilato, uentas de plásti o, ilindro de poli-

estireno expandido de diámetro ligeramente inferior al diámetro interior

del tubo de meta rilato.

33


Figura 1.21: Materiales para el modelo me áni o de la Teoría Cinéti a

PROCEDIMIENTO:

1. Observa ión del movimiento aóti o de las partí ulas de un gas: Al

poner en fun ionamiento el generador de fre uen ia para un valora

dado podremos observar el movimiento aleatorio de las uentas de

plásti o en el interior del tubo, así omo sus distintas velo idades.

Figura 1.22: Movimiento aóti o de las partí ulas

2. Ley de Boyle-Mariotte: a temperatura onstante (es de ir, man-

teniendo onstante la fre uen ia y la amplitud on que se mueve

el generador de vibra iones en nuestro modelo), el produ to de

la presión por el volumen es onstante. Podemos omprobar ésto

34


introdu iendo en el tubo de plásti o un ilindro de poliestireno ex-

pandido, que produ irá una disminu ión del volumen en el que se

desplazan las uentas de plásti o y, en onse uen ia, un aumento

en el número de hoques de aquellas on las paredes del tubo, lo

que se interpretaría omo un aumento de la presión:

3. Ley de Charles: si la presión se mantiene onstante, un aumento de

temperatura se tradu irán en un aumento del volumen. En nuestro

modelo me áni o, al aumentar la señal dada por el ampli� ador

al generador de vibra iones, lo que equivaldría a un aumento de

temperatura, aumenta el volumen en que se desplazan las uentas

de plásti o.

4. Ley de Gay-Lussa : uando varía la temperatura de un gas, man-

teniendo onstante el volumen, la presión de di ho gas varía en el

mismo sentido. En nuestro aso, al aumentar la señal de salida del

ampli� ador (aumentando, por tanto la amplitud de las vibra io-

nes), el volumen o upado por las uentas de plásti o tiende a au-

mentar. Para mantenerlo onstante debemos ejer er una presión,

para lo que se introdu e en el tubo un ilindro de poliestireno, tal

omo se ha des rito en el apartado 1.

5. Movimiento browniano: se introdu e en el tubo una uenta de plás-

ti o de mayor tamaño que las que hay en su interior. Di ha uenta

uelga de un hilo. Al poner en fun ionamiento el dispositivo, po-

dremos observar omo, debido a los hoque de las pequeñas uentas

de plásti o on la mayor, esta adquiere un movimiento erráti o.

35

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Teor%C3%ADa%20cin%C3%A9tica.mp4


1.12. Fluores en ia.

OBJETIVO: Observar el fenómeno por el ual, determinadas sus-

tan ias al ser irradiadas on luz ultravioleta, emiten radia ión visible, de

menor longitud de onda que la orrespondiente a la luz ultravioleta antes

men ionada.

FUNDAMENTO TEÓRICO: Puede de�nirse la �uores en ia o-

mo el pro eso por el ual determinadas sustan ias, al absorber energía en

forma de radia ión ele tromagnéti a de pequeña longitud de onda, omo

pueden ser los rayos X, radia ión ultravioleta (en adelante, utilizaremos

para denominar esta radia ión la abreviatura UV), luz azul, et , emiten

a su vez energía en forma de radia ión de mayor longitud de onda que

la absorbida, habitualmente dentro de la zona visible del espe tro ele -

tromagnéti o. El pro eso de emisión de luz se produ e en intervalos de

tiempo sumamente pequeños (del orden de los nanosegundos).

La energía de una radia ión viene dada, según la teoría uánti a, por

la expresión:

E = hc

λ

Donde E es la energía de la radia ión,h, la onstante de Plan k, c, lavelo idad de la luz, y λ, la longitud de onda de la radia ión.

Los ele trones de un átomo tienden a o upar los orbitales de menor

energía (lo que se denomina estado fundamental). Cuando se suministra

a un átomo radia ión de longitud de onda λa, alguno de los ele trones

de di ho átomo puede absorber di ha energía, pasando a un orbital más

alejado del nú leo, dando lugar a un estado ex itado. Al volver el ele trón

al estado fundamental, el átomo emite energía en forma de radia ión de

longitud de onda λb, de forma que λb> λa, on lo que la energía emitida

es menor que la absorbida, perdiéndose la diferen ia entre ambas, por

ejemplo, en forma de alor. Un me anismo semejante tiene lugar uan-

do se irradian molé ulas, on la diferen ia de que los ele trones o upan

ahora orbitales mole ulares, situados alrededor de un onjunto de varios

nú leos.

MATERIALES: Tubo de rayos ultravioleta, muestras variadas de

disolu iones, organismos animales, minerales, produ tos de alimenta ión

y billetes de ban o.

PROCEDIMIENTO: El pro edimiento es, en todos los asos, ob-

servar el olor de la muestra bajo luz visible y, posteriormente, ilumi-

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narla on luz ultravioleta. A ontinua ión, veremos algunas fotografías

de la �uores en ia emitida por distintas sustan ias, orrespondiendo las

fotografías de la izquierda a la irradia ión on luz ultravioleta, y las de

la dere ha a la ilumina ión on luz visible en todos los asos.

a) Fluores en ia en líquidos: El extra to de loro�la, obtenido a partir

de plantas de hoja verde, omo, en nuestro aso, la espina a presenta, a la

luz visible, un olor verde intenso, mientras que, al ser iluminado on luz

UV presenta �uores en ia de un olor rojo intenso. El a eite presentará

una �uores en ia de olor más o menos rojo, en fun ión de su alidad, de

forma que, uanto menos re�nado sea el a eite, más rojiza será la emisión

�uores ente, debido a la presen ia en el mismo de pigmentos de loro�la.

En nuestra muestra, se ha puesto a eite sobre agua, para observar que, en

el aso de esta última, no se produ e �uores en ia. La siguiente imagen

muestra la fórmula de la loro�la.

El extra to de úr uma, presenta un olor amarillo uando se expone

a la luz visible. Di ho olor ambia a amarillo-verdoso uando es irradiado

por UV. La �uores en ia emitida se debe a la presen ia de ur umina en

di ho extra to. El agua tóni a, in olora frente a la luz visible, toma un

olor azul eleste al ser irradiada on luz UV, debiéndose la �uores en ia

a la molé ula de quinina. Las fórmulas respe tivas de los ompuestos

antes men ionados son las que siguen:

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En las siguientes fotografías podemos apre iar los ambios de olor

experimentados por muestras de las sustan ia antes indi adas:

(a) Extra to de loro�la (b) A eite sobre agua

( ) Extra to de úr uma (d) Agua tóni a

Figura 1.23: Fluores en ia emitida por distintos líquidos

b) Fluores en ia en seres vivos: Algunas espe ies presentan �uores-

en ia, omo es el aso de los es orpiones. Esta �uores en ia, de longitud

de onda entre 440 y 490 nm, de olor verde-azulado, pare e deberse a la

presen ia de dos ompuestos, denominados respe tivamenteβ- arbolinay 7-hidroxi-4-metil umarina, uyas respe tivas fórmulas están represen-

tadas a ontinua ión:

En las fotografías siguientes puede verse la �uores en ia emitida por

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un es orpión al ser iluminado on luz UV, frente al olor exhibido al ser

iluminado on luz visible.

Figura 1.24: Fluores en ia de un es orpión

b) Fluores en ia en minerales: En general, los minerales no son �uo-

res entes en estado puro pero, en presen ia de determinadas impurezas,

denominadas a tivadores, adquieren la propiedad de emitir luz al ser irra-

diados on UV, en algunos asos de pequeña longitud de onda (alta ener-

gía) y en otros de mayor longitud de onda (menor energía). Dependiendo

del tipo de a tivador, un mismo mineral puede emitir luz de diferentes

olores. Así, el plomo y el manganeso dan lugar a emisiones de olores

rojos o rosados, mientras que el ion uranilo produ e emisiones de olor

verde. Una prueba de esto la tenemos en la siguiente imagen, donde se

pone de mani�esto el distinto olor emitido por dos diferentes muestras

de al ita.

Figura 1.25: Fluores en ia en la al ita

En las siguientes fotografías puede apre iarse la olora ión emitida

bajo luz UV por la �uorita y el ópalo.

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Figura 1.26: Fluores en ia en �uorita (i) y ópalo (d)

d) Fluores en ia en produ tos sólidos alimenti ios: Determinados ali-

mentos presentan �uores en ia uando son irradiados. Entre estos, abe

men ionar el arroz y el azú ar, que emiten una �uores en ia blan o-

azulada, tal y omo puede verse en la siguiente imagen.

Figura 1.27: Fluores en ia en azú ar y arroz

e) Apli a iones de la �uores en ia: Existe un gran número de apli a-

iones de la �uores en ia, omo pueden ser aquellas rela ionadas on los

ampos de la ilumina ión (tubos �uores entes y lámparas �uores entes

ompa tas), quími a analíti a (visualiza ión de omponentes en romato-

grafía en apa �na), medi ina y bioquími a (mi ros opía de �uores en ia

de tejidos o élulas), ien ias forenses (dete ión de huellas da tilares),

et . Podemos men ionar, a título de ejemplo, dos apli a iones muy o-

munes: en los detergentes, la presen ia de una pequeña antidad de sus-

tan ias que, al absorber luz ultravioleta emiten una luminosidad azulada,

tiende a ompensar la tenden ia natural de la ropa a amarillear. Por otra

parte, los billetes de ban o poseen �bras y tintas �uores entes que le

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dan un aspe to ara terísti o bajo la luz UV y que permiten dete tar

falsi� a iones.

Figura 1.28: Fluores en ia en un detergente

Figura 1.29: Fluores en ia de un billete

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1.13. Disolu ión de sales en sustan ias �uo-

res entes.

OBJETIVO: Observar omo la disolu ión de un haluro, en on en-

tra iones re ientes, en un líquido que presenta �uores en ia, produ e

una varia ión del brillo la la radia ión emitida. Por otra parte, se pre-

tende observar ómo disolu iones de la misma on entra ión de distintos

haluros tienen distintos niveles de brillo, en fun ión de la masa atómi a

del halógeno que forma parte de la sal.

FUNDAMENTO TEÓRICO: Cuando disolvemos un haluro en

una sustan ia que presenta �uores en ia, observaremos que, uanto ma-

yor sea la on entra ión de aquel, menor será el brillo de la disolu ión

obtenida. Si disolvemos dos haluros diferentes (en nuestro aso, NaCl y

KI), de forma que la on entra ión expresada en mol/L sea la misma para

ambas disolu iones, observaremos que el brillo de la disolu ión que on-

tiene el halógeno de mayor masa atómi a será inferior al de la disolu ión

que ontenga el halógeno de menor masa atómi a.

Figura 1.30: Efe to de la disolu ión de una sal

En la imagen anterior podemos ver una muestra de tóni a a la que no

se le ha añadido loruro sódi o (izquierda), otra a la que se le ha añadido

un determinada antidad de esta sal ( entro), y una ter era a la que se

le ha añadido una antidad superior de la sal (dere ha).

MATERIALES: fuente de luz ultravioleta, vasos, tóni a, ioduro só-

di o y loruro sódi o.

PROCEDIMIENTO: Tomamos varios vasos onteniendo tóni a.

En uno de ellos, no añadimos loruro sódi o, mientras que en los otros,

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añadimos antidades re ientes de di ha sal. Irradiamos on luz ultravio-

leta, observando, tal omo se ha indi ado anteriormente, un menor nivel

de brillo uanto mayor sea la on entra ión de sal.

Un segundo experimento onsiste en disolver en dos muestras de tó-

ni a las antidades respe tivas de NaCl y KI que originen disolu iones de

la misma molaridad. Al irradiar on luz ultravioleta, observaremos que

la disolu ión de KI presentará un menor brillo que la que ontiene NaCl.

Figura 1.31: Disolu iones de distintas sales

El vaso de la izquierda ontiene sólo tóni a, el del entro, una diso-

lu ión de NaCl y el de la izquierda, una disolu ión de KI (ambas disolu-

iones tomando tóni a omo disolvente).

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1.14. Fosforescencia.

OBJETIVO: Poner de manifiesto la diferencia existente entre losfenómenos de fluorescencia y fosforescencia, así como observar de quéforma puede ser producido cada uno de estos procesos.

FUNDAMENTO TEÓRICO: Al igual que la fluorescencia, la fos-forescencia es un fenómeno por el cual una sustancia que ha sido irradia-da, emite energía en forma de radiación visible, aunque en el primer caso,dicha emisión se detiene cuando la sustancia deja de ser irradiada, mien-tras que en el segundo, la emisión de radiación visible continúa despuésde que la muestra deje de ser irradiada. Otra diferencia consiste en que,mientras que para producirse la fluorescencia, la radiación incidente debetener pequeña longitud de onda, como la de la radiación ultravioleta olos rayos X, la fosforescencia puede ser provocada además, por radiaciónvisible de pequeña longitud de onda.

Figura 1.32: Fluorescencia y fosforescencia

En la imagen anterior podemos ver, en la fotografía de la izquierda,diversas sustancias que emiten luz al ser iluminadas con radiación ul-travioleta, mientras que en la fotografía de la derecha se muestra quesolamente algunas de estas sustancias continúan emitiendo luz cuandodejan de ser irradiadas, por lo que se trata de sustancias fosforescentes.

MATERIALES:fuentes de luz visible y ultravioleta, diversas sus-tancias que emiten fluorescencia (tónica, rotulador fluorescente) y fosfo-rescencia (manecillas de un reloj, papel especial, muñeco fosforescente),punteros láser rojo y azul-violeta.

PROCEDIMIENTO: En primer lugar, irradiamos todas las sus-tancias disponibles, tanto fluorescentes como fosforescentes, con luz ul-

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travioleta., observando que todas ellas emiten radiación visible. Al cesarla irradiación, sólo algunas de ellas continúan emitiendo luz. Un segundoexperimento pone de manifiesto que no todo tipo de luz visible es ca-paz de producir fosforescencia. Para ello, iluminamos un pedazo de papelfosforescente con un láser rojo. Observaremos que, si el papel se ha man-tenido en la oscuridad un cierto tiempo, no emite fosforescencia. Si, porel contrario, iluminamos el papel con un láser azul-violeta, sobre dichopapel quedará la huella del haz de láser que se haya dirigido hacia elmismo, emitiendo una luz amarillo-verdosa.

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1.15. Presión de vapor.

OBJETIVO: Comprobar de forma cualitativa que,a una tempera-tura dada, un líquido se encuentra en equilibrio con su vapor, ejerciendoéste una presión que dependerá de dicha temperatura.

Figura 1.33: Agua líquida en equilibrio con su vapor

FUNDAMENTO TEÓRICO: En un recipiente cerrado que con-tiene un líquido, se produce una evaporación de parte del mismo hastaque la cantidad de líquido que se evapora es igual a la cantidad de va-por que pasa a estado líquido, alcanzándose, a una temperatura dada,un equilibrio dinámico independiente de las cantidades de líquido y gas. Este vapor ejerce una presión sobre la fase líquida que se conoce conel nombre de presión de vapor . Cuando el líquido se encuentre en unrecipiente abierto, el equilibrio antes mencionado se alcanzará cuando lapresión del gas iguale a la presión atmosférica, con lo que se producirá laebullición del líquido.

MATERIALES: agua destilada, vaso de precipitados, tubo de vi-drio, matraz erlenmeyer, matraz erlenmeyer con tapón de dos orificios,termómetro, manómetro con tubo de conexión al tapón, y calefactor omechero bunsen.

PROCEDIMIENTO: En un primer experimento, introducimos bo-ca abajo en un vaso de precipitados que contiene agua, un tubo de vidriolastrado, en el que hemos señalado una serie de divisiones. Calentamos elvaso de precipitados, observando que el nivel del agua en el interior deltubo de ensayo va disminuyendo, lo que se interpreta suponiendo que endicho tubo penetra una cantidad de vapor de agua, mayor cuanto mayorsea la temperatura, que desplaza parte del agua que contiene el tubo.

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Figura 1.34: Temperatura y presión de vapor

En un segundo experimento, conectamos un matraz erlenmeyer ce-rrado a un termómetro y un manómetro. Observaremos que un aumentode la temperatura del agua se traduce en un aumento en la presión devapor de aquella

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1.16. Ley de Raoult.

OBJETIVO: Comprobar que la presión de vapor de una disoluciónes menor que la del disolvente puro

FUNDAMENTO TEÓRICO: La presión de vapor de una disolu-ción de un soluto no volátil es inferior a la que correspondería a la deldisolvente puro a una determinada temperatura. La Ley de Raoult esta-blece que el descenso relativo de la presión de vapor es proporcional a lafracción molar del soluto, es decir:

p0 − p

p0= χs despejando : p = p0 (1 − χs) = p0χd

Siendo χs la fracción molar de soluto, χd la fracción molar del disolvente,p0 la presión de vapor del disolvente puro, y p la presión de vapor de ladisolución. Debe tenerse en cuenta que la suma de las fracciones molaresde soluto y disolvente es igual a 1, es decir:

χs + χd = 1 −→ χd = 1− χs

En la siguiente imagen podemos ver la representación gráfica de lapresión de vapor del disolvente puro (en rojo) y de la disolución (enverde),en función de la temperatura:

MATERIALES: agua, cloruro de sodio, vaso de precipitados, ma-traz erlenmeyer con tapón de dos orificios, termómetro, manómetro contubo de conexión al tapón, y calefactor o mechero bunsen.

PROCEDIMIENTO: En un matraz erlenmeyer introducimos uncierto volumen de agua destilada. Cerramos el matraz con un tapón enel que se coloca un termómetro y una conexión con un manómetro ycalentamos. Al llegar a una determinada temperatura (aproximadamen-te, 70º C) dejamos de calentar, y vamos anotando los sucesivos valores

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de temperatura y presión. Repetimos el proceso con una disolución quecontiene 0,3 moles de sal en 100 mL de agua destilada, y comparamoslos valores obtenidos.

Figura 1.35: Presiones de vapor del agua (i) y de la disolución (d), a 52ºC

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1.17. Descenso crioscópico.

OBJETIVO: Comprobar el efecto que sobre la temperatura de con-gelación de un disolvente (en nuestro caso, el agua), tiene la adición deun soluto, tanto un electrolito como un no electrolito.

FUNDAMENTO TEÓRICO: Como consecuencia de la disminu-ción de la presión de vapor de una disolución con respecto a la del disol-vente puro, se produce un descenso en la temperatura de congelación deaquella en relación al punto de congelación del disolvente. Dicho descensopuede verse en la gráfica que figura a continuación, correspondiendo latemperatura de congelación de la disolución a la temperatura para la cualse produce la intersección de las curvas correspondientes a la disolucióny al disolvente puro.

El descenso crioscópico de la temperatura de fusión para una disolu-ción diluida de un no electrolito viene expresada por la ecuación:

∆Tcr = kcrm

Siendo ∆T el descenso en la temperatura de congelación, kcr una cons-tante característica del disolvente, y m la molalidad (número de moles/kgde disolvente) del soluto.En el caso de la disolución diluida de un electro-lito, la ecuación anterior deberá ser modificada, introduciendo el factoride Van´t Hoff, que viene dado por el cociente entre los valores experimen-tal y teórico de ∆T y está relacionado con el número total de partículasde soluto en la disolución, que será tanto mayor cuanto mayor carácterde electrolito tenga el soluto. La ecuación anterior quedará, pues, en laforma:

∆Tcr = i kcrm

MATERIALES: vasos de precipitados, termómetro, agua destilada,sal y glicerina.

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PROCEDIMIENTO: En cada uno de tres vasos de precipitadosponemos 100 mL de agua destilada. En uno de ellos se disuelve unacantidad aproximada de 12 g de sal, mientras que en otro se disuelven,aproximadamente, 27 g de glicerina (correspondientes cada una de ambasmasas a 0,3 moles de la sustancia). Se introducen en el congelador lostres vasos, observándose que, al cabo de una hora, el agua comienza acongelar, siendo su temperatura algo superior a los 0º C, mientras quelos vasos que contienen disoluciones de glicerina y de sal se encuentran,sin haber comenzado la congelación, a temperaturas inferiores a 0º C. .A continuación, se introducen de nuevo en el congelador los vasos quecontienen las disoluciones de sal y de glicerina y se mantienen en él du-rante una hora y media más. Tras este tiempo, observamos que en ambasdisoluciones ha comenzado el proceso de congelación. Al medir las res-pectivas temperaturas, obtenemos para la glicerina un valor de -4,9 ºC,mientras que para la disolución de sal, la temperatura es de - 6,8º C.

Figura 1.36: Temperaturas de las disoluciones de glicerina (i) y sal (d)después de una hora

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1.18. Aumento ebulloscópico.

OBJETIVO: Comprobar el efecto que sobre el punto de ebulliciónde un disolvente (en nuestro caso, el agua), tiene la adición de un soluto,tanto un electrolito como un no electrolito.

FUNDAMENTO TEÓRICO: Como consecuencia de la disminu-ción de la presión de vapor de una disolución con respecto a la del di-solvente puro, se produce un aumento en la temperatura de ebulliciónde aquella en relación a la del disolvente. Dicho aumento puede verse enla gráfica que figura a continuación, correspondiendo la temperatura deebullición de la disolución a aquella para la cual la presión de vapor dela disolución iguala a la presión atmosférica. puro.

El aumento ebulloscópico de la temperatura de ebullición para unadisolución diluida de un no electrolito viene expresada por la ecuación:

∆Teb = kebm

Siendo ∆T el descenso en la temperatura de congelación, keb una cons-tante característica del disolvente, y m la molalidad (número de moles/kgde disolvente) del soluto.En el caso de la disolución diluida de un electro-lito, la ecuación anterior deberá ser modificada, introduciendo el factoride Van´t Hoff, que viene dado por el cociente entre los valores experimen-tal y teórico de ∆T y está relacionado con el número total de partículasde soluto en la disolución, que será tanto mayor cuanto mayor carácterde electrolito tenga el soluto. La ecuación anterior quedará, pues, en laforma:

∆Teb = i kebm

MATERIALES: vasos de precipitados, termómetro, placa calefac-tora o mechero bunsen, agua destilada, sal y glicerina.

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PROCEDIMIENTO: En cada uno de tres vasos de precipitadosponemos 100 mL de agua destilada. En uno de ellos se disuelve unacantidad aproximada de 12 g de sal, mientras que en otro se disuelven,aproximadamente, 27 g de glicerina (correspondientes cada una de ambasmasas a 0,3 moles de la sustancia). Se calientan los vasos hasta ebulli-ción, observándose que el vaso que contiene agua destilada hierve a unatemperatura cercana a los 100º C. En el vaso que contiene glicerina, laebullición se produce en torno a los 102º C , mientras que la disoluciónde sal hierve a unos 104º C.

Figura 1.37: Temperatura de ebullición de agua (i.) glicerina (c) y sal (d)

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1.19. Difusión a través de membranas.

OBJETIVO: Observar experimentalmente un proceso de difusióncomo a través de una membrana biológica, que se pone de manifiestomediante la formación de un complejo col,oreado de color azul oscuroentre el ion I−3 y el almidón.

FUNDAMENTO TEÓRICO: Podemos definir la difusión comoun proceso en el cual una serie de partículas de una sustancia A tiendena introducirse en un medio en el que inicialmente no existía dicha sus-tancia. Consideremos, por ejemplo, lo que sucede al añadir unas gotasde colorante alimentario a un vaso con agua. Observaremos, como puedeverse en las imágenes que siguen, que el colorante tiende a dispersarsecon el tiempo por todo el volumen de agua.

Figura 1.33: Difusión de un colorante en agua

La difusión puede realizarse a través de membranas que son permea-bles de forma selectiva, esto es, permiten el paso de moléculas de pequeñotamaño, pero bloquean a moléculas más grandes.

En nuestro experimento, vamos a observar un fenómeno de difusióndel ion I−3 a través de una membrana biológica, como es la del huevo.Si dentro de esta membrana colocamos una disolución de un antisépticoyodado y la introducimos dentro de una disolución de almidón en agua,podremos ver que con el transcurso del tiempo se produce el paso dedisolvente con el ion mencionado hacia la disolución de almidón, formán-dose el complejo I−3 - almidón, de color azul oscuro, en la parte exteriorde la membrana del huevo que está en contacto con la disolución de almi-dón. Se observa también una disminución del volumen de disolución quese había introducido en el huevo, y el consiguiente aumento del volumende la disolución de almidón.

MATERIALES: Vasos de precipitados, membrana de huevo, anti-séptico yodado y almidón.

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PROCEDIMIENTO: En primer lugar, procedemos a la separaciónde la membrana del huevo, lo cual realizamos sumergiendo la cáscara deéste, una vez vacío, en un recipiente con vinagre, por espacio de unas48 horas. Preparamos a continuación una disolución de almidón en agua,calentando y agitando, pues la solubilidad de esta sustancia es baja. Dilui-mos una pequeña cantidad del antiséptico yodado en agua e introducimosesta disolución en la membrana del huevo. Se introduce, por último, elconjunto en la disolución de almidón.

Figura 1.34: Membrana interior y exterior al cabo de 9 horas

En las imágenes anteriores puede verse la parte interior y exterior de lamembrana del huevo, transcurridas nueve horas de haber sido sumergidoen la disolución de almidón. Podemos ver la diferencia de colores entreambas zonas, lo que demuestra que se ha producido el paso del iodo endisolución desde la parte interna a la externa de la membrana. Allí hatenido lugar la formación del complejo con el almidón.

Figura 1.35: Difusión al cabo de 9 horas

En las imágenes sobre estas líneas podemos ver, en la de la izquierda,

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el aspecto de la disolución de almidón una vez extraído el huevo, al cabodel tiempo antes mencionado. En la imagen de la derecha puede verseen cada uno de los vasos una pequeña cantidad del líquido contenidoen el interior del huevo (amarillo-rojizo) y de la disolución de almidón(azul-violeta), una vez agitada para homogeneizar. Como puede verse, enel interior de la membrana no se ha producido cambio de color, lo queindica que el almidón no ha atravesado la membrana.

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1.20. Ósmosis

OBJETIVO: Comprobar el paso de disolvente a través de una mem-brana semipermeable, desde una disolución diluida hacia otra más con-centrada.

FUNDAMENTO TEÓRICO: Si tenemos dos disoluciones de di-ferentes concentraciones, separadas por una membrana semipermeable,esto es, una membrana que permite de una manera selectiva el paso demoléculas de pequeño tamaño, impidiendo el de partículas más grandes,se producirá un intercambio neto de disolvente, en el sentido de la diso-lución diluida a la concentrada. A este proceso se le denomina ósmosis.

Es característica de una disolución lo que se denomina presión os-mótica, que está relacionada con la concentración de la disolución, de laforma:

πV = nRT obien π = cRT

Donde π es la presión osmótica de la disolución, n el número de molesde soluto, c la concentración del mismo expresada como molaridad, R laconstante de los gases, y T la temperatura, expresada en K. Como puedeverse, esta ecuación es totalmente semejante a la ecuación de estado delos gases ideales.

Según lo anteriormente indicado, el paso neto de disolvente se produ-cirá desde la disolución diluida (menor presión osmótica) hacia la con-centrada (mayor presión osmótica).

Para nuestro experimento vamos a emplear, al igual que en apartadoanterior, Difusión a través de membranas , una membrana obtenidade un huevo como membrana semipermeable. Esta membrana servirá deseparación entre una disolución A (en nuestro caso, agua destilada) y unadisolución B, muy concentrada en sacarosa y con unas gotas de colorantealimentario.

MATERIALES: Membrana semipermeable obtenida de un huevo,tubo de plástico o vidrio, vasos de precipitados, azúcar, agua y colorantealimentario.

PROCEDIMIENTO: En un vaso de precipitados se pone un deter-minado volumen de agua destilada. Se une la membrana de huevo al tubode plástico, haciendo la unión lo más hermética posible. Se prepara unadisolución muy concentrada de azúcar en agua, añadiendo unas gotas decolorante alimentario, y se introduce un volumen de ésta disolución en

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el tubo de plástico unido a la membrana. Se introduce el conjunto en elvaso que contiene agua destilada y se deja en reposo..

Figura 1.36: Proceso de ósmosis

Tal y como puede verse en las imágenes anteriores, el agua destiladapasa a través de la membrana semipermeable, haciendo que el nivel dela disolución en el tubo aumente con el tiempo.

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1.21. Determinación de la entalpía y la en-tropía de vaporización del agua.

OBJETIVO: Determinar, de una manera sencilla, la entalpía y laentropía de vaporización del agua.

FUNDAMENTO TEÓRICO: El primer principio de la Termodi-námica afirma que la variación de energía interna de un sistema es iguala la suma algebraica del calor aportado y del trabajo realizado:

∆U = Q +∆W

Por otra parte, si definimos la entalpía como: H = U + PV, tomandoincrementos nos quedará:

∆H = ∆U +∆(PV )

Si consideramos un proceso a presión constante, la expresión anterior nosquedará así:

∆H = ∆U + P∆V

Con lo que puede afirmarse que, en un proceso a presión constante, elcalor es igual a la variación de entalpía.

MATERIALES: Resistencia de inmersión de 350 W, cronómetro,vaso de precipitados, peso de cocina y agua.

Figura 1.37: Medida de la entalpía de vaporización

PROCEDIMIENTO: Tomamos una cierta cantidad de agua en unvaso de precipitados, introducimos la resistencia eléctrica y la conecta-mos hasta llevar el agua a ebullición. Pesamos el vaso con el agua y la

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resistencia introducida en él. A continuación, conectamos de nuevo la re-sistencia durante un tiempo determinado (en nuestro experimento, tresminutos). Una vez transcurrido este tiempo, pesamos de nuevo el con-junto. La diferencia entre la masa inicial y la masa final corresponderá ala cantidad de agua que se ha evaporado

CÁLCULOS: Los datos experimentales obtenidos son los siguientes:

Masa inicial (vaso + resistencia + agua): 382 g

Masa final: (vaso + resistencia + agua): 356 g

Tiempo transcurrido: 3 minutos (180 s)

En un tiempo de tres minutos, el trabajo realizado por la resistencia es:

W = P · t = 350 · 180 = 63000 J

dado que la masa de agua vaporizada es 382 - 356 = 26 g, el calor devaporización será:

Q =63000

26= 2423 J/g

Que corresponde a una cantidad de 2423/4,18 = 579,7 cal/g, lo que seconoce como calor latente de vaporización del agua. El valor recogido enla bibliografía es de 540 cal/g.

Comoquiera que la ebullición se realiza a presión constante, podremosidentificar el calor de vaporización como entalpía de vaporización, ∆Hv ,que podremos expresar de la forma:

∆Hv = 2423J

g· 18

g

mol·

1 kJ

1000 J= 43, 61 kJ/mol

Que deberá ponerse con signo negativo, al tratarse de un calor apor-tado al sistema. El valor obtenido en la bibliografía es de 40,65 kJ/mol

Para calcular la entropía de vaporización, se utiliza la expresión si-guiente:

∆Sv =∆H

TSuponiendo que la temperatura de ebullición es de 100º C (373 K), laentropía de vaporización será:

∆Sv =43, 61

373· 1000 = 116, 9 J/K ·mol

La bibliografía consultada ofrece una entropía de vaporización de108,72 J/K·mol.

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http://jpcampillo.es/onewebmedia/Entalp%C3%ADa%20de%20vaporizaci%C3%B3n%20del%20agua.mp4


1.22. Entalpía de disolución del nitrato amó-nico.

OBJETIVO: determinar de forma experimental la entalpía asociadaal proceso de disolución del nitrato amónico.

FUNDAMENTO TEÓRICO: La disolución en agua del nitratoamónico es un proceso endotérmico, esto es, absorbe energía. Si en uncalorímetro disolvemos una determinada cantidad de nitrato amónico enun volumen conocido de agua, la temperatura de la disolución descenderácon respecto a la del agua. La entalpía de la disolución vendrá expresadapor:

∆H1 = −(ma +meq) ce(t− t0) (∗)

Siendo ma la masa de agua y nitrato amónico,meq el equivalente en aguadel calorímetro, ce el calor específico del agua (supondremos que el con-junto de la disolución tiene el calor específico del agua),t la temperaturafinal de la disolución, yt0 la temperatura inicial del agua y del calorí-metro. El signo - obedece a que el valor de ∆ H calculado es negativo,mientras que el proceso de disolución es endotérmico (lo que correspon-dería a un valor de ∆H positivo). Para conocer la entalpía de disoluciónexpresada en kJ/mol, deberemos dividir la cantidad ∆H1 entre la masade nitrato amónico que hayamos empleado (que llamaremos mn ), parahallar la entalpía expresada en kJ/g y, por último, multiplicaremos estevalor por la masa molecular del nitrato amónico.

MATERIALES: Vasos de precipitados, trozos de material aislantedel que se utiliza en los embalajes, termómetro, placa calefactora, agua,nitrato amónico

PROCEDIMIENTO: En primer lugar, determinaremos el equiva-lente en agua del calorímetro, meq}. Dicho calorímetro estará formadopor dos vasos de precipitados situados uno dentro del otro, con el espa-cio entre ambos ocupado por aislante térmico. Se coloca dentro del vasointerior un volumen conocido de agua y se mide la temperatura, quellamaremos t0. Se caliente otro volumen igual de agua hasta una tempe-ratura t y se mezclan ambos volúmenes de agua, midiendo al temperaturade equilibrio, t′, sabiendo que la temperatura cedida por el agua calienteserá absorbida por el agua y el calorímetro, tendremos que:

m · ca · (t′ − t0) +m · ca · (t

′ − t) +mccc(t′ − t0) = 0

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Siendo ca el calor específico del agua. La anterior expresión se pude ponerde la siguiente forma:

m · ca · (t′ − t0) +m · ca · (t

′ − t) +meq(t′ − t0) = 0

Con lo que el equivalente en agua, meq = mcec será:

meq =m ca(t0 − t ′) +m ca(t − t ′)

t ′ − t0

A continuación, pesamos una cantidad de nitrato amónico y la disolvemosen un volumen medido de agua. Seguimos el proceso explicado en elapartado Fundamento teórico. Los valores numéricos empleados sonlos siguientes:

Masa de agua: 80 g

equivalente en agua del calorímetro: 32,1 g

temperatura inicial de agua y calorímetro: 17,5º C

masa de nitrato amónico: 20 g

temperatura final de la disolución: 5,5º C

calor específico del agua: 4,18 cal/g·ºC

Con los datos anteriores, y utilizando la expresión (*), podremos poner:

∆H1 = −(100 + 32, 1) 4, 18 (5, 5− 16, 5)/1000 = 6, 626 kJ

La entalpía de disolución, expresada en kJ/mol será:

∆H = 6, 626kJ

20 g

80 g

1mol= 26, 5 kJ/mol

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1.23. Mezclas frigoríficas y reacciones endo-térmicas.

OBJETIVO: Experimentar con dos formas de producir un descen-so de temperatura: mediante la realización de una mezcla frigorífica ymediante una reacción endotérmica.

FUNDAMENTO TEÓRICO: La diferencia entre una mezcla yuna reacción química consiste en que para la primera, la naturaleza desus componentes no varía, pudiendo separarse éstos por procedimientosfísicos. En el caso de una reacción química cambia la naturaleza de algunode los componentes que la forman. Un ejemplo de mezcla lo tenemos enla disolución de sal en agua, proceso en el que los iones Na+y Cl−dejande formar parte de una red cristalina, pero mantienen sus características.

Cuando una sustancia iónica, como el cloruro sódico, se disuelve enagua, la disolución resultante experimenta una disminución de su puntode congelación con respecto al del disolvente puro, que viene expresadapor la ley de Raoult, modificada por Van´t Hoff para disoluciones deelectrolitos:

∆t = i ·Kcr ·m

Donde ∆t es el descenso de temperatura antes indicado, Kcres la denomi-nada constante criscópica del disolvente, m su concentración, expresadacomo molalidad, e i, un factor de corrección aplicado a disoluciones deelectrolitos, conocido como factor de Van´t Hoff.

Figura 1.38: Temperatura de la mezcla frigorífica a los dos minutos

En la mezcla de hielo con cloruro sódico, se produce una disoluciónsaturada de esta sal en agua. El hielo toma calor de esta disolución, lo

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que produce su enfriamiento. Se llegará a un punto de equilibrio entrehielo, sal y la disolución saturada, con una temperatura característica.

Si consideramos la disolución del cloruro amónico en agua, aparen-temente el proceso sería como el anterior, pero existe una diferencia: elion NH+

4 experimenta en disolución acuosa un proceso de hidrólisis, quepuede ser representado por:

NH+4 +H2O ⇋ NH3 +H3O

+

Produciéndose en realidad una reacción química, pues el ion NH+4 se ha

transformado en NH3y el agua en H3O+.Podemos, pues, considerar la

disolución del cloruro amónico en agua como una reacción endotérmi-ca, pues, como veremos en el experimento, se produce un descenso detemperatura de la disolución con respecto a la del agua.

MATERIALES: Vasos de precipitados, termómetro, tubo de ensa-yo, balanza, NaCl, NH4Cl, hielo y agua destilada.

PROCEDIMIENTO:

Mezcla frigorífica: Preparamos esta mezcla, en una proporción apro-ximada de 2 partes de hielo a una de sal, mezclando en capas alter-nadas hielo picado y sal. Ponemos una pequeña cantidad de aguaen un tubo de ensayo, medimos su temperatura, así como la tempe-ratura inicial de la mezcla frigorífica e introducimos el tubo en ésta.. Observamos que, con el transcurso del tiempo, la temperatura de

Figura 1.39: Variación de la temperatura con el tiempo

la mezcla frigorífica va disminuyendo, así como la temperatura delagua contenida en el tubo. Transcurridos unos minutos, observare-mos que el agua contenida en el tubo de ensayo se ha congelado.

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Figura 1.40: Congelación del agua en el tubo de ensayo

Reacción endotérmica: Tomamos un determinado volumen de aguay medimos su temperatura. Asimismo, pesamos una cantidad deNH4Cl y la disolvemos en el agua. medimos la temperatura finalde la disolución, comprobando que se ha producido un descenso conrespecto a la temperatura inicial.

Figura 1.41: Variación de temperatura en la hidrólisis del cloruro amónico

La realización de esta práctica da lugar, de una forma sencilla, alcálculo de la entalpía de la reacción anterior, como puede verse a conti-nuación.

CÁLCULOS: Los datos del experimento realizado son los siguientes:

t inicial (º C) t final (º C) Vol. agua (mL) Masa NH4Cl (g)

29,8 23,7 50 5,7

Suponiendo que los valores del calor específico y la densidad de la

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disolución sean los del agua (4,18 J/g y 1 g/mL, respectivamente), ten-dremos que:

Q = ∆H = m · ce(t− t0) = (50 + 5, 7) · 4, 18 · (23, 7− 29, 8) = −1420 J

Esta sería la cantidad de calor absorbida al disolver 5,7 g de NH4Cl.Teniendo en cuenta que la masa molecular de esta sal es 53,5 g/mol,tendremos que la entalpía de disolución será:

∆H = −142053, 5

5, 7= −13330 J/mol = −13, 33 kJ/mol

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1.24. Experimentos de Termoquímica.

OBJETIVO: Realizar medidas experimentales relativas a la varia-ción de entalpía de neutralización del hidróxido de sodio, tanto en estadosólido como en disolución, así como comprobar la Ley de Hess.

Figura 1.42: Materiales utilizados en la práctica

FUNDAMENTO TEÓRICO: Según el Primer Principio de laTermodinámica, el calor, Q, el trabajo, W y variación de energía internade un sistema, ∆U están relacionados por la expresión:

∆U = Q+W

Si se realiza un proceso a presión constante, la anterior expresión quedaráde la forma:

∆U = QP − P∆V

Con lo que al despejar QP tendremos: QP = ∆U + P∆V, siendo QP elcalor del proceso a presión constante.

Si por otra parte definimos la entalpía como: H = U + PV y tomamosincrementos, nos quedará:

∆H = ∆U +∆(PV ) = ∆U + P∆V + V∆P

Para un proceso a presión constante, ∆P es nulo, por lo que tendremos:∆H = ∆U +∆(PV ) = ∆U + P∆V. Como puede verse, la variación deentalpía de la reacción coincide con el calor a presión constante.

La Ley de Hess afirma que: “Si mediante la reacción química entre

varios reactivos se obtienen unos determinados productos, el calor des-

prendido o absorbido en la reacción será el mismo si la reacción tiene

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lugar en una o más etapas”. En consecuencia, el calor de reacción (ental-pía de reacción para un proceso a presión constante) es aditivo, es decir:∆Hreaccion = Σ∆Hetapas

MATERIALES: Balanza, vasos de precipitados, termómetro, aguadestilada, NaOH y HCl, ambos para uso doméstico.

PROCEDIMIENTO:

1. Entalpía de disolución del NaOH: Se toma un volumen de200 mL de agua destilada y se mide su temperatura. Se disuelveuna masa de 4 g de NaOH (lo que equivale a 0,1 moles de dichasustancia). Se mide la temperatura de equilibrio y se calcula lavariación de entalpía del proceso a partir de los datos que figuranen la siguiente tabla: Calor ganado por la disolución:

Valores medidos

Masa del vaso (g) 108,4Masa de agua (g) 200,5Masa NaOH (g) 4

Temperatura inicial (ºC) 26,5Temperatura de equilibrio (ºC) 31,1

Cuadro 1.2: Datos disolución NaOH

Q = (magua+mNaOH)·1(te−t0) = 204, 5(31, 1−26, 5) = 940, 7 cal(∗)

Calor ganado por el vaso:

Q2 = mvaso · 0, 2(te− t0) = 108, 4 · 0, 2(31, 1− 26, 5) = 99, 73 cal(∗∗)

Calor total ganado:

Q = Q1 +Q2 = 940, 7 + 99, 73 = 1040, 43 cal

Teniendo en cuenta que una caloría equivale a 4,18 julios, ten-dremos que Q = 4349 J = 4, 349 kJ. Por otra parte, al haberaumentado la temperatura, el proceso es exotérmico, por lo queQ = ∆H = −4, 349 kJ. Por último, teniendo en cuenta que el ca-lor desprendido lo ha sido al disolverse 4 g (0,1 moles) de NaOH,tendremos finalmente que ∆H = −43, 5 kJ/mol.

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2. Entalpía de neutralización de una disolución de NaOH: Sepreparan 100 mL de una disolución de NaOH y 100 mL de otra deHCl, ambas 0,5 M. Se mide la temperatura inicial de ambas (procu-rando que ésta sea la misma) y se mezclan. Medimos la temperaturade equilibrio y realizamos los cálculos con arreglo a los datos de lasiguiente tabla: (***) La disolución de HCl se ha preparado toman-

Valores medidos

Masa del vaso (g) 104,4Volumen disolución NaOH (mL) 100Volumen disolución HCl (mL) (*) 100

Temperatura inicial (ºC) 27,8Temperatura de equilibrio (ºC) 30,8

Cuadro 1.3: Datos neutralización disolución NaOH

do 8,3 mL de un ácido clorhídrico de uso doméstico y diluyéndoloshasta 100 mL. Los cálculos realizados son los siguientes:Calor ganado por la disolución:

Q1 = (m1 +m2) · 1(te − t0) = 200(30, 8− 27, 8) = 600 cal(∗)


Q2 = mvaso · 0, 2(te − t0) = 104, 4 · 0, 2(30, 8− 27, 8) = 62, 6 cal(∗∗)

Calor total ganado:

Q = Q1 +Q2 = 600 + 62, 6 = 662, 6 cal

Teniendo en cuenta que una caloría equivale a 4,18 julios, tendremosque Q = 2770 J = 2, 77 kJ. Por otra parte, al haber aumentado latemperatura, el proceso es exotérmico, por lo que Q = ∆H =−2, 77 kJ. Por último, teniendo en cuenta que el calor desprendidolo ha sido al reaccionar 100 mL de disolución 0,5 M de NaOH (0,05moles) de NaOH, tendremos finalmente que ∆H = −2, 77 · 20 =−55, 4 kJ/mol.

3. Entalpía de neutralización del NaOH sólido: Se toman 200mL de una disolución 0,5 M de HCl, preparada tomando 16,6 mL

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de un ácido clorhídrico de uso doméstico y diluyendo en agua hastael volumen antes mencionado y se mide su temperatura inicial. Sepesan a continuación 4 g de NaOH y se añaden a los 200 mL de HCl0,5 M, midiéndose la temperatura de equilibrio. Los datos obtenidosson los siguientes: A partir de estos datos, se realizan los siguientes

Valores medidos

Masa del vaso (g) 104,4Masa de NaOH (g) 4

Volumen disolución HCl (mL) (*) 200Temperatura inicial (ºC) 27,5

Temperatura de equilibrio (ºC) 38,1

Cuadro 1.4: Datos neutralización NaOH sólido

cálculos:Calor ganado por la disolución:

Q1 = (mHCl+mNaOH)·1(te−t0) = (200+4)(38, 1−27, 5) = 2162, 4 cal(∗)


Q2 = mvaso · 0, 2(te− t0) = 104, 4 · 0, 2(38, 1− 27, 5) = 221, 3 cal(∗∗)

Calor total ganado:

Q = Q1 +Q2 = 2162, 4 + 221, 3 = 2383, 7 cal

Teniendo en cuenta que una caloría equivale a 4,18 julios, tendremosque Q = J = 9963, 9 kJ. Por otra parte, al haber aumentado la tem-peratura, el proceso es exotérmico, por lo que Q = ∆H = −9, 96 kJ.Por último, teniendo en cuenta que el calor desprendido lo ha si-do al reaccionar 4 g de NaOH (0,1 moles) de NaOH, tendremosfinalmente que ∆H = −9, 96 · 10 = −99, 6 kJ/mol.

Vamos ahora a contrastar los valores obtenidos con los valores teóricosque pueden calcularse a partir de la siguiente tabla:

a) Disolución del NaOH:

∆H1 = ∆H0fNa

+(aq) + ∆H0fOH−(aq)−∆H0

fNaOH (s)

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Especie química ∆H0f (kJ/mol)

NaOH (s) -426,7Na+(aq) -239,7OH−(aq) -230H+(aq) 0H2O (l) -285,8

Cuadro 1.5: Entalpías estándar de formación

∆H1 = −239, 7− 230− (−426, 7) = −43 kJ/mol

b) Neutralización de la disolución de NaOH:

∆H2 = ∆H0f H2O (l)−∆H0

f H+ (aq)−∆H0

fOH− (aq)

∆H2 = 285, 8− 0− (−230) = −55, 8 kJ/mol

c) Neutralización del NaOH sólido:

∆H3 = ∆H0fH2O (l) + ∆H0

f Na+ −∆H0

fNaOH (s)−∆H0f H

+

∆H3 = −285, 8− 239, 7− (−426, 7)− 0 = −98, 8 kJ/mol

(*) Suponemos que el calor específico de las disoluciones de NaOHy de HCl tiene el valor correspondiente al del agua (1 cal/g·ºC), al seraquellas bastante diluidas.

(**) El calor específico del vidrio, tomado de la bibliografía, es de 0,2cal/g·ºC

Reacción ∆H teórica (kJ/mol) ∆H obtenida (kJ/mol)

Disolución de NaOH (s) -43 -43,5Neutralización NaOH (aq) -55,8 -55,4Neutralización NaOH (s) -98,8 -99,6

Cuadro 1.6: Comparación de datos teóricos y experimentales

Por último, si llamamos ∆H1 a la entalpía de neutralización del NaOH(aq), ∆H2 a la entalpía de disolución del NaOH (s), y ∆H3 a la entalpíade neutralización del NaOH (s), al aplicar la Ley de Hess al siguientediagrama, tendremos:

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Figura 1.43: Ley de Hess

∆H3 = ∆H1 +∆H2

Con lo que, finalmente, podremos poner:

∆H (medida directa) ∆H3 (teórica) ∆H3(medida)

-99,6 -98,8 -99,6

Cuadro 1.7: Ley de Hess

Todos los valores están expresados en kJ/mol

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http://jpcampillo.es/onewebmedia/Termoqu%C3%ADmica%20I.mp4

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Termoqu%C3%ADmica%20II%20%20Entalp%C3%ADa%20de%20%20neutralizaci%C3%B3n%20de%20una%20disoluci%C3%B3n%20de%20NaOH.mp4

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Termoqu%C3%ADmica%20III%20%20Neutralizaci%C3%B3n%20del%20NaOH%20s%C3%B3lido%20y%20Ley%20de%20Hess.mp4


1.25. Complejos con el cobre.

OBJETIVO: Observar como dos disoluciones del mismo ion Cu2+

presentan diferente coloración en función del disolvente utilizado.

FUNDAMENTO TEÓRICO: Una disolución acuosa de sulfatode cobre (II) presenta un color azul mientras que, si esta sal está disueltaen HCl, el color será verde. Esta diferencia de coloración se debe a laformación de dos complejos diferentes para el ion Cu2+: para la disoluciónacuosa, el complejo formado será [Cu(H2O)6]

2+, de color azul, mientrasque para la disolución en HCl, el complejo será [Cu(Cl)4]

2−, cuyo color esamarillo. El color verde la la disolución puede ser atribuido a la mezclade los dos colores, azul, para el complejo con agua, y amarillo para elcomplejo con Cl−.

Figura 1.44: Complejos del Cu2+con Cl− y con H2O

Aparte del color característico de las dos disoluciones antes indicadas,el ensayo a la llama dará lugar a un color azul-verdoso para la disoluciónen HCl, mientras que, para la disolución acuosa, el color será verde.

MATERIALES: Cápsulas de porcelana, tubos de ensayo, sulfatode cobre pentahidratado, disolución concentrada de HCl, metanol y aguadestilada.

PROCEDIMIENTO: Se toman dos muestras de CuSO4 · 5H2O.Una de ellas se disuelve en agua y a la otra se le añaden unas gotasde disolución concentrada de HCl, añadiendo posteriormente agua hastadisolver. Podremos apreciar la diferencia de color de las dos disoluciones:azul la primera de ellas, y verde la segunda.

Añadimos a cada una de las disoluciones unos mililitros de metanole impregnamos con ambas disoluciones sendos trozos de algodón, quecolocaremos en una cápsula de porcelana cada uno de ellos.

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Figura 1.45: Ensayos a la llama de las dos disoluciones de Cu¨2+

Encendemos a continuación cada uno de los trozos de algodón y ob-servamos la diferente coloración de la llama en ambos casos.

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http://jpcampillo.es/onewebmedia/Complejos%20con%20Cu%20(II).mp4


1.26. Conductividad y enlace químico.

OBJETIVO: Comprobar de qué forma afecta a la conductividad delagua destilada la disolución en ella de sustancias de carácter tanto iónicocomo covalente, así como observar la variación de la conductividad endisoluciones de sal de diversas concentraciones.

FUNDAMENTO TEÓRICO: Cuando se introducen en una diso-lución dos electrodos y entre ellos se establece una diferencia de potencial,la disolución ejercerá una oposición a que la corriente eléctrica circule através de ella. Dicha oposición se conoce con el nombre de resistencia .De forma inversa, podemos decir que la disolución posee una propiedadrelacionada con la tendencia a que la corriente eléctrica fluya a través deella. Dicha propiedad se conoce como conductividad y puede afirmarseque existe una relación inversa entre ambas propiedades.

La conductividad de una disolución está asociada a la presencia decargas eléctricas en aquella. De esta forma, una sustancia covalente, comoel agua, que se encuentra muy débilmente disociada en iones, presentauna resistencia muy alta al paso de la corriente eléctrica o, en otraspalabras, una conductividad muy baja Al disolver en agua una sustancia

Figura 1.46: Conductividad para disoluciones 0,0025 M (i) y 0,05 M (d)

iónica, como puede ser el cloruro sódico, ésta se disocia en iones, de la

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forma:NaCl −→ Na+ + Cl−

Con lo que en la disolución aparecen cargas eléctricas en forma de ionesy, en consecuencia, la conductividad de la disolución se hace mayor.

En las imágenes anteriores puede verse cómo varía la conductividadpara dos disoluciones de NaCl de concentraciones diferentes. Como po-dremos ver posteriormente, la conductividad aumenta rápidamente alprincipio al aumentar la concentración pero, al llegar a determinadosvalores, los valores de la conductividad se estabilizan.

Supongamos ahora que se disuelve en agua una sustancia covalente,como puede ser el etanol, CH3 − CH2OH, o el azúcar (sacarosa, C12H22O11).Ambas sustancias presentan carácter covalente polar y se disuelven enagua mediante la formación de enlaces por puente de hidrógeno, comopuede verse , para la sacarosa, en las siguientes imágenes:

Figura 1.47: Disolución de la sacarosa en agua

Determinadas sustancias que poseen enlaces covalentes aumentan, sinembargo, la conductividad del agua destilada al ser disueltos en ella. Setrata de sustancias que presentan un cierto carácter ácido o básico, como

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pueden ser el ácido acético y el amoniaco, que nosotros hemos empleadoen forma de vinagre y de amoniaco para limpieza doméstica.

Estas sustancias reaccionan con el agua de la siguiente forma:

CH3 − COOH+H2O −→ H3 − COO− +H3O+

NH3 +H2O −→ NH+4 + OH−

En la primera de las reacciones, el agua actúa como una base, aceptandoprotones del ácido acético, mientras que en la segunda, lo hace como unácido, al ceder protones al amoniaco.

La concentración de los iones en cada uno de los casos (y, por tanto,la conductividad de la disolución obtenida) dependerá de las respectivasconstantes de equilibrio, así como la concentración inicial de cada una delas disoluciones de ácido o base que se hayan preparado:

Ka =[CH3 − COO−][H3O

+]

[CH3 − COOH]y Kb =

[NH+4 ][OH−]

[NH3]

MATERIALES: Vasos de precipitados, conductímetro, agua desti-lada, NaCl, vinagre, alcohol de 96º, amoniaco para uso doméstico, azúcar.

PROCEDIMIENTO:

1. Variación de la conductividad de disoluciones de compues-tos iónicos y covalentes con respecto a la del agua destila-da: Se mide la conductividad de un determinado volumen de aguadestilada, que resulta ser de menos de 20 µS/cm. A continuaciónse preparan tres disoluciones, una de ellas de un compuesto iónico(NaCl) y las otra de compuestos covalentes (azúcar,C12H22O11, yalcohol de 96º, CH3 − CH2OH). Se mide la conductividad en cadauno de los casos, observándose que la disolución de sal presentauna conductividad muy superior a la del agua destilada, mientrasque las respectivas conductividades de las disoluciones de azúcary alcohol no presentan gran variación con respecto a la del aguadestilada.

2. Variación de la conductividad de una disolución con la con-centración: Se preparan disoluciones de sal en agua de diversasconcentraciones y se mide la conductividad de cada una de ellas.Con los valores obtenidos, se genera la siguiente tabla:

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Concentración (mol·L−1) Conductividad (µS·cm−1)

0,0025 4400,005 7400,006 8200,01 1190

0,0125 14500,025 17200,25 17700,5 1770

Estos valores pueden ser representados en el siguiente gráfico:

Figura 1.48: Conductividad frente a concentración

3. Variación de la conductividad de un agua potable con res-pecto a la del agua destilada: Se toman dos muestras de agua,una de ellas de agua destilada y la otra de agua potable. Se mide laconductividad de cada una, comprobándose que la del agua potablees bastante superior a la del agua destilada, lo que se explica porla presencia de sales disueltas en el agua potable.

4. Conductividad de disoluciones de sustancias con carácterácido o básico: Se preparan dos disoluciones de una sustancia decarácter básico, en nuestro caso, amoniaco de uso doméstico, y deuna de carácter ácido (vinagre), respectivamente. A pesar de quese trata de dos sustancias de carácter covalente, lo que , en prin-cipio, no debería afectar demasiado a la conductividad del agua,

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sus respectivos caracteres básico y ácido hacen que ambas sustan-cias reaccionen con el agua, dando lugar a la formación de ionesque producen un incremento de la conductividad de las respectivasdisoluciones con relación a la del agua destilada.

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http://jpcampillo.es/onewebmedia/Conductividad%20y%20enlace%20qu%C3%ADmico.mp4


1.27. ¿Arde la materia al añadirle agua?

OBJETIVO: Nuestro objetivo es comprobar que al añadirle unasgotas de agua a una mezcla de cloruro de bario, nitrato amónico y zincen polvo, éstas reaccionaran entre si desprendiendo una gran llama azulturquesa.

FUNDAMENTO TEÓRICO: Existen determinadas sustanciasque al mezclarlas no reaccionan aunque estén muy pulverizadas. Si aña-dimos unas gotas de agua a la mezcla, estas catalizan la reacción y seproduce, formándose un "fuego" de color azul. Las reacciones que tienenlugar son:

BaCl2 → Ba2+ + 2Cl− (disociación)

el ion Cl− actúa como catalizador en la descomposición:

NH4NO3 → N2O+ 2H2O

La reacción global es:

Zn (sólido) +NH4NO3 (sólido) → N2 (gas) + ZnO (sólido) + 2H2O (gas)

MATERIALES: Mortero (donde trituraremos BaCl2 y NH4NO3 ),Zn en polvo, cápsula de porcelana, cuentagotas de agua.

Figura 1.49: Combustión al añadir agua

PROCEDIMIENTO: Trituramos en el mortero, conjuntamente 2gde NH4NO3 y 0,5g de BaCl2 Ambos productos se mezclan bien pulveri-zados con el zinc en polvo en una cápsula de porcelana. A continuación,

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añadiremos una gota de agua destilada a la mezcla y casi inmediatamenteaparecerán burbujas, comenzará un silbido, aparecerá humo, e instantá-neamente comenzará a arder con una llama de color verde azulado. (co-locarse guantes, proteger la vista y realizar la experiencia al aire libre)AVISO : No guardar la mezcla ya hecha, puesto que la sola humedad delaire puede provocar su ignición. Usar toda la mezcla.

EXPLICACIÓN: El agua constituye el medio acuoso necesario parala reacción química de las sustancias de la mezcla. Reaccionan violenta-mente al tratarse de una fuerte reacción de oxidación del zinc por partede los nitratos de amonio y de bario. Estos nitratos se caracterizan por sufacilidad para descomponerse y provocar reacciones rápidas de oxidación.

OTRA VERSIÓN: Se consigue la misma reacción mezclando 2g denitrato amónico, 0,5g de cloruro amónico y 0,25g de nitrato de bario enun mortero y una ves puesta esta mezcla en una cápsula de porcelana sele añade 2g de zinc en polvo.

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1.28. Rea ión del magnesio on el agua.

OBJETIVO: Observar la distinta velo idad de rea ión del magne-

sio on agua según ésta se en uentre en estado líquido o gaseoso.

FUNDAMENTO TEÓRICO: El magnesio rea iona on el agua

formando óxido de magnesio e hidrógeno, de a uerdo a la siguiente e ua-

ión quími a:

Mg + H2O → MgO+ H2

Si ponemos una ierta antidad de inta de magnesio en onta to on

agua fría, observaremos que la rea ión anterior se produ e de una for-

ma muy lenta, mientras que en agua a alta temperatura, tiene lugar on

mayor rapidez. En ualquiera de los asos, el desprendimiento de hidró-

geno es prá ti amente imper eptible. Para omprobar la extensión en

que se produ e la rea ión, añadimos al vaso que ontenga el magnesio

y el agua, unas gotas de disolu ión de fenolftaleína, ya que el óxido de

magnesio formado rea iona on el agua para dar hidróxido de magnesio,

según el pro eso:

MgO+ H2O → Mg(OH)2

Dado que la fenolftaleína presenta una olora ión rosada en medio al a-

lino, la presen ia o ausen ia de esta olora ión nos indi a si la rea ión

ha tenido lugar o no, Para el agua fría, se podrá ver al abo de un ierto

tiempo una tonalidad rosada alrededor de ada trozo de magnesio. Esta

tonalidad se debe a la forma ión del hidróxido de magnesio en una región

muy próxima al metal.

Figura 1.55: Rea ión del magnesio on agua fría

Para el agua aliente, la tonalidad rosada se extiende a todo el volu-

men de agua, siendo bastante mayor la intensidad de aquella tonalidad.

82


Comprobamos así que la velo idad de la rea ión aumenta on la tempe-

ratura.

Figura 1.56: Rea ión del Mg on agua fría (i) y aliente (d)

En el aso del vapor de agua, la rea ión se produ e on mayor intensi-

dad, sobre todo si se ha en endido previamente la inta de magnesio. En

este aso es muy notable la produ ión de hidrógeno.

Figura 1.57: Desprendimiento de hidrógeno

MATERIALES: vasos de pre ipitados, pla a alefa tora, ubeta on

agua, matraz kitasato, tapón de goma, tubo de sili ona, tubo de ensayo,

inta de magnesio, agua, indi ador universal y disolu ión de fenolftaleína.

PROCEDIMIENTO: en dos vasos de pre ipitados onteniendo agua,

ponemos una pequeña antidad de inta de magnesio y alentamos uno

de ellos hasta ebulli ión del agua. Añadimos ahora a ada vaso unas gotas

de fenolftaleína y observamos la diferente olora ión del agua al abo de

un ierto tiempo.

Para la rea ión del magnesio on vapor de agua, ponemos un ierto

volumen de ésta en un matraz kitasato. De éste sale un tubo de sili ona

83


que se introdu e en un tubo de ensayo lleno de agua, que se ha olo ado

invertido sobre una ubeta que ontiene agua. En la parte inferior de un

tapón olgamos un trozo de inta de magnesio. Colo amos el kitasato

sobre la pla a alefa tora y, uando el agua omienza a hervir, en ende-

mos la inta de magnesio que hemos olo ado en el tapón, y tapamos on

él el matraz. Observaremos el desprendimiento de un gas, a ompañado

de un humo blan o, debido a partí ulas del óxido de magnesio forma-

do. Si a er amos una llama a las burbujas de este gas, observaremos la

forma ión de pequeñas explosiones, a ompañadas de hasquidos, lo que

on�rma que el gas obtenido es hidrógeno.

El óxido de magnesio formado ae sobre el agua y se disuelve en ella,

formando hidróxido de magnesio. La disolu ión tendrá un pH bási o,

omo se puede omprobar añadiendo unas gotas de indi ador universal

a la di ha disolu ión, y observando el olor azulado que adquiere ésta.

84

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Magnesio.mp4


1.29. Reacción entre el aluminio y el iodo.

OBJETIVO: Comprobar la acción de un catalizador, en nuestrocaso, el agua, sobre la velocidad de una reacción.

FUNDAMENTO TEÓRICO: El aluminio se combina con el iodopara producir ioduro de aluminio, según la reacción:

2Al + 3 I2 → 2AlI3

Esta reacción puede ser acelerada añadiendo a una mezcla de iodo pulve-rizado y polvo de aluminio unas gotas de agua. Como es sabido, el estadode los reactivos influye en la velocidad de reacción, por lo que al estarfinamente pulverizados tanto el iodo como el aluminio, aumenta el áreade contacto entre ambos y, por consiguiente, la velocidad antes mencio-nada. El agua actúa como un catalizador, de forma que se disminuye laenergía de activación, tal y como puede verse en la siguiente imagen:

En consecuencia, se produce un aumento notable de dicha velocidad.Al tratarse de una reacción muy exotérmica, el calor generado producela aparición de llamas.

MATERIALES: Balanza, vidrios de reloj, mortero, cápsula de por-celana, aluminio en polvo, iodo y agua.

PROCEDIMIENTO: Se pulverizan en el mortero 2 g de iodo yse mezclan con 0,3 g de aluminio en polvo hasta conseguir un aspectohomogéneo. Se añaden unas gotas de agua, observándose que, al cabo deunos segundos, empiezan a aparecer vapores de color violeta, procedentesdel iodo que ha comenzado a sublimar. De forma inmediata, aparecen

85


junto con estos vapores, unos humos muy densos de color marrón, debidosa la presencia de pequeñas partículas de ioduro de aluminio.

Figura 1.50: Reacción Al - I2

La mancha de color marrón que puede verse en la parte inferior de lacápsula de porcelana de la imagen anterior se debe al ioduro de aluminiodepositado.Si bien. este compuesto es de color blanco, el color marrónobservado puede deberse a la presencia de impurezas..

Figura 1.51: Vapores de iodo y humos de AlI3

En la imagen anterior puede apreciarse la mezcla de los vapores deiodo, de color violeta, y las nubes de ioduro de aluminio, de color marrón.

86

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Reacci%C3%B3n%20Al-I2.mp4


1.30. Reacción entre el zinc y el azufre.

OBJETIVO: Comprobar que una reacción puede ser iniciada me-diante un aporte de energía y mantenerse posteriormente gracias al ca-rácter exotérmico de los procesos que tienen lugar.

FUNDAMENTO TEÓRICO: El zinc se combina con el azufresegún la reacción:

Zn + S → ZnS

Además de esta reacción, pueden tener lugar las siguientes:

S +O2 → SO2

2Zn+O2 → 2ZnO

Para iniciar este conjunto de reacciones podemos tocar la mezcla dezinc y azufre con un alambre al rojo o acercarle una fuente de calor. Laenergía necesaria para iniciar la reacción es la denominada energía deactivación, Ea, que podemos ver en la siguiente imagen:

La reacción se inicia rápidamente con la formación de una densa co-lumna de humo que contiene pequeñas partículas de óxido y sulfuro dezinc.

MATERIALES: Balanza, vidrios de reloj, placa metálica, fuente decalor (en nuestro caso, hemos utilizado un soplete de cocina), azufre yzinc, ambos en polvo.

PROCEDIMIENTO: Se pesan 6 g de polvo de zinc, 1 g de azufreen polvo y se mezclan de forma homogénea. Se coloca dicha mezcla sobreuna placa metálica (o sobre una superficie refractaria) y se acerca la llamadel soplete. La reacción se inicia con una llamarada y la formación de una

87


densa columna de humo. Puede apreciarse, además, el olor característicodel dióxido de azufre.

Figura 1.52: Reacción del zinc y el azufre

Una vez concluida la reacción, podemos observar un residuo formadopor el ZnO y el ZnS que se han producido. Ambos tiene color blanco, sibien el ZnO caliente presenta un color amarillo.

Figura 1.53: Residuo de las reacciones

88

http://jpcampillo.es/onewebmedia/ZnS.mp4


1.31. Obtención de cobre metálico por re-ducción del óxido cúprico con zinc me-tálico.

OBJETIVO: Comprobar como, una vez iniciada, la reacción entre elóxido cúprico y el zinc metálico, transcurre sin necesidad de otro aportede energía.

FUNDAMENTO TEÓRICO: El óxido de cobre (II) es reducidoa cobre por el zinc metálico según la reacción:

CuO + Zn→Cu + ZnO

Se trata de una reacción exotérmica que precisa ser iniciada, en nuestrocaso, por aplicación de una llama. Una vez iniciada, la reacción transcu-rrirá por sí misma, sin necesidad de otro aporte de energía.

Como se ha visto en la reacción anterior, además de cobre se obtie-ne óxido de zinc, de color amarillo a elevada temperatura, y blanco atemperatura inferior.

Figura 1.54: Evolución con la temperatura

Para separar el cobre del óxido de zinc (y del óxido de cobre quepueda haber quedado sin reaccionar), se trata el residuo obtenido conHCl 2 M. El cobre metálico no se disuelve, mientras que si lo hacen losóxidos de cobre y zinc.

MATERIALES: balanza, cápsula de porcelana, superficie refracta-ria (p. ej. un trozo de azulejo), soplete de cocina, óxido cúprico, polvo dezinc, ácido clorhídrico, papel de filtro, embudo, espátula, matraz erlen-meyer, vidrio de reloj.

89


PROCEDIMIENTO: Se pesa una determinada cantidad de óxidocúprico y se le añade una segunda cantidad de polvo de zinc, suficientepara que este reactivo se encuentre en exceso ( en nuestro caso, hemostomado 2 y 2,1 g, respectivamente). Se mezclan de forma homogénea yse extiende dicha mezcla de forma rectilínea a lo largo de unos 5-6 cm.Se acerca a la mezcla la llama de un soplete de cocina, observándoseque, al poco tiempo, la mezcla comienza a arder con una llama brillanteblanco/verdosa.

Figura 1.55: Propagación de la llama

Para recoger el cobre formado, añadimos la cantidad suficiente de di-solución 2 M de HCl para disolver el exceso de zinc, el óxido de zincformado, así como el óxido cúprico que pudiera haber quedado sin reac-cionar. Filtramos y, tras secar el filtrado, recogemos el cobre.

Figura 1.56: Cobre obtenido de la reacción

90

http://jpcampillo.es/onewebmedia/%C3%93xido%20c%C3%BAprico.mp4


1.32. Una reacción exotérmica: Zn + Cu2+.

OBJETIVO: Comprobar la espontaneidad y el carácter exotérmicode la reacción entre Zn metálico y una disolución de CuSO4.

FUNDAMENTO TEÓRICO: Las reacciones de ionización del Cuy del Zn y sus respectivos potenciales normales son:

Cu− 2e− → Cu2+ E0Cu/Cu2+ = −0, 36 V

Zn− 2e− → Zn2+ E0Zn/Zn2+ = 0, 74 V

Por lo que el potencial para la reacción: Cu2+ + Zn → Cu + Zn2+

será: E0 = 0, 74− (−0,36) = 1, 10 V .Teniendo en cuenta, además, la relación entre el potencial normal de

la reacción y la energía libre de Gibbs, ∆G = −nFE0, veremos que aun potencial positivo le corresponde un valor negativo de ∆G,lo que setraduce en una espontaneidad de la reacción. La energía libre de Gibbspara la reacción será, sustituyendo valores, ∆G0 = −,2 · 96475 · 1, 1 =−212, 25 kJAsí pues, al mezclar una disolución de sulfato de cobre (II)con zinc metálico, tendrá lugar la reducción del ion Cu2+ a Cu metálicoy la oxidación del Zn a Zn2+.

Figura 1.57: Sulfato de cobre, zinc y cobre metálico

Si consideramos la relación ∆G = ∆H − T∆S, despejando, obten-dremos que ∆H = ∆G + T∆S. Suponiendo una temperatura de 298 Ky tomando el valor de ∆S de la reacción, de los siguientes valores:

Zn → Zn2+ ∆S0 = −25, 7− 9, 95 = −35, 65 cal/K

Cu2+ → Cu ∆S0 = 7, 97− (−26, 5) = 34, 47 cal/K

91


Tendremos que, para la reacción global, ∆S0 = −35, 65 + 34, 47 =−1, 18 cal/K = -4,93 J/K. La variación de entalpía para la reacción será,pues:

∆H0 = −212, 25 + 298(−4, 93 · 10−3) = −213, 72 kJ

Este valor negativo de ∆H0 nos indica que la reacción es exotérmica.

MATERIALES: Matraz erlenmeyer de 100 mL, vaso de precipi-tados de 1 L, agitador magnético, termómetro, balanza, gomaespuma,tapón de silicona horadado, tubo de vidrio, sulfato de cobre (II) penta-hidratado, polvo de Zn, y agua

PROCEDIMIENTO: En un matraz erlenmeyer que contiene unvolumen aproximado de 100 mL de agua se disuelven 2,5 g de CuSO4·5H2O. Se añade 1,3 g de Zn, con el fin de que este reactivo se encuentreen exceso. y un imán recubierto de teflón, tapándose a continuación elmatraz con un tapón horadado, por el que se introduce un termómetro.En nuestro caso, hemos utilizado un termómetro digital que aprecia hastalas décimas de grado. Se rodea el matraz de una capa de gomaespuma,con el fin de minimizar las pérdidas de calor y se introduce el conjuntoen un vaso de precipitados. Se mide la temperatura inicial del sistema yse coloca sobre el agitador magnético, poniendo éste en funcionamiento.Observaremos que la temperatura va aumentando hasta estabilizarse enun valor determinado. En este momento, se detiene el agitador.

CÁLCULOS: Los datos de nuestro experimento han sido los siguien-tes:

Masa de agua y reactivos: 96,2 g

Masa del erlenmeyer: 91 g

Temperatura inicial: 26,8º C

Temperatura final: 30,9º C

Tomando el calor específico del agua y de los reactivos que contiene como1 cal/g·ºC y 0,2 cal/g·ºC para el calor específico del vidrio, podremosponer:

Q = 96, 2·1 (30,9 - 26,8) + 91·0,2 (30,9 - 26,8) =469 cal = 1960,6 J

Por lo que ∆H0 = −1960, 6 J , ya que la reacción es exotérmica.

92


Para un mol de sulfato de cobre, el calor desprendido será:

∆H = −1969, 6249, 7

2, 5= −196723 J ≃ 196, 7 kJ

Lo que nos da un error cercano al 8 % en la medida del calor dereacción.

93

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Una%20reacci%C3%B3n%20exot%C3%A9rmica.mp4


1.33. Aluminotermia.

OBJETIVO: Comprobar, al igual que en el apartado anterior Reac-

ción entre el zinc y el azufre , que una reacción puede ser iniciadamediante un aporte de energía y mantenerse posteriormente gracias alcarácter exotérmico de los procesos que tienen lugar.

FUNDAMENTO TEÓRICO: La aluminotermia es un procesode reducción de óxidos metálicos con aluminio. En nuestro caso, vamos arealizar la aluminotermia del hierro, produciéndose la siguiente reacción:

2Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2Fe

Figura 1.58: Aluminotermia del hierro

De los valores de de la siguiente tabla:

Elemento/Compuesto S0( J· K−1· mol−1) ∆H0 (kJ· mol−1)

Al 28,30 0Fe 27,28 0

Al2O3 50,92 -1675,70Fe2O3 87,40 .824,20

Puede deducirse que la reacción a temperatura ambiente es exotér-mica (∆ H0 = .1675,70 - (-824,20) = -851,15 kJ) y espontánea (∆ G0

= -1675,70 - (-824,20) - 298(2·27,28 + 50,92 - 2·87,40- 28,30)/1000 =-822,40 kJ), si bien la reacción no se produce apreciablemente a dicha

94


temperatura. Para iniciarla, es necesario un aporte de energía a los reac-tivos, equivalente a la energía de activación. Una vez alcanzado dichovalor, la reacción se produce con un elevado desprendimiento de energía,lo que da lugar a la formación de una llamarada y la emisión de chispas.

MATERIALES: Balanza, cápsulas de porcelana, recipiente refrac-tario, arena, fuente de calor (en nuestro caso, hemos utilizado un sopletede cocina), imán, aluminio en polvo, óxido de hierro (III) y cinta demagnesio.

PROCEDIMIENTO: Llenamos un recipiente refractario con arenay excavamos en ella un pequeño hueco. Preparamos una mezcla aproxi-madamente estequiométrica de aluminio en polvo y óxido férrico y lacolocamos en el hueco antes mencionado. Colocamos a continuación untrozo de cinta de magnesio de unos 5 cm, aproximadamente. Con un so-plete, encendemos la cinta de magnesio, observando que cuando la llamallegue a la mezcla de aluminio y óxido férrico, se produce una llamaraday la emisión de gran cantidad de chispas. La temperatura que se alcanzaes muy elevada, de forma que debemos esperar unos minutos a que losproductos de reacción se enfríen. Una forma de verificar la obtención de

Figura 1.59: Hierro metálico obtenido en la reacción

hierro es mediante la utilización de un imán, comprobándose que ésteatrae a los bloques metálicos que se han producido en la reacción.

95

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Aluminotermia.mp4


1.34. Reacción del etanol con oxígeno.

OBJETIVO: Comprobar que una reacción espontánea pero suma-mente lenta a temperatura ambiente, puede convertirse en explosiva alproducir un arco eléctrico sobre una mezcla de aire y vapor de etanol.

FUNDAMENTO TEÓRICO: El etanol reacciona con el oxígenosegún el proceso:

CH3 − CH2OH+ 3O2 → 2CO2 + 3H2O

Esta reacción es exotérmica y espontánea a temperatura ambiente, comose deduce de los valores de ∆H0 =-1366,82 kJ y ∆S0 = −139, 81J/K ,que dan lugar a un valor de ∆G0= -1325,4 kJ.

Esta reacción puede ser acelerada, de forma que se convierta en ex-plosiva si hacemos saltar un arco eléctrico dentro de un recipiente quecontenga una mezcla de vapor de etanol y aire. la energía aportada porel arco eléctrico suministra la energía de activación necesaria para que lareacción tenga lugar.

Figura 1.60: Reacción etanol-aire

MATERIALES: Alcohol de uso doméstico, botella de plástico contapón de corcho o silicona, soporte, pinza y nuez, alfileres, cables deconexión, pinzas de cocodrilo y encendedor piezoeléctrico.

PROCEDIMIENTO: Se modifica un encendedor piezoeléctrico decocina sustituyendo la boquilla por dos cables terminados cada uno deellos en pinzas de cocodrilo. Se perfora una botella de plástico con dosalfileres. Se conecta cada uno de los cables a un alfiler y se ajusta laposición de los mismos de forma que al hacer funcionar el encendedor, seproduzca una chispa entre los extremos de ambos alfileres

96


Figura 1.61: Material utilizado en la reacción etanol-oxígeno

A continuación, se añaden al recipiente unas gotas de etanol, se cierracon el tapón y se agita hasta que el alcohol se vaporice. Se dispara elencendedor, observándose que en el interior de la botella se produce unallamarada, saliendo despedido el tapón con un estallido..

Figura 1.62: Arco eléctrico

97

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Alcohol.mp4


1.35. Catálisis y omplejo a tivado.

OBJETIVO: Observar el fenómeno de la atálisis de una rea ión y

la forma ión de un omplejo a tivado que puede ser identi� ado por un

ambio de olor.

FUNDAMENTO TEÓRICO: El peróxido de hidrógeno oxida al

tartrato sódi o-potási o según la rea ión, en forma ióni a:

C4H4O2−6 + 5H2O2�4CO2 + 6H2O+ 2OH−

La rea ión, muy lenta a temperatura ambiente, se a elera a una

temperatura de unos 70-80º C y utilizando CoCl2 omo atalizador.

El ion Co

2+forma on el ion tartrato un omplejo a tivado de olor

verde. Con el trans urso de la rea ión se regenera el ion Co

2+y el olor

de la disolu ión vuelve al rosado ini ial.

Podemos aislar el omplejo a tivado por un periodo relativamente lar-

go si una muestra del mismo, olo ada en un tubo de ensayo, se introdu e

en un re ipiente on hielo.

Figura 1.71: Forma ión del omplejo a tivado

MATERIAL: Vasos de pre ipitados, pla a alefa tora, tubo de en-

sayo, loruro de obalto (II), tartrato sódi o-potási o, y H2O2 de 20 vo-

lúmenes.

PROCEDIMIENTO: Preparamos una disolu ión de 0,2 g de CoCl2

en 5 mL de agua destilada. Disolvemos 5 g de tartrato sódi o-potási o en

98


agua hasta un volumen de 60 mL Añadimos a esta disolu ión 20 mL de

H2O2 de 20 volúmenes y alentamos hasta una temperatura de unos 70-

80º C. Añadimos a ontinua ión el CoCl2, on lo que la disolu ión toma

un olor rosado. Observaremos que di ho olor de la disolu ión ambia

rápidamente a verde, a la vez que se produ e un notable desprendimiento

de CO2. Tras algunos segundos, esa el desprendimiento de CO2 y el olor

de la disolu ión vuelve al rosa ini ial.

Con un uentagotas podemos tomar una muestra de la disolu ión

uando esta muestra el olor verde e introdu irla en un tubo de ensayo,

que pondremos en un vasos de pre ipitados onteniendo hielo pi ado, lo

que nos permitirá mantener durante algún tiempo el omplejo a tivado.

Cuando alentemos este tubo, observaremos que el olor verde pasa de

nuevo a rosa, lo que nos demuestra que el Co

3+ha pasado a Co

2+, on

lo que se regenera el atalizador.

99

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Catalizador.mp4


1.36. Cinéti a quími a: Una rea ión reloj.

OBJETIVO: Comprobar que una rea ión quími a puede produ irse

en más de una etapa, siendo la etapa lenta la determinante de la velo idad

de rea ión.

FUNDAMENTO TEÓRICO: Para produ ir la rea ión, ne esita-

mos KHSO

3

. En el laboratorio, disponemos de K

2

S

2

O

5

, del que se obtiene

el hidrogenosul�to de potasio según la rea ión:

K2S2O5 +H2O → 2 KHSO3

rea ión muy desplazada ha ia la dere ha.

Aunque existe un me anismo relativamente omplejo para expli ar la

rea ión, podemos, de forma muy simpli� ada, suponer que ésta puede

ser representada por las siguientes etapas:

IO−

3 + 3 HSO−

3 → I−+3 SO2−4 + 3 H+ (etapa lenta)

5 I− + IO−

3 + 6 H+ → 3 I2 + 3 H2O (etapa rapida)

El iodo obtenido en la segunda etapa forma on el almidón un omple-

jo de olor azul muy os uro, asi negro, que se produ e de forma asi

instantánea uando se ha onsumido el HSO

�

3

MATERIAL:Balanza, matra es aforados, pipetas, vasos de pre ipi-

tados, KIO

3

, K

2

S

2

O

5

, almidón, agua destilada y ronómetro.

(a) Antes del ini io (b) Cuatro segundos después

Figura 1.72: Rea ión reloj

PROCEDIMIENTO: Se preparan dos disolu iones 0,05 M de KIO

3

y KHSO

3

, la segunda de ellas a partir del K

2

S

2

O

5

. Teniendo en uenta

100


que un mol de K

2

S

2

O

5

(P.m, 222, aproximadamente) produ e 2 moles

de KHSO

3

(P.m. 120), la masa m de K

2

S

2

O

5

ne esaria para obtener una

masa m

′de KHSO

3

vendrá dada por la rela ión:

m = m′222

2 · 120

A la disolu ión de hidrogenosul�to de potasio se le añade almidón

soluble hasta una on entra ión aproximada de 0,6 g/L. Una vez prepa-

radas ambas disolu iones, se pone en un vaso de pre ipitados un volumen

de 25 mL de la disolu ión 0,05 M de KHSO

3

y se añade un volumen igual

de la disolu ión de KIO3. Se pone en mar ha el ronómetro y se detiene

uando el ontenido del vaso de pre ipitados tome el olor ara terísti o

del omplejo iodo-almidón.

Podemos observar la in�uen ia de la on entra ión de iodato e hidro-

genosul�to en la velo idad de la rea ión variando la on entra ión de

ada una de las espe ies rea ionantes y observando el tiempo ne esa-

rio para la forma ión del omplejo antes indi ado. De la misma forma,

podemos omprobar ómo una varia ión de la temperatura in�uye en

el tiempo ne esario para que se forme el omplejo y, por tanto, en la

velo idad de la rea ión.

101

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Qu%C3%ADmica%20y%20color.mp4


1.37. Negro mas in oloro ...½violeta!

OBJETIVO: Haremos uso aquí de la rea ión reloj des rita en el

apartado anterior y, utilizando un indi ador á ido-base, observaremos el

ambio de olor de negro a violeta, sin más que añadir una disolu ión de

una base.

FUNDAMENTO TEÓRICO: Basándonos en la rea ión reloj i-

tada anteriormente, y aprove hando el medio á ido en que se produ e

di ha rea ión, veremos que al añadir disolu ión de hidróxido sódi o a

un vaso de pre ipitados en el que ha tenido lugar la rea ión reloj del io-

do, y que ontiene unas gotas de fenolftaleína, el iodo se redu e a ioduro,

según la rea ión:

3 I2 + 6 OH− → 5 I− + IO−

3 + 3 H2O (∗)

lo que lleva onsigo, por una parte, la desapari ión del olor negro ara -

terísti o del omplejo iodo-almidón y por otra, el ambio de olor de la

fenolftaleína, que pasa de in olora (en medio á ido) a violeta ( en medio

al alino)

(a) Medio á ido (b) Medio al alino

Figura 1.73: Oxida ión del iodo a ion iodato

MATERIAL:Balanza, matra es aforados, vasos de pre ipitados, KIO

3

,

K

2

S

2

O

5

, NaOH , almidón, etanol, fenolftaleína y agua destilada.

PROCEDIMIENTO: Se preparan disolu iones 0,05 M de KIO

3

y

de K

2

S

2

O

5

, ésta última onteniendo almidón soluble de forma que la on-

entra ión de éste sea, aproximadamente, de 0,5 g/L. Se introdu e en un

vaso de pre ipitados un volumen de 25 mL de disolu ión de KHSO

3

(ob-

tenido a partir del K

2

S

2

O

5

, tal y omo se des ribe en la se ión anterior),

102


se añaden unas gotas de disolu ión de fenolftaleína al 1% y se adi ionan

25 mL de disolu ión de KIO

3

. Al abo de unos segundos, se produ irá

la oxida ión del ion I

−a I2 y la onsiguiente apari ión del olor azul-

negro, orrespondiente al omplejo iodo-almidón. Al añadir disolu ión de

NaOH, el medio se vuelve al alino, on lo que se produ irá la redu ión

del iodo a ioduro, orrespondiente a la rea ión (*). El olor orrespon-

diente al omplejo desapare e, mientras que la fenolftaleína, in olora en

medio á ido, vira a olor violeta.

Basándonos en lo anterior, podemos utilizar determinados indi ado-

res que presenten olora ión en medio bási o. Siguiendo las indi a iones

del trabajo de C. Durán y Mª Luisa Aguilar �Rea iones en adenadas:

del reloj de iodo al ar o iris quími o�, hemos utilizado los siguientes in-

di adores y mez las de los mismos:

Color Indi ador

Rojo 5 fenolftaleína + 2 p-nitrofenol

Naranja 1 fenolftaleína + 5 p-nitrofenol

Amarillo p-nitrofenol

Verde 2 timolftaleína + 3 p-nitrofenol

Azul timolftaleína

Añil 1 fenolftaleína + 1 timolftaleína

Violeta fenolftaleína

Como resultado, hemos obtenido la gama de olores que puede verse

en la siguiente imagen:

Figura 1.74: El ar o iris quími o

103

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Qu%C3%ADmica%20y%20color.mp4


1.38. Una rea ión ronometrada.

OBJETIVO: Comprobar que la oxida ión del ion ioduro a iodo por

medio del peróxido de hidrógeno responde a una inéti a de primer orden

respe to a estos dos rea tivos.

FUNDAMENTO TEÓRICO: Al igual que en las se iones pre-

edentes, Cinéti a quími a: Una rea ión reloj , y Negro más in-

oloro...½violeta! , el pro edimiento bási o onsiste en la oxida ión del

ion ioduro a iodo pero, a diferen ia del pro edimiento anteriormente uti-

lizado, en el que el ion ioduro se obtiene por redu ión del ion iodato

mediante el ion hidrogenosul�to, en esta rea ión se aporta dire tamente

el ion ioduro, que es oxidado a iodo por medio del peróxido de hidrógeno,

según la rea ión:

2 I− +H2O2 + 2 H+ → I2 + 2H2O

que es de primer orden respe to a I− y H2O2, es de ir, la velo idad vendrá

dada por la expresión v = K[I−][H2O2]A su vez, el iodo formado es redu ido a ion ioduro por el ion tiosulfato,

según la rea ión:

I2 + 2S2O2−3 → 2 I− + S4O

2−6

Cuando se agota el tiosulfato, el iodo mole ular se ombina on el

ion ioduro para formar el omplejo I−3 que, al rea ionar on el almidón,

produ e el ara terísti o olor azul os uro. El tiempo ne esario para la

apari ión de este olor será el que tarde en agotarse el tiosulfato.

MATERIALES: Agua, almidón, á ido a éti o gla ial, a etato de

sodio, ioduro de potasio, tiosulfato de sodio, peróxido de hidrógeno de 110

volúmenes, vasos de pre ipitados, matra es erlenmeyer, pla a alefa tora

y ronómetro.

PROCEDIMIENTO: Preparamos dos disolu iones, que denomina-

remos A y B. La primera ontiene á ido a éti o gla ial y a etato de sodio

(lo que da lugar a una disolu ión reguladora), almidón, ioduro de pota-

sio y tiosulfato de sodio,mientras que la segunda ontiene peróxido de

hidrógeno diluido on agua.

Posteriormente, y a partir de ada una de las disolu iones ini iales,

preparamos otras dos disolu iones, diluidas a la mitad y a la uarta parte

de la on entra ión de la disolu ión ini ial, tanto de A omo de B. Así

104


pues, dispondremos de disolu iones de on entra iones respe tivas A,

A/2, A/4, B, B/2 y B/4 (siendo A y Blas on entra iones ini iales

de las disolu iones A y B, respe tivamente).

Mez lamos a ontinua ión volúmenes iguales de las disolu iones A y

B en todos los asos posibles, y medimos el tiempo que, en ada aso,

tarda en apare er el olor azul. Los tiempos obtenidos en ada uno de los

experimentos quedan expresados en la siguiente tabla:

[A℄ [B℄ t (s)

A B 7,2

A B/2 13,9

A B/4 36,1

A/2 B 7,2

A/4 B 7,9

Como onse uen ia de los datos anteriores, podemos extraer las si-

guientes on lusiones:

Cuando disminuimos a la mitad la on entra ión de la disolu ión B,

el tiempo ne esario para la apari ión del olor azul se ha e aproxi-

madamente el doble (salvo uando la on entra ión de la disolu ión

B es la uarta parte de la ini ial, en que el tiempo pasa a ser unas

in o ve es mayor, posiblemente debido a una in orre ta prepara-

ión de la disolu ión de on entra ión B/4).

Cuando disminuimos a la mitad y a la uarta parte la on entra-

ión de la disolu ión A, manteniendo onstante la de B, el tiempo

ne esario para que aparez a el olor azul es aproximadamente el

mismo.

La primera de estas on lusiones está de a uerdo on el he ho de que la

velo idad sea de primer orden on respe to a la on entra ión de H2O2:

Una disminu ión de la on entra ión a la mitad signi� a una disminu-

ión a la mitad de la velo idad de rea ión, y un tiempo doble para que

aparez a la olora ión. Por el ontrario, una disminu ión a la mitad de

la on entra ión de la disolu ión A debería, aparentemente, produ ir el

mismo efe to que una disminu ión en la on entra ión de B. Sin em-

bargo, esto no es así, puesto que la on entra ión de tiosulfato, presente

en la disolu ión A, disminuye a la mitad, a la vez que lo ha e la on-

entra ión del ion I−. De esta forma, una disminu ión a la mitad de la

105


velo idad de rea ión, omo orresponde a la disminu ión a la mitad de

la on entra ión de I−, se ompensa on que el tiempo ne esario para

que se agote el tiosulfato se haga la mitad. La superposi ión de estos dos

efe tos ha e que el tiempo ne esario para la apari ión del olor azul sea

aproximadamente el mismo, independientemente de la on entra ión de

la disolu ión A.

106

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Una%20reacci%C3%B3n%20cronometrada.mp4


1.39. Oxida ión del ion I

−por el ion Fe

3+

OBJETIVO: Observar nuevamente la oxida ión del ion I−, en esta

o asión, mediante el Fe3+.

FUNDAMENTO TEÓRICO: El ion I− puede ser oxidado por el

ion Fe3+ según la siguiente rea ión:

2 Fe3+ + 2 I− → I2 + 2Fe2+

El I3− forma on el almidón un olor azul intenso. La forma ión de este

omplejo puede ser retrasada, dando lugar a una rea ión reloj, al añadir

iones S2O2−3 o HSO−

3 . El Fe3+

forma un omplejo de olor rojizo on el

S2O2−3 y otro de olor amarillento on el HSO−

3 . La on entra ión de estos

Figura 1.75: Evolu ión del olor en presen ia de S2O2−3

omplejos y, por tanto, el olor de la disolu ión obtenida, disminuyen on

el tiempo, al onsumirse los iones S2O2−3 y HSO−

3 por rea ión on el I−3 ,según los siguientes pro esos:

2 S2O2−3 + I−3 → 3 I− + S4O

2−6

HSO−

3 + I−3 +H2O → 3 I− + SO2−4 + 3H+

Al onsumirse los iones tiosulfato e hidrogenosul�to on el trans urso del

tiempo, el ion triioduro formará el omplejo azul on el almidón.

MATERIAL Y REACTIVOS: matra es erlenmeyer, vasos de pre-

ipitados, balanza, Na2S2O3, NaHSO3, Fe(NO3)3, KI, almidón y agua.

107


Figura 1.76: Evolu ión del olor en presen ia de HSO−

3

PROCEDIMIENTO: Se preparan tres disolu iones, que llamare-

mos A, B1 y B2, uyas omposi iones respe tivas son las siguientes:

a) Disolu ión A: 0,025 M en Fe(NO3)3 y 0,3 M en HNO3

b) Disolu ión B1: 0,043 M en KI , 0,0032 M en Na2S2O3 y 0,04%

en almidón.

) Disolu ión B2: 0,043 M en KI , 0,0017 M en NaHSO3 y 0,04%

en almidón.

Se pone un volumen de la disolu ión A en dos matra es erlenme-

yer, un volumen de la disolu ión B1 en un ter ero y otro volumen de la

disolu ión B2 en un uarto. Se vierte el ontenido de ada uno de los

matra es que ontienen la disolu ión A en los que ontienen la B1 y B2,

respe tivamente, y se observa la evolu ión de la rea ión.

108

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Oxidaci%C3%B3n%20ioduro.mp4


1.40. Combustión de una golosina.

OBJETIVO: Comprobar la ombustión (que es una oxida ión rápi-

da de un ombustible y un omburente) de la sa arosa de una golosina

mediante el oxígeno que se desprende al alentar del lorato potási o.

FUNDAMENTO TEÓRICO: Las rea iones de oxida ión se pue-

de lasi� ar, según su velo idad de rea ión, en: lentas, omo la del hierro;

rápidas, omo las ombustiones; e instantáneas, omo las detona iones.

Lo que hoy vamos a experimentar es una ombustión, que onsiste en

una rápida rea ión de oxida ión entre un ombustible y un omburente,

esta rea ión que se ara teriza por la emisión de luz y alor. En este aso

el ombustible será una golosina o un trozo de papel y el omburente, el

oxígeno desprendido al alentar KClO

3

.

MATERIAL: Clorato potási o (KClO

3

), golosina o trozo de papel,

tubo de ensayo, pinzas, me hero Bunsen.

(a) (b)

Figura 1.77: Combustión de una golosina

PROCEDIMIENTO: En el tubo de ensayo se pone on una espá-

tula un po o de lorato potási o. A ontinua ión, se en iende el me hero

Bunsen y se alienta el lorato potási o, esperando a que se funda para

liberar todo su oxígeno. Cuando esto su eda, se vierte en el tubo en el

tubo un trozo de golosina o papel. La rea ión es inmediata al haber

oxígeno en el tubo.

109


EXPLICACIÓN: Al alentar el lorato potási o se forma el loruro

de potasio y se desprende oxígeno. Al introdu ir en el tubo un trozo de

golosina, la sa arosa rea iona on el oxígeno en forma de ombustión lo

que da lugar a la emisión de luz y alor. Las rea iones que tiene lugar

son las siguientes:

2KClO3 → 2KCl + 3O2 libera ión de oxígeno

C12H22O11 + 12O2 → 12CO2 + 11H2O ombustión de la sa arosa

Otra llamativa rea ión del lorato potási o se produ e on la sa a-

rosa, siendo atalizada la rea ión por el á ido sulfúri o. La mez la de

sa arosa y lorato potási o, estable en las ondi iones de trabajo, se in�a-

ma espontáneamente al añadirle una gota de á ido sulfúri o on entrado.

110

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Combusti%C3%B3n%20de%20una%20golosina.mp4

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Clorato.mp4


1.41. Oro, plata... y obre.

OBJETIVO: Depositar in metáli o sobre una super� ie de obre

mediante un pro eso espontáneo, logrando de esta manera el �plateado�

de una moneda de obre y su posterior dorado por forma ión de una

alea ión entre obre y in .

FUNDAMENTO TEÓRICO: Si onstruimos una élula galváni a

en la que uno de los ele trodos es de in y el otro de obre, on ambos

ele trodos introdu idos en una disolu ión on entrada de NaOH, tendrán

lugar los siguientes pro esos:

a) Electrodo de cinc : Zn + 2OH− + 2H2O → Zn(OH)2−4 +H2

Esta rea ión está formada por las dos siguientes semirrea iones:

Zn + 4H2O− 2e− → Zn(OH)2−4 + 4H+

2H2O+ 2e− → H2 + 2OH−

b) Electrodo de cobre : [Zn(OH)4]2− + 2e− → Zn + 4OH−

Con lo que, el resultado neto, será una pérdida de masa en el ele trodo

de in (ánodo) y una deposi ión de éste elemento en el ele trodo de

obre ( átodo). Para que el pro eso tenga lugar, es pre iso que ambos

ele trodos se en uentren en onta to dire to o mediante un ondu tor.

Si unimos ambos ele trodos de esta última forma, inter alando un vol-

tímetro, podremos medir la fuerza ele tromotriz de la élula galváni a

formada, tal y omo puede verse en la siguiente imagen:

Figura 1.78: Pila galváni a

Una apli a ión de lo anterior lo onstituye el �plateado� de una mo-

neda de obre. Al depositarse el in metáli o sobre la super� ie de la

111


moneda, ésta toma un aspe to semejante a la plata. El desprendimiento

de hidrógeno que se produ e en el ele trodo de in puede observarse en

la imagen que sigue:


Si, posteriormente, alentamos la moneda, se formará una alea ión de

obre y in , ono ida omo latón, y uyo olor es dorado, lo que daría

a la moneda un aspe to de oro.

MATERIALES: Agua destilada, hidróxido de sodio, zin en polvo,

moneda uya super� ie externa sea de obre, vaso de pre ipitados, pla a

alefa tora, ables de onexión y polímetro.

Figura 1.80: Transforma iones de la super� ie de obre

PROCEDIMIENTO: Preparamos una disolu ión on entrada de

NaOH en agua y añadimos una pequeña antidad de in en polvo, junto

a algunos trozos de di ho metal. Añadimos a ontinua ión una moneda de

112


obre, pro urando que la moneda se en uentre en onta to on alguno de

los trozos de in . Llevamos a ebulli ión y observamos que la super� ie de

la moneda se re ubre de una sustan ia de olor plateado ( in metáli o).

Lavamos on agua a ontinua ión y, tras se ar, olo amos la moneda

sobre la pla a alefa tora. Observaremos que, al abo de po o tiempo,

la super� ie de la moneda ha adquirido un olor dorado, debido a la

forma ión de latón (alea ión de in y obre).

113

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Oro%2C%20plata...y%20cobre.mp4


1.42. El efe to Tyndall (Una puesta de sol

quími a).

OBJETIVO: Observar la varia ión en la intensidad de un rayo lu-

minoso al atravesar una disolu ión en la que, por medio de una rea ión

quími a, se produ e una sustan ia oloidal, en nuestro aso, el azufre.

FUNDAMENTO TEÓRICO: Cuando un rayo de luz blan a atra-

viesa una dispersión oloidal, podemos observar la traye toria de la luz a

través de aquella, que se pone de mani�esto mediante el ono ido omo

� ono de Tyndall�, que se forma debido a la dispersión de la luz por las

partí ulas oloidales. Este ono presenta un olor azulado, debido a que

la luz azul se dispersa en mayor medida que la luz roja (téngase en uenta

que ambos olores forman parte de la luz blan a). La luz transmitida a

través de la dispersión, que se proye tará sobre una pantalla, presenta-

rá una tonalidad rojiza que irá os ure iéndose a medida que aumenta el

número de partí ulas de oloide. En la siguiente se uen ia de imágenes

podemos ver la varia ión on el tiempo de la luminosidad proye tada

sobre una pantalla al atravesar un rayo luminoso una disolu ión de tio-

sulfato de sodio a la que hemos añadido unas gotas de disolu ión diluida

de á ido lorhídri o.

Figura 1.81: Varia ión de la luminosidad on el tiempo

La rea ión produ ida es la siguiente:

Na2S2O3 + 2HCl−→ 2NaCl + SO2 + S + H2O

Podemos ver que al avanzar la rea ión, se va formando mayor antidad

de partí ulas de azufre oloidal, lo que lleva onsigo un enroje imiento y

os ure imiento de la luz transmitida a través de la disolu ión. El efe to

onseguido es similar al de una puesta de sol.

114


MATERIALES: Fo o luminoso, lente onvergente, vaso de pre ipi-

tados, agitador magnéti o (no impres indible), pantalla o super� ie de

olor blan o, agua destilada, HCl y Na2S2O3·5H2O.

Figura 1.82: Montaje experimental

PROCEDIMIENTO: Disolvemos 2 g deNa2S2O3·5H2O en agua

destilada hasta un volumen de 100 mL. Colo amos el vaso sobre un agi-

tador magnéti o y ponemos éste en fun ionamiento. A ontinua ión, o-

ne tamos el fo o luminoso e inter alamos la lente onvergente entre él y

el vaso que ontiene la disolu ión. A ontinua ión, añadimos al vaso unas

gotas de disolu ión 1 M de HCl y observamos, tanto el ono de Tyndall

en el seno de la disolu ión, omo las ara terísti as de la luz transmitida

a través de la disolu ión.

115

http://jpcampillo.es/onewebmedia/El%20efecto%20Tyndall.mp4


1.43. Deshidrata ión del azú ar por el á ido

sulfúri o.

OBJETIVO: Observar ómo el á ido sulfúri o deshidrata rápida-

mente el azú ar y lo onvierte en arbón. Además de desprenderse una

gran antidad de gases, el arbón que se obtiene está lleno de burbujas

de aire, por lo que aumenta mu ho su volumen on respe to al del azú ar

de pro eden ia.

FUNDAMENTO TEÓRICO: La rea ión que tiene lugar es la

siguiente:

C12H22O11 + 18H2SO4 → 6C + 6CO2 + 29H2O+ 12SO2 + 6SO3

La antidad de azú ar omer ial que hay que utilizar no es pre iso

que sea muy exa ta.

Además de tratarse de una rea ión exotérmi a (se desprende mu ho

alor), hay que tener en uenta las pre au iones a tomar en la utiliza ión

de sustan ias peligrosas ( en nuestro aso, el á ido sulfúri o). Este á ido

es tóxi o y muy orrosivo, por lo que debe manipularse on uidado.

También deberá tenerse en uenta el desprendimiento de humos no ivos,

por lo que la rea ión se realizará en lugar ventilado o en vitrina de gases.

Figura 1.83: Pro eso de deshidrata ión del azú ar

MATERIAL: Dos vasos de pre ipitados de 50 mL, probeta de 100

116


mL, varilla agitadora, vitrina de gases ( en aso de no realizarse el expe-

rimento en un re into ventilado).

PROCEDIMIENTO: El pro edimiento será el siguiente: Se llena

la ter era parte de un vaso de pre ipitados de 50 mL on azú ar y se

humede e on unas gotas de agua. Se olo a el vaso en una vitrina de

gases o en un lugar muy ventilado. Se miden on la probeta 25 mL de

á ido sulfúri o on entrado y se añade al vaso. Se agita on una varilla

hasta que se mez len bien el á ido y el azú ar. Se retira la varilla y se

observa lo que o urre al abo de un minuto, aproximadamente.

117

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Deshidratacion%20del%20az%C3%BAcar.mp4


1.44. Una rea ión os ilante.

OBJETIVO: Realizar en la prá ti a la rea ión de Briggs - Raus-

her, ara terizada por tratarse de una rea ión en dos etapas que se

mani�esta en el ambio de olor entre ámbar y azul muy os uro, ada

iertos intervalos de tiempo.

FUNDAMENTO TEÓRICO: La rea ión de Briggs-Raus her,

que puede ser representada de la forma siguiente:

IO3− + 2H2O2 + CH2(COOH)2 + H+ → ICH(COOH)2 + 2O2 + 3H2O

tiene lugar en dos etapas: en la primera, el IO

−

3 rea iona on el H2O2 para

dar HIO por dos diferentes me anismos: uno radi al y otro no radi al.

En la segunda, el HIO produ ido rea iona on el CH2(COOH)2 para

produ ir ICH(COOH)2. Esta segunda etapa ondi iona que la primera

se produz a por el me anismo radi al o el no radi al. Cada uno de estos

pro esos provee las ondi iones favorables para que se produz a el otro,

lo que se tradu e en una rea ión que os ila entre ambos me anismos.

La expli a ión detallada de la rea ión está fuera del objetivo de este

libro, por lo que nos limitaremos a ha er onstar que el olor ámbar se

debe a la forma ión de I2, mientras que el olor azul os uro se debe a la

forma ión del omplejo del almidón on el I

−

3 (formado al rea ionar el

I2 on el I

−.

MATERIAL: Vasos de pre ipitados, agitador magnéti o, iodato de

potasio, á ido malóni o, á ido sulfúri o, sulfato de manganeso (II) mo-

nohidratado, peróxido de hidrógeno, almidón soluble y agua destilada.

Figura 1.84: Fases de la rea ión de Briggs-Raus her

PROCEDIMIENTO: Preparamos en primer lugar tres disolu io-

nes: la primera, que etiquetaremos omo disolu ión A, tiene una on en-

tra ión 0,2 M en KIO

3

y 0,077 M en H

2

SO

4

. La segunda (disolu ión B)

118


es 0,15 M en á ido malóni o, CH

2

(COOH)

2

y 0,02 M en MnSO

4

, on la

adi ión de almidón soluble hasta una on entra ión de 4 g/L. Al prepa-

rar esta disolu ión B hemos obtenido los mejores resultados en lo que se

re�ere a turbidez, disolviendo previamente el almidón en agua aliente y

on agita ión y añadiendo posteriormente el á ido malóni o y el sulfato

de manganeso. La ter era (disolu ión C) es 4 M en H

2

O

2

. Se vierten las

disolu iones A y B en un vaso de pre ipitados y se olo a éste sobre un

agitador magnéti o introdu iendo previamente en el vaso el imán que

produ irá la agita ión. Cuando pongamos en fun ionamiento el agitador,

de forma que se produz a un vórti e notable en el líquido, se añade la

disolu ión C. Observaremos enton es que la disolu ión pasa de in olora a

ámbar y, asi inmediatamente, a un olor azul muy os uro, repitiéndose

este i lo a intervalos ini ialmente más o menos regulares, aumentando

gradualmente el intervalo para que se produz a el ambio de olor. Al

abo de unos minutos, la disolu ión queda de un olor azul os uro, sin

produ irse nuevos ambios de olor, lo que indi a el �n de la rea ión al

haberse onsumido el KIO

3

o el á ido malóni o.

119

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Reacci%C3%B3n%20oscilante%20de%20Briggs-Rauscher.mp4


1.45. Pasta de dientes gigante

(Des omposi ión del peróxido de hidrógeno atalizada por

ioduro potási o)

OBJETIVO: Des omponer el peróxido de hidrógeno en agua y oxí-

geno, aumentando la velo idad de la rea ión mediante un atalizador:

el ioduro de potasio.

FUNDAMENTO TEÓRICO: Un atalizador es una sustan ia a-

paz de aumentar la velo idad ( atalizador positivo) o disminuirla ( ata-

lizador negativo o inhibidor) de una rea ión quími a, sin provo ar la

rea ión.

En las rea iones en las que se emplea un atalizador no es ne esario

añadir una gran antidad de éste, puesto que su fun ión no depende

de la antidad. Además, toda rea ión atalizada umple dos requisitos

fundamentales:

El atalizador no parti ipa en la rea ión (no está presente en la

estequiometría de la rea ión ni es uno de los produ tos).

El atalizador se re upera al �nal de la rea ión.

La des omposi ión del peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno, a pe-

sar de ser el peróxido de hidrógeno una sustan ia relativamente estable

a temperatura ambiente, es atalizada por numerosas sustan ias, entre

otras, se en uentra el anión I−. La luz también favore e la des omposi-

ión del peróxido de hidrógeno, por lo que se debe onservar en envases

opa os.

Si ha emos rea ionar el peróxido de hidrógeno on una disolu ión de

ioduro de potasio, se produ irá la rea ión del peróxido. Esta rea ión

libera una gran antidad de energía además de ser muy rápida.

2 H2O2(aq)I−→ 2 H2O+O2

Si en el medio de rea ión añadimos jabón líquido, el oxígeno des-

prendido formará on éste una gran antidad de burbujas, dando lugar a

una pasta abundante on aparien ia de espuma. Por este motivo, a esta

rea ión se le llamó jo osamente �pasta de dientes para elefantes �.

REACCIONES: Las rea iones que tiene lugar son las siguientes:

H2O2 + I− → IO− +H2O

120


IO− +H2O2 → I− +H2O+O2

Rea ión mole ular global:

2 H2O2(aq) → 2 H2O (l) + O2(g)

La pasta �nal adquiere un olor amarillento debido a que una parte

del I−se onsume, transformándose en iodo.

MATERIAL: Peróxido de hidrógeno (al 30%), ioduro de potasio,

jabón líquido, ristalizador grande, probeta de 500 ml, pipeta graduada

provista de pera de su ión y varilla de vidrio.

PROCEDIMIENTO: Colo ar la probeta de 500 ml dentro del ris-

talizador grande, éste servirá de prote tor para evitar que se man he la

mesa. Medir 15 ml de peróxido de hidrógeno de 100 volúmenes on una

pipeta provista de pera de su ión, y verterlos a la probeta grande. Aña-

dir a ésta 3 ml de jabón líquido y remover on una varilla de vidrio.

Finalmente, añadir 1,5 g de ioduro de potasio disuelto en agua desti-

lada a la probeta; en seguida apare erá el produ to formado que sale

verti almente ha ia arriba.

Figura 1.85: �Pasta de dientes�

EXPLICACIÓN: La rea ión de des omposi ión del H2O2 en presen-

ia del atalizador KI trans urre de una forma muy rápida, formándose

oxígeno gas, que on el lavavajillas añadido forma una pasta blan a de

burbujas.

El KI es un atalizador porque sólo aumenta la velo idad de la rea -

ión, no se gasta omo rea tivo, sin embargo, una pequeña parte del ion

121


ioduro se oxida a iodo mole ular que, a su vez, rea iona on el ion ioduro

para dar ion triioduro según la rea ión:

I2 + I− → I−3

La presen ia del ion I

−

3 se pone de mani�esto por la apari ión de una

olora ión marrón, ara terísti a del I

−

3 .

Deben protegerse las manos on guantes porque el peróxido de hi-

drógeno es un oxidante fuerte. La rea ión es muy exotérmi a y se debe

tener uidado on el alor desprendido.

122

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Pasta%20de%20dientes%20gigante.mp4


1.46. Hielo instantáneo.

OBJETIVO: Observar ómo puede ristalizar un líquido, simple-

mente to ándolo on el dedo o al verterlo en un re ipiente.

FUNDAMENTO TEÓRICO: Se denomina solubilidad de una

sustan ia a la máxima antidad de aquella que se puede disolver en un

volumen determinado de disolvente a una temperatura dada. Cuando se

al anza la máxima antidad de soluto en una disolu ión a una tempera-

tura determinada, de imos que la disolu ión está saturada. Para disolver

una mayor antidad de soluto en esta disolu ión saturada, podemos a-

lentarla, ya que la solubilidad aumenta on la temperatura para mu has

sustan ias. Al enfriar la disolu ión, esta ontendrá una mayor antidad de

soluto que la que le orrespondería a la temperatura a la que se en uentre.

De imos enton es que la disolu ión es sobresaturada, ara terizándose es-

ta disolu ión por su inestabilidad.

El a etato de sodio (CH

3

COONa) es una sustan ia sólida blanque ina

uya solubilidad en agua es de 47 g/100 ml a temperatura ambiente.

Al alentar la disolu ión, podemos disolver mayor antidad de soluto y,

al enfriarla, quedará una disolu ión sobresaturada en la ual, ualquier

ligero movimiento hará que el soluto ristali e, pare iendo que se forma

hielo.

Este pro eso es exotérmi o, esto es, se desprende alor, por lo que, in-

trodu ida la disolu ión en una bolsa impermeable, se puede utilizar para

alentar bebidas o sopa ( on esta �nalidad es utilizada por los montañe-

ros). Es reutilizable una y otra vez, simplemente hirviendo y enfriando

la bolsa.

El a etato de sodio puede obtenerse a partir del bi arbonato sódi o

y el vinagre (disolu ión de á ido a éti o) según la rea ión:

NaHCO3 + CH3COOH → CH3COONa + CO2 +H2O

MATERIALES: A etato de sodio, agua, tres vasos de pre ipitados

(o una a erola), una pla a de Petri, un agitador y una nevera.

PROCEDIMIENTO: Se alienta el agua en el vaso de pre ipitados

o a erola. Cuando rompe a hervir, e har el a etato y mover para que se

vaya disolviendo. E har una antidad bastante superior a la de satura ión

a temperatura ambiente (47 g/100 ml de agua). Se puede añadir todo el

a etato que pueda disolverse. Cuando esté bien disuelto se pone en un

123


vaso y se enfría en la nevera. Una vez frío, se vierte en otro re ipiente, o

bien se agita o se to a on un dedo para onseguir la ristaliza ión.

Figura 1.86: Cristaliza ión del a etato de sodio

124

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Disoluciones%20sobresaturadas.mp4


1.47. Extra ión del yodo.

OBJETIVO: Comprobar que la distinta solubilidad de una sustan ia

en dos disolventes permite la separa ión par ial de di ha sustan ia del

disolvente en que la solubilidad es menor.

FUNDAMENTO TEÓRICO: La extra ión puede ser de�nida

omo la transferen ia de una sustan ia desde una fase líquida A a otra

fase líquida, B. Se trata, por tanto, de un método que nos permite retirar

par ialmente un soluto disuelto en un disolvente, al añadir un segundo

disolvente, no mis ible on el primero, en el que el soluto presenta una

mayor solubilidad que en aquel. Para ambos disolventes, existe una re-

la ión entre las on entra iones de soluto en ada uno de ellos, a una

temperatura dada, que podemos expresar de la forma:

[S]1[S]2

= Kr

siendo [S]1 y [S]2, las on entra iones del soluto en los disolventes 1 y 2,

respe tivamente, y Kr, una onstante denominada oe� iente de reparto.

En nuestro aso, podremos es ribir la siguiente igualdad:

[I2]1[I2]2

= Kr

siendo [I2]1 y [I2]2 las on entra iones de I2 en di lorometano y en agua,

respe tivamente.

Figura 1.87: Extra ión del yodo

125


MATERIALES: Cloruro sódi o, yodo en es amas, di lorometano,

agua destilada, matraz erlenmeyer, embudo de de anta ión, soporte y

aro on nuez.

PROCEDIMIENTO: Se prepara en un matraz erlenmeyer una di-

solu ión de loruro sódi o en agua. A di ha disolu ión se añadirán unos

ristales de yodo, que se intentarán disolver en la aquella, mediante agi-

ta ión. Esto permite observar la es asa solubilidad del yodo en agua (no

así el loruro sódi o, que se disuelve fá ilmente), observándose una ligera

olora ión amarillenta en la disolu ión, que es uno de los objetivos que se

pretenden on esta experien ia. A ontinua ión, se introdu e la disolu ión

(sin los ristales de yodo no disueltos) en un embudo de de anta ión, aña-

diendo di lorometano al mismo. Después de agitar, se omprobará que se

forman dos fases líquidas inmis ibles y laramente diferen iadas por su

olor: una in olora y otra más densa, de olor rosa intenso. Estas fases

orresponden, la in olora a la fase a uosa on el loruro sódi o, y la rosa

intensa al yodo extraído de la disolu ión ini ial por el di lorometano (la

más densa). Tras dejar reposar unos minutos, separaremos las dos fases

mediante la llave del embudo de de anta ión. Por último, se planteará

al públi o el problema de ómo separar las disolu iones y se mostrará la

e� a ia y �originalidad� del embudo de de anta ión, ha iendo hin apié

en la importan ia que los utensilios de laboratorio tienen en las experien-

ias quími as, y que sus formas, aparentemente extrañas o apri hosas,

tienen una fun ión on reta y e� az.

Una variante del experimento que se a aba de men ionar lo onstituye

la extra ión y separa ión de los pigmentos de una planta de hoja verde.

En primer lugar, se extraen di hos pigmentos ( loro�la, arotenoides y

xanto�la) de la planta utilizando etanol. Al añadir gasolina y una pequeña

antidad de agua, veremos que tiene lugar la separa ión de la loro�la,

que pasa a la fase de gasolina, de los arotenoides, que quedan en la

fase hidroal ohóli a. Esta separa ión se pone de mani�esto en el distinto

olor de ambas fases: amarillento en la fase etanol/agua, y verde en la

fase gasolina.

126

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Extracci%C3%B3n.mp4


1.48. Sublima ión del yodo.

OBJETIVO: Observar la transforma ión del yodo en estado sólido

a estado gaseoso, sin pasar por el estado líquido.

FUNDAMENTO TEÓRICO: La sublima ión o volatiliza ión es

el pro eso en el que se produ e un ambio de estado de la materia desde el

estado sólido al gaseoso sin pasar por el estado líquido. El pro eso inver-

so (paso dire to de gas a sólido) se denomina sublima ión inversa. Este

pro eso se produ e porque algunas de las molé ulas del sólido pueden

experimentar un intenso movimiento de vibra ión, de forma que pueden

ven er a las fuerzas de ohesión y es apar en forma de molé ulas gaseo-

sas . El pro eso de sublima ión se produ e para sustan ias que posean

una elevada presión de vapor omo el yodo,naftaleno, et , y puede ser

representado mediante el siguiente esquema:

I2(sólido)sublima ión

→ I2(gas)vidrio frío

→ I2 ( ristales)

(a) Sublima ión del yodo (b) Cristales de yodo

Figura 1.88: Sublima ión del yodo

MATERIAL: Vaso de pre ipitados, vidrio de reloj, me hero Bunsen,

yodo en es amas, soporte, nuez, aro, rejilla y loruro sódi o.

PROCEDIMIENTO: Se trata de mostrar que hay sustan ias sóli-

das que se diferen ian de otras porque subliman fá ilmente al aumentar

127


la temperatura. Para ello se mez lan dos sustan ias sólidas: el loruro

sódi o y el yodo (sólido) y se alientan en un vaso de pre ipitados on

un vidrio de reloj en ima, onteniendo éste último agua fría en su parte

superior para mantener frío el vidrio. Se pone el vaso de pre ipitados a

alentar y, después de dos minutos de alentamiento, se observa la for-

ma ión de vapores violá eos de sublima ión del yodo, que los alumnos

harán observar al públi o. Observarán que al loruro sódi o, que era el

otro ompuesto, no le o urre nada. Estos vapores, en onta to on el

vidrio de reloj (frío por el agua olo ada en ima), experimentan el fe-

nómeno de la sublima ión inversa, ristalizando de nuevo y formándose

pequeños ristales que quedan adheridos al vidrio de reloj en forma de

agujas similares a las estala titas, que los alumnos mostrarán al públi o,

ediéndolo para su observa ión dire ta.

En las paredes del vaso de pre ipitados también se puede observar la

forma ión de estos ristales de yodo.

128

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Sublimaci%C3%B3n%20I2.mp4


1.49. Sublima ión del á ido benzoi o.

OBJETIVO: Comprobar que el á ido benzoi o, que es un polvo

ristalino de olor blan o, al ser alentado a una temperatura er ana a

los 100º C sublima, pasando al estado de vapor. Cuando este vapor es

enfriado, el á ido benzoi o solidi� a de nuevo.

FUNDAMENTO TEÓRICO:

La sublima ión es el pro eso por el ual una sustan ia pasa de estado

sólido a gaseoso sin pasar por el estado líquido, al al anzarse una deter-

minada temperatura. Cuando esta temperatura disminuye, el pro eso se

invierte (sublima ión regresiva o inversa) y de nuevo el vapor se deposita

omo sólido.

El pro eso de sublima ión se produ e en sustan ias que poseen una

elevada presión de vapor, tales omo el á ido benzoi o, iodo, hielo se o,

et . Según la teoría inéti a de las partí ulas, algunas de las molé ulas de

estos sólidos vibran a gran velo idad, ven iendo las fuerzas de ohesión

entre ellas y es apando omo molé ulas gaseosas. En la sublima ión re-

gresiva el pro eso es el inverso: al ho ar las molé ulas gaseosas ontra la

super� ie de un sólido, pueden quedar retenidas, de forma que el sólido

es regenerado.

El equilibrio, que tiene lugar uando las velo idades respe tivas de

sublima ión y sublima ión regresiva son iguales, viene determinado por

la presión de vapor, que depende de la naturaleza del sólido, y de la

temperatura. El equilibrio se representa en el siguiente esquema:

Figura 1.89: Equilibrio sólido-gas para el á ido benzoi o

MATERIAL:

Á ido benzoi o, vaso de pre ipitados, trípode, rejilla, me hero Bun-

sen, ramas se as, vidrio de reloj y tapón de or ho.

PROCEDIMIENTO:

Elaborar un árbol on las ramas se as (utilizar alambre si es ne esa-

rio), de un tamaño que permita que quepa en el re ipiente de vidrio (vaso

129


de pre ipitados). Clavar este �pequeño árbol� en un tapón de or ho, así,

aquel tendrá una base �rme.

Se olo a el árbol on la base de or ho en el re ipiente resistente al

alor y, alrededor de la base, se dispersa uniformemente el á ido benzoi o.

En ima se olo a un vidrio de reloj on agua fría.

A ontinua ión, se pone sobre la rejilla y el trípode el montaje anterior

y se alienta. Cuando se ha evaporado asi todo el á ido benzoi o, se

apaga el me hero Bunsen.

Figura 1.90: Sublima ión inversa del á ido benzoi o

EXPLICACIÓN:

El á ido benzoi o es una sustan ia que presenta una elevada presión

de vapor (133 Pa a 96º C) por lo que sublima a la temperatura de 100º

C, pasando dire tamente de sólido a vapor. Las molé ulas del á ido ben-

zoi o vaporizado en onta to on la super� ie sólida del vidrio de reloj

on agua, experimentan el pro eso de sublima ión regresiva o inversa,

depositándose sobre las ramas del árbol en forma de �nieve�.

130

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Sublimaci%C3%B3n%20del%20%C3%A1cido%20benzoico.mp4


1.50. Separa ión de los omponentes de una

mez la por romatografía en papel.

OBJETIVO: Separar los omponentes de la mez la de la tinta de

un bolígrafo o rotulador mediante la romatografía en papel de �ltro.

FUNDAMENTO TEÓRICO: La romatografía es una té ni a de

separa ión de sustan ias que permite identi� ar y, en su aso determinar

las antidades de di has sustan ias en una mez la. Todos los tipos de ro-

matografía tiene en omún la existen ia de dos fases: una móvil, formada

por un �uido, y otra esta ionaria (sólido o líquido �jado sobre un sólido).

Los omponentes de la mez la se desplazan on diferentes velo idades

a lo largo de la fase esta ionaria, lo que provo a su separa ión. Dentro

de los distintos tipos de romatografía, hemos elegido por su sen illez la

romatografía en papel. En esta té ni a, que tiene un ará ter ualitati-

vo, se utiliza papel de �ltro omo medio esta ionario y, en nuestro aso,

etanol omo fase móvil. La muestra uyos omponentes queremos separar

(una man ha de tinta, en nuestro experimento) se olo a sobre la fase

esta ionaria, introdu iendo ésta en la fase móvil. Por un pro eso de a-

pilaridad, en el que el papel su iona el etanol, se produ e la separa ión

de los pigmentos que omponen una tinta omer ial.

MATERIALES:

Etanol.

Vaso de pre ipitados.

Papel poroso (tira de papel de �ltro).

Rotuladores o bolígrafos de distintos olores.

Soporte y pinzas.

PROCEDIMIENTO: Se re orta una tira de papel de �ltro de unos

uatro entímetros de an ho y que sea un po o más larga que la altura

del vaso de pre ipitados. Se sujeta on una pinza metáli a un extremo

de la tira de papel a un soporte. Cer a de un extremo del papel (a unos

2-3 m) se dibuja una man ha on un rotulador o bolígrafo. Se pone

etanol en el vaso de pre ipitados hasta una altura aproximada de 1 m.

Se puede omprobar que el al ohol, al as ender a lo largo de la tira,

131


arrastra onsigo los distintos pigmentos que ontiene la man ha de tinta.

Como no todos son arrastrados on la misma velo idad, al abo de un

rato se pueden apre iar unas franjas de olores.

Figura 1.91: Cromatografía en papel de �ltro

132

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Cromatograf%C3%ADa.mp4


1.51. La llama verde del metanol.

OBJETIVO: Comprobar que, al rea ionar el metanol (el al ohol

más sen illo que existe) on el á ido bóri o, se produ e un éster on una

pre iosa llama verde, que sirve para diferen iar el metanol del etanol.

FUNDAMENTO TEÓRICO: El metanol, un al ohol que está

presente junto al etanol (el normal) en mu has bebidas al ohóli as, tiene

aparien ia y olor similares al etanol, pero su ingestión produ e eguera

irreversible y unos 7 gramos pueden ausar la muerte. A este al ohol,

para poder diferen iarlo del etanol, se le añade á ido bóri o y se le prende

fuego. El metanol produ e un éster (borato de trimetilo) que arde on

una ara terísti a llama verde y que pondrá en eviden ia la presen ia

de éste en las bebidas al ohóli as. Si el ensayo se realizara úni amente

on etanol, también apare ería en la llama el olor verde ( ara terísti o

del boro), pero la llama tendría un aspe to algo diferente al de la que se

obtendría utilizando metanol, tal y omo se puede ver en las siguientes

imágenes:

(a) Llama del metanol (b) Llama del etanol

Figura 1.92: Ensayos on metanol y etanol

La rea ión de esteri� a ión para el metanol es la siguiente:

3CH3OH+H3BO3 → B(OCH3)3 + 3H2O

MATERIAL: Tubo de ensayo, pinzas, CH

3

OH, H

3

BO

3

PROCEDIMIENTO: E hamos en un tubo de ensayo un po o de

á ido bóri o y añadimos 5 o 6 mililitros de metanol. Después, y ayudán-

donos on unas pinzas, exponemos el tubo de ensayo al fuego hasta que

133


aparez a una llama verde, llevando la pre au ión de retirarlo inmediata-

mente para evitar que la llama se haga demasiado grande.

134


1.52. El Prin ipio de Le Chatelier.

OBJETIVO: Observar omo el desplazamiento del equilibrio romato-

di romato por a ión de un á ido o una base puede ser observado me-

diante un ambio de olor en la disolu ión empleada.

FUNDAMENTO TEÓRICO: El Prin ipio de Le Chatelier puede

ser enun iado de la siguiente forma:�Cuando en una rea ión quími a

en equilibrio se produ e un ambio en alguno de los fa tores de los que

depende, la rea ión se desplaza en el sentido que tienda a ontrarrestar

di ho ambio�. De esta forma, si onsideramos el equilibrio:

aA + bB ⇋ cC + dD

uya onstante Kc es:

Kc =[C]c [D]d

[A]a [B]b

veremos que, si por ejemplo, aumentamos la on entra ión de D, el sis-

tema evolu iona de forma que el equilibrio tiende a desplazarse ha ia la

izquierda (forma ión de A y B), on el �n de que la onstante de equi-

librio mantenga su valor original. En nuestra prá ti a, haremos uso del

diferente olor que presentan dos disolu iones de romato potási o (ama-

rillo) y di romato potási o (naranja) para ver el desplazamiento en uno

u otro sentido.

El equilibrio romato-di romato viene representado por la siguiente

rea ión:

2CrO2−4 + 2H+

⇋ Cr2O2−7 +H2O

donde, omo puede verse, el ion romato en medio á ido pasa a ion di-

romato. Si añadimos un á ido, al aumentar la on entra ión de uno de

los rea tivos ( on retamente, el H

+), el equilibrio tenderá a desplazarse

ha ia la dere ha, es de ir, ha ia la forma ión de ion di romato y agua.

La disolu ión, ini ialmente de olor amarillo debido al ion romato, pasa

a olor naranja, ara terísti o del di romato.

Si, por el ontrario, añadimos una base, ha emos que disminuya la

on entra ión de H

+, on lo que el equilibrio tiende a desplazarse ha ia

la izquierda (forma ión de romato), on lo que el olor de la disolu ión

ambia de naranja a amarillo.

MATERIAL: disolu iones de romato potási o, di romato potási o,

á ido sulfúri o e hidróxido de sodio (estas dos últimas on entradas) y

tubos de ensayo o ápsulas Petri.

135


PROCEDIMIENTO: Tomamos dos tubos de ensayo, uno de ellos

onteniendo disolu ión de romato potási o y el otro disolu ión de di ro-

mato potási o. Al primero le añadimos unas gotas de disolu ión de á ido

sulfúri o, mientras que al segundo le añadimos disolu ión de hidróxido

de sodio. Observaremos el ambio de olor que se produ e en ada uno

de los tubos.

Figura 1.93: Transforma iones romato-di romato

136

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Equilibrio%20cromato-dicromato.mp4


1.53. Equilibrio entre omplejos.

OBJETIVO: Observar la forma ión de dos omplejos on el Co

2+y

ómo se puede alterar el equilibrio entre ambos variando la on entra ión

o la temperatura.

FUNDAMENTO TEÓRICO: El ion Co

2+puede formar on el

agua el ion omplejo Co(H2O)2+6 , de olor rosa, mientras que on el ion

Cl

−, forma el omplejo CoCl

2−4 , de olor azul.

Entre ambos iones se puede estable er el siguiente equilibrio:

Co(H2O)2+6 + 4Cl−⇋CoCl2−4 + 6,H2O DH > 0 (1)

Según el Prin ipio de Le Chatelier, un aumento en la on entra ión

de iones Cl

−tiende a desplazar el equilibrio ha ia la dere ha, on lo que

el olor de la disolu ión pasa de rosa a azul.

Al tratarse de una rea ión endotérmi a, un aumento de temperatura

provo ará un desplazamiento del equilibrio ha ia la dere ha, mientras que

un des enso en aquella provo ará el desplazamiento ha ia la izquierda.

MATERIAL: Balanza, vidrio de reloj, gradilla on tubos de ensayo,

matraz erlenmeyer, vasos de pre ipitados, pla a alefa tora, agua, hielo

pi ado, loruro de obalto, y á ido lorhídri o on entrado.

PROCEDIMIENTO: Pesamos 0,6 g de CoCl2 y los disolvemos en

agua hasta un volumen de 10 mL. La disolu ión tomará un olor rosa-

do. Añadimos a ontinua ión HCl on entrado hasta que el olor de la

disolu ión haya ambiado a un olor magenta. Repartimos la disolu ión

en dos grupos de tres tubos de ensayo ada uno, que llamaremos grupo

A y grupo B, respe tivamente. Al primer tubo del grupo A se le añade

agua hasta que el olor vuelva al rosa pálido ini ial. Al segundo tubo se

le añade HCl on entrado, on lo que el olor de la disolu ión pasará a

ser azul. Según el Prin ipio de Le Chatelier, apli ado al equilibrio ante-

riormente representado, la adi ión de agua provo ará el desplazamiento

del equilibrio ha ia la izquierda, esto es, ha ia la forma ión del omplejo

Co(H2O)2+6 , de olor rosa. La adi ión de Cl

−provo ará el desplazamiento

del equilibrio ha ia la dere ha, es de ir, ha ia la forma ión del omplejo

CoCl2−4 , de olor azul. En ambos grupos se deja un tubo omo testigo

Tomamos ahora el primer tubo del grupo B y lo introdu imos en agua

er ana a la ebulli ión, mientras que el segundo tubo es introdu ido en

un vaso que ontiene hielo pi ado. Al ser endotérmi a la rea ión (1), un

alentamiento provo ará el desplazamiento del equilibrio ha ia la dere ha

137


Figura 1.94: Desplazamiento del equilibrio por a ión de la temperatura

mientras que un enfriamiento hará que di ho equilibrio se despla e ha ia

la izquierda.

138

http://jpcampillo.es/onewebmedia/equilibrio_complejos.mp4


1.54. Dos fa tores que afe tan al equilibrio :

Con entra ión y temperatura.

OBJETIVO: Observar ómo una varia ión de temperatura o de la

on entra ión de alguna de las sustan ias en un sistema en equilibrio

provo a la altera ión de éste.

FUNDAMENTO TEÓRICO: Tal omo se men ionaba en el apar-

tado anterior, El Prin ipio de Le Chatelier , uando en una rea ión

quími a en equilibrio se produ e un ambio en alguno de los fa tores

de los que depende, la rea ión se desplaza en el sentido que tienda a

ontrarrestar di ho ambio. Vamos a ver en esta prá ti a de qué forma

afe ta al equilibrio una varia ión de la on entra ión de iones amonio o

de la temperatura para la rea ión:

NH3 +H2O ⇋ NH+4 +OH− ∆H0 < 0

La onstante de equilibrio para esta rea ión vendrá dada por:

Kb =[NH+

4 ][OH−]

[NH3]

a) Efe to de la temperatura: Al ser exotérmi o el pro eso de disolu ión

del amonia o en agua, uando se alienta el sistema, en apli a ión del

Prin ipio de Le Chatelier, el equilibrio tiende a desplazarse en el sentido

en que la rea ión sea endotérmi a, es de ir, ha ia la izquierda. Se pro-

du irá por tanto una disminu ión de la on entra ión de iones OH−y la

onse uente disminu ión del pH.

Figura 1.95: Evolu ión de la olora ión al alentar

139


Si a la disolu ión de NH3 se le han añadido unas gotas de fenolftaleína,

aquella tomará ini ialmente un olor rosado, que irá desapare iendo al

alentar (a valores inferiores de pH, la fenolftaleína se vuelve in olora).

Cuando enfriemos la disolu ión, el olor rosado ini ial reapare erá, al

desplazarse el equilibrio en el sentido de la rea ión exotérmi a.

b) Efe to de la on entra ión: Como puede verse en la expresión de

la onstante de equilibrio, una varia ión en la on entra ión de iones

NH+4 provo aría un desplazamiento del equilibrio ha ia el primer miem-

bro, de forma que el valor de Kb se mantenga. Esto impli a una disminu-

ión de la on entra ión de iones OH−y la onsiguiente disminu ión del

pH. Si a la disolu ión de amonia o se le han añadido, omo en el aso

anterior, unas gotas de fenolftaleína, observaremos que al añadir unos

ristales de loruro amóni o y agitar, se pierde el olor de aquella.

Figura 1.96: Efe to de la adi ión de NH4Cl

La posterior adi ión de disolu ión de amonia o provo ará que el equi-

librio se despla e ahora ha ia la dere ha, regenerándose el olor ini ial de

la fenolftaleína.

MATERIAL: Vasos de pre ipitados, ápsula Petri, alefa tor elé -

tri o, varilla de vidrio, agua, amonia o, loruro amóni o y disolu ión de

fenolftaleína.

PROCEDIMIENTO: Preparamos una disolu ión de NH3 on la

su� iente on entra ión que permita ver el olor rosado de la fenolftaleí-

na al añadir a la disolu ión unas gotas de este indi ador. En el primer

experimento, ponemos en un vaso de pre ipitados una ierta antidad de

esta disolu ión y alentamos hasta que el olor de la fenolftaleína quede

bastante atenuado. A ontinua ión, introdu imos el vaso de pre ipitados

140


en un baño de agua fría y observaremos ómo se regenera el olor ini ial

de la fenolftaleína.

En el segundo experimento, olo amos en la ápsula de Petri una

pequeña antidad de disolu ión de amonia o on fenolftaleína. Añadi-

mos a ontinua ión unos ristales de loruro amóni o y removemos on

una varilla. Al ha er esto, observaremos ómo el olor ini ial desapare-

e, quedando in olora la disolu ión. Para regenerar el olor, bastará on

añadir una ierta antidad de disolu ión de amonia o, que dependerá de

la antidad de loruro amóni o que hayamos añadido previamente.

141

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Factores%20que%20afectan%20al%20equilibrio%20qu%C3%ADmico%20%20Concentraci%C3%B3n.mp4

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Factores%20que%20afectan%20al%20equilibrio%20qu%C3%ADmico%20%20Temperatura.mp4


1.55. Equilibrio NO2/N2O4.

OBJETIVO: Observar la in�uen ia de la temperatura en el equili-

brio NO2/N2O4.

FUNDAMENTO TEÓRICO: Si ha emos rea ionar el á ido ní-

tri o on el obre, se produ irá dióxido de nitrógeno, según la rea ión:

Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

El dióxido de nitrógeno obtenido se dimeriza par ialmente según el equi-

librio:

2NO2 ⇋ N2O4

Con unas onstantes de equilibrio:

Kc =[N2O4]

[NO2]2y Kp =

pN2O4

p2NO2

El dióxido de nitrógeno se observa omo unos vapores de olor pardo-

rojizo, mientras que el tetraóxido de dinitrógeno es in oloro. Cualquier

varia ión de la on entra ión (o de la presión par ial) de un rea tivo o

produ to, se pondrá de mani�esto por un ambio en la tonalidad de la

mez la de gases.

Otra forma de desplazar el equilibrio en uno u otro sentido viene dada

en fun ión de las ara terísti as termoquími as de la rea ión. La e ua-

ión termoquími a para el equilibrio es rito anteriormente es la siguiente:

2NO2 ⇋ N2O4 ∆H0 = −56, 9 kJ

Con lo que podemos apre iar que se trata de una rea ión exotérmi a.

Por apli a ión del Prin ipio de Le Châtelier, al suministrar alor a una

rea ión exotérmi a, el equilibrio tenderá a desplazarse en el sentido en

que la rea ión sea endotérmi a, es de ir, ha ia la forma ión de NO2.

Por el ontrario, si enfriamos, el equilibrio se desplazará en el sentido

de la rea ión exotérmi a, esto es, ha ia la forma ión de tetraóxido de

dinitrógeno. En el primer aso, al aumentar la on entra ión de NO2, el

gas ontenido en el tubo de ensayo tenderá a os ure erse, su ediendo lo

ontrario en el segundo aso.

MATERIAL: Agua, hielo, loruro sódi o, obre metáli o, á ido ní-

tri o, tubos de ensayo, termómetros, vasos de pre ipitados y alefa tor

elé tri o.

142


PROCEDIMIENTO: Preparamos una mez la frigorí� a on hielo

y loruro sódi o. Por otra parte, ponemos un vaso de pre ipitados on

agua a alentar. En tres tubos de ensayo olo amos una pequeña antidad

de obre metáli o y le añadimos un ex eso de á ido nítri o. Observaremos

el ambio de olora ión del á ido nítri o, que tomará un olor verde

debido a la forma ión de nitrato de obre (II). A la vez, se observa la

forma ión de vapores rojizos de dióxido de nitrógeno.

Figura 1.97: Equilibrio NO2/N2O4

Tomamos ahora dos de estos tubos de ensayo e introdu imos uno de

ellos en la mez la frigorí� a, y el otro en el vaso que ontiene agua alien-

te. Al abo de unos minutos, veremos omo el primero de ellos adquiere

una tonalidad más lara, mientras que el gas ontenido en el tubo in-

trodu ido en agua aliente se os ure e. El ter ero de ellos se mantiene a

temperatura ambiente, on el �n de omparar las varia iones experimen-

tadas por los otros dos on el estado ini ial.

Una forma de omprobar el ará ter reversible del equilibrio es intro-

du ir el tubo previamente olo ado en agua aliente en la mez la frigo-

rí� a, introdu iéndose el otro tubo en el baño de agua aliente. Con el

paso del tiempo observaremos omo el tono del primero de los tubos se

a lara, intensi� ándose el del segundo.

143

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Equilibrio%20di%C3%B3xido%20de%20nitr%C3%B3geno%20tetra%C3%B3xido%20de%20dinitr%C3%B3geno.mp4


1.56. Forma ión de pre ipitados.

OBJETIVO: Comprobar la forma ión de espe ies insolubles al mez-

lar disolu iones de aniones y de ationes. Di has espe ies insolubles (pre-

ipitados) presentan olores ara terísti os, dependiendo del anión y el

atión que los formen.

FUNDAMENTO TEÓRICO: Determinadas sales son bastante

solubles en agua, pero al mez lar una disolu ión que ontenga un deter-

minado atión (ion positivo) A

a+

, on otra que ontenga otro determi-

nado anión (ion negativo) B

b�

, puede produ irse una rea ión quími a,

en la que el anión y el atión den lugar a una espe ie difí ilmente soluble

en agua. Se produ e enton es un pre ipitado, que poseerá distinto olor,

en fun ión del anión y del atión que lo formen.

Al produ to de las on entra iones de ada uno de los iones en la diso-

lu ión, elevado a su respe tivo oe� iente estequiométri o, se le denomina

produ to de solubilidad, K

ps

. Cuanto más insoluble sea la sustan ia, me-

nor será su produ to de solubilidad. Así, los produ tos de solubilidad del

PbI

2

y del PbCO

3

, serán, respe tivamente:

Kps(PbI2) =[

Pb2+] [

I−]2

= 7 · 10−9

Kps(PbCO3) =[

Pb2+] [

CO 2−3

]

= 6, 3 · 10−14

En esquema, las rea iones de diso ia ión ióni a y la de pre ipita ión,

pueden ser representadas de esta forma:

Anión YbBy → b Yy+ + y Bb−

Catión AxXa → x Aa+ + a Xx−

Pre ipitado Aa+ + Bb− → AbBa ↓

Siendo Xx−e Yy+

los denominados iones espe tadores, que no inter-

vienen en la rea ión, mientras que AbBa ↓ representa el pre ipitado.

MATERIAL: Disolu iones que ontengan los iones Ag

+

, Pb

2+

, Fe

2+

,

CO

2�

3

, OH

�

, I

�

, Cu

2+

, Ni

2+

y Cl

�

PROCEDIMIENTO:

Se mez lan pequeños volúmenes de los aniones y ationes que se in-

di an observándose el olor del pre ipitado obtenido en ada aso.

144


Figura 1.98: Pre ipitados

Compuesto Color

Ag

2

CO

3

Amarillo

AgCl Blan o

AgI Amarillo

Ag

2

CrO

4

Rojo

PbCO

3

Blan o

PbI

2

Amarillo

Fe(OH)

2

Verde-Pardo

CuCO

3

·Cu(OH)2

Azul verdoso

NiCO

3

Verde

REDISOLUCIÓN DE LOS PRECIPITADOS.

Una vez formados los pre ipitados, se trata ahora de redisolverlos.

Para ello emplearemos los siguientes rea tivos:

Compuesto Se redisuelve on

Ag

2

CO

3

NH

3

(aq), Na

2

S

2

O

3

AgCl NH

3

(aq)

AgI Na

2

S

2

O

3

Ag

2

CrO

4

NH

3

(aq)

PbCO

3

H

2

SO

4

PbI

2

NaOH, KI ( on .)

Fe(OH)

2

H

2

SO

4

, NH

4

Cl

CuCO

3

·Cu(OH)2

NH

3

NiCO

3

(NH

4

)

2

CO

3

145


En las siguientes imágenes podemos ver la se uen ia de la pre ipi-

ta ión del al añadir amonia o a una disolu ión de sulfato de obre (II)

(imagen izquierda), el omienzo de la redisolu ión del pre ipitado al aña-

dir mayor antidad de NH

3

(imagen entral) y la total redisolu ión de

aquel, por forma ión del omplejo Cu(NH

3

)

2+

4

al añadir ex eso de amo-

nia o (imagen dere ha).

Figura 1.99: Pre ipita ión y redisolu ión del hidróxido de obre

146

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Precipitados.mp4

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Redisolucion.mp4


1.57. Re ono imiento de iones: Fe

2+y Fe

3+

OBJETIVO: Distinguir entre los iones Fe

2+y Fe

3+mediante una

serie de pruebas en la que a ada uno de los iones se adi iona el mismo

rea tivo.

FUNDAMENTO TEÓRICO: Para distinguir los iones Fe

2+y

Fe

3+vamos a omprobar el omportamiento de ada uno de ellos on

respe to a una serie de rea tivos, omunes para ambos.

1. Rea ión on NaOH: on el ion Fe

3+se forma un pre ipitado rojizo

de Fe(OH)3. Con el ion Fe

2+se forma, en primer lugar, un pre ipi-

tado verde de Fe(OH)2 que evolu iona a olor negro, al oxidarse el

Fe

2+a Fe

3+, dando lugar a un pre ipitado de óxido ferroso-férri o.

2. Rea ión on NH3: Las rea iones on NH3 dan lugar a los mismos

produ tos que en el aso de la rea ión on NaOH, es de ir, Fe(OH)3

e hidróxido ferroso-férri o, [Fe(OH)2·Fe(OH)3℄.

Figura 1.100: Rea ión on NaOH y NH3

3. Rea ión on KSCN: Con el tio ianato de potasio, el Fe

3+produ e

el omplejo [Fe (SCN)6℄3−, de olor rojo intenso, mientras que on

el ion Fe

2+no se produ e rea ión. El olor rojo atenuado que se

observa se debe a la presen ia de Fe

3+pro edente de la oxida ión

del Fe

2+.

4. Rea ión on K4[Fe(CN)6℄: Con el ferro ianuro de potasio, el ion

Fe

3+da lugar a un pre ipitado azul intenso (azul de Prusia) de

ferro ianuro férri o, Fe4[Fe(CN)6℄3. Con el ion Fe

2+se obtiene un

pre ipitado de un olor azul más laro. La intensidad de este olor

147


Figura 1.101: Rea ión on KSCN

azul dependerá del grado de oxida ión del Fe

2+a Fe

3+e irá ha ién-

dose más os uro al avanzar el pro eso de oxida ión de hierro (II) a

hierro (III).

5. Rea ión on K3[Fe(CN)6℄: Con el ferri ianuro de potasio, el ion

Fe

3+no pre ipita, produ iéndose una olora ión pardus a, debida

al ferri ianuro férri o no ionizado, Fe[Fe(CN)6℄. Con el ion Fe

2+

se obtiene un pre ipitado de un olor azul os uro de ferri ianuro

ferroso, Fe3[Fe(CN)6℄2. (azul de Turnbull).

Figura 1.102: Rea ión on ferro ianuro y ferri ianuro

MATERIALES: tubos de ensayo, disolu iones diluidas de Fe(NO3)3,

FeCl2, NaOH, NH3, KSCN, K4[Fe(CN)6℄ y K3[Fe(CN)6℄

PROCEDIMIENTO: en in o tubos de ensayo se olo a un peque-

ño volumen de disolu ión de Fe(NO3)3 y, en otros in o tubos se olo a

disolu ión de FeCl2. Cada una de las in o parejas de tubos se somete a

la a ión de uno de los rea tivos antes indi ados.

148

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Reconocimiento%20Fe(II)-Fe(III).mp4


1.58. Re ono imiento de iones: Co

2+en pre-

sen ia de Fe

3+

OBJETIVO: Distinguir los iones Co

2+y Fe

2+en una muestra que

ontiene a ambos mediante la utiliza ión de KSCN.

FUNDAMENTO TEÓRICO: El ion Fe

3+forma on el ion SCN

−

el omplejo Fe (SCN)63−, de un intenso olor rojo. El ion Co

2+for-

ma on SCN

−(a elevada on entra ión de este ultimo ion) el omplejo

Co(SCN)42−, de olor azul. La elevada sensibilidad de la primera rea ión

ha e que el omplejo de Co (II) on tio ianato no sea visible, quedando

enmas arado por el olor rojo del omplejo Fe

3+- SCN

−. Para identi� ar

los iones Fe

3+y Co

2+presentes en una misma muestra, podemos ha er

rea ionar el Fe

3+ on ion tiosulfato. Por una parte, éste redu e al Fe

3+

a Fe

2+, que no rea iona on el SCN

−y por otra, forma on el Fe

2+un

omplejo. Las rea iones son las siguientes:

2Fe3+ + 4OH− + 2S2O2−3 �2FeO + 2H2O+ S4O

2−6

Fe2+ + 2S2O2−3 �Fe(S2O3)

2−

Figura 1.103: Complejos on Fe

3+(i) y Co

2+(d)

De esta forma, la adi ión de tiosulfato de sodio ha e que desaparez a

149


el olor rojo del omplejo Fe

3+- tio ianato y se ponga de mani�esto el

olor azul del omplejo Co

2+- tio ianato.

MATERIALES: Tubos de ensayo, disolu iones diluidas de Fe(NO3)3y

CoCl2, KSCN y Na2S2O3

PROCEDIMIENTO: Se toma en un tubo de ensayo un pequeño

volumen de disolu ión que ontiene los iones Co

2+y Fe

3+(este último

en una on entra ión muy inferior a la del Co

2+para que no se pre ise

un ex eso de tiosulfato de sodio) y se añaden unos ristales de KSCN.

Apare erá el olor rojo ara terísti o del omplejo Fe (SCN)63−, que en-

mas arará ompletamente el olor azul del omplejo Co(SCN)42−. A on-

tinua ión, añadimos tiuosulfato de sodio en estado sólido y, tras agitar,

veremos que el olor rojo que había apare ido va dejando paso a un olor

negro, debido a la forma ión de FeO y, posteriormente, all olor azul del

Co(SCN)42−

150

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Reconocimiento%20Co(II)-Fe(III).mp4


1.59. Efe to del ion omún.

OBJETIVO: Comprobar el Prin ipio de Le Chatelier en un equili-

brio de pre ipita ión y en un equilibrio á ido-base.

FUNDAMENTO TEÓRICO: Según el Prin ipio de Le Chatelier,

si sobre un sistema en equilibrio se produ e una ausa que tienda a mo-

di� arlo, el equilibrio se desplazará en el sentido que tienda a oponerse

a aquella ausa de modi� a ión. Supongamos, por ejemplo, el equilibrio

de disolu ión para una sustan ia AB po o soluble:

AB → A+ +B−

La onstante de este equilibrio heterogéneo será:

Kps = [A+][B−]

De esta forma, si alteramos la on entra ión de alguno de los iones

A+o B−

el equilibrio se desplazará en el sentido que haga que el valor

de Kps se mantenga. Así, un aumento en la on entra ión de alguno

de aquellos produ irá un desplazamiento del equilibrio, de forma que

pre ipite la sustan ia AB . Por el ontrario, una disminu ión en alguna

de di has on entra iones dará lugar a un aumento en la antidad de ABque se disuelve.

En el aso de un equilibrio á ido base, por ejemplo, para un á ido

AH :

AH +H2O ⇋ A− +H3O+ Ka =

[A−][H3O+]

[AH ]

El aumento o disminu ión de alguno de los iones que se produ e en

la rea ión dará lugar al desplazamiento del equilibrio ha ia la izquierda

o ha ia la dere ha, respe tivamente.

Una apli a ión de este prin ipio es el de la adi ión de uno de los iones

presentes en el equilibrio. En el aso de la pre ipita ión, la adi ión del ion

A+o del ion B−

dará lugar, omo se ha men ionado, a la pre ipita ión de

AB. Puesto que estos iones se en ontraban previamente en el equilibrio, el

ion añadido, A+o B−

ya existía en el equilibrio y, el efe to que produ e

sobre aquél se ono e on el nombre de efe to del ion omún . Lo

mismo su ederá en el aso de un equilibrio á ido-base al añadir la base

onjugada A−a la disolu ión del á ido AH

151


MATERIAL: vasos de pre ipitados, tubos de ensayo, indi ador uni-

versal, nitrato de plomo, loruro de sodio, á ido a éti o, á ido lorhídri o

y a etato de sodio

PROCEDIMIENTO:

Rea ión de pre ipita ión: al mez lar dos disolu iones de nitrato de

plomo (II) y loruro de sodio, se produ e la pre ipita ión del loruro

de plomo (II), una sustan ia po o soluble pero, on un produ to de

solubilidad lo su� ientemente grande para que una antidad peque-

ña de di ho loruro se pueda disolver en una antidad moderada de

agua. Filtramos la disolu ión para re oger el pre ipitado, y disol-

vemos este en agua. A ontinua ión, ponemos un volumen de esta

Figura 1.104: Pre ipita ión del PbCl2

disolu ión de loruro de plomo en un tubo de ensayo, y añadimos

loruro sódi o. Al agitar, observaremos que se ha produ ido nueva-

mente un pre ipitado de loruro de plomo, debido a la adi ión del

ion omún Cl−.

Equilibrio á ido base: Preparamos una disolu ión 1 M de á ido

a éti o y, a ontinua ión disolvemos en ésta la antidad de a etato

de sodio ne esaria para que la disolu ión sea también 1 M en di ha

sal. En el aso de la disolu ión de á ido a éti o, el pH se puede

al ular de la siguiente forma:


+]

[CH3 − COOH ]Ka =

x2

1− xpH = −log x

Mientras que para una disolu ión 1 M en á ido a éti o y en a etato

de sodio, tendremos:

pH = −logKa = pKa

152


En la prá ti a, observaremos que la adi ión de a etato de sodio pro-

du e un aumento en el pH on respe to al de la disolu ión de á ido.

Esto es debido al desplazamiento del equilibrio ha ia la dere ha por

efe to del ion a etato añadido, que a túa omo ion omún.

Figura 1.105: Varia ión del pH

En las imágenes anteriores podemos ver, en la de la izquierda, un

vaso que ontiene agua destilada on indi ador universal, que pre-

senta un olor amarillento, y otro vaso que ontiene disolu ión 1 M

en á ido a éti o y a etato sódi o. La imagen de la dere ha muestra

el ambio experimentado al añadir a ada vaso unas gotas de á ido

lorhídri o, pudiendo observarse que, en el aso del agua destilada,

el pH ha experimentado un ambio apre iable, no su ediendo así

en el aso de la disolu ión de a éti o/a etato, que a túa omo una

disolu ión reguladora del pH.

153

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Ion%20com%C3%BAn%20I.mp4

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Ion%20com%C3%BAn%20II.mp4


1.60. La lluvia de oro.

OBJETIVO: Observar la forma ión de es amas doradas de PbI

2

pro edentes de un pre ipitado previo de di ha sustan ia.

FUNDAMENTO TEÓRICO: La base teóri a de este experimen-

to se en uentra en la se ión anterior, �Forma ión de pre ipitados�. La

novedad de este experimento respe to al realizado on anterioridad, re-

side en el enfriamiento rápido de la disolu ión que ontiene el PbI

2

, lo

que provo a que este pre ipite on un aspe to distinto al que presenta

uando se produ e el pre ipitado a temperatura ambiente.

MATERIAL: disolu iones de yoduro de potasio y nitrato de plomo

en fras os on uentagotas, tubos de ensayo, vaso de pre ipitados, hielo

y me hero bunsen.

PROCEDIMIENTO: La prá ti a denominada �lluvia de oro� on-

siste, en primer lugar, en produ ir una sustan ia sólida a partir de diso-

lu iones de sustan ias solubles y después de disolverla por alentamiento,

pre ipitarla de nuevo omo �lluvia de oro�. Para ello, ini ialmente se pre-

paran en sendos vasos de pre ipitados disolu iones diluidas de yoduro

potási o y de nitrato de plomo (II), resaltándose que ambas son in o-

loras. A ontinua ión, se mez lan ambas en un tubo de ensayo on un

uentagotas (uno para ada disolu ión) y se observa la forma ión de un

pre ipitado amarillo intenso (sustan ia sólida) de yoduro de plomo (II)

(sustan ia muy insoluble en agua), que provo ará un ierto �asombro�.

La rea ión es la siguiente:

Pb2+ + 2I− → PbI2 ↓

Los iones K+y NO −

3 son los denominados iones espe tadores, que

no intervienen en la rea ión.

Posteriormente, se alentará el tubo de ensayo on pre au ión pa-

ra que no se produz a la ebulli ión de su ontenido. De esta forma, el

pre ipitado de yoduro de plomo (II) se disolverá y desapare erá el olor

amarillo, quedando la disolu ión transparente. Los alumnos mostrarán al

públi o el tubo de ensayo después de alentarlo y, �nalmente, el tubo de

ensayo será introdu ido en agua on hielo, para disminuir on rapidez la

temperatura, produ iéndose de nuevo el pre ipitado de yoduro de plo-

mo (II), pero ahora en forma de es amas doradas o �lluvia de oro�, que

154


será mostrado de nuevo al públi o para que pueda observar el ambio

produ ido.

(a) Primera pre ipita ión del PbI

2

(b) La �lluvia de oro�

Figura 1.106: Distintos aspe tos del PbI

2

155

http://jpcampillo.es/onewebmedia/La%20lluvia%20de%20oro.mp4


1.61. Complejos on Fe.

OBJETIVO: Observar iertas rea iones en que intervienen los om-

plejos del hierro [Fe(CN)6]4−, [Fe(SCN)(H2O)5]

2+ y [Fe(EDTA)]+.

FUNDAMENTO TEÓRICO: El Fe

3+rea iona on el ferro ianu-

ro de potasio, ompuesto en el que el Fe

2+forma el omplejo[Fe(CN)6]

4−

para dar:

4 Fe3+(ac) + 3 [Fe(CN)6]4− → Fe4[Fe(CN)6]3

El pre ipitado de Fe4[Fe(CN)6]3 posee un intenso olor azul (azul de

Prusia).

Por otra parte, el El Fe

3+rea iona on el tio ianato de potasio,

KSCN según:

Fe3+ + SCN− → [Fe(SCN)(H2O)5]2+

El resultado es el omplejo [Fe(SCN)(H2O)5]2+

que posee un intenso olor

rojo.

Figura 1.107: Rea ión on [Fe(CN)6]4−(i) y SCN

−(d)

Basándonos en la estabilidad muy superior del omplejo formado por

la sal disódi a del á ido etilenodiaminotetraa éti o (EDTA) on el Fe

3+

on respe to al [Fe(SCN)(H2O)5]2+, podemos ha er desapare er el olor

rojo del omplejo formado por el hierro (III) y el tio ianato por forma ión

del omplejo in oloro [Fe(EDTA)℄

+. El EDTA a túa omo se uestrante

del ion Fe

3+

MATERIAL: gradilla on tubos de ensayo, vasos de pre ipitados,

uentagotas, Fe(NO3)3 · 9H2O K4[Fe(CN)6], KSCN, EDTA (sal disódi-

a).

156


PROCEDIMIENTO: Preparamos disolu iones diluidas de nitrato

de hierro (III), ferro ianuro potási o, tio ianato potási o y EDTA. A

partir de estas disolu iones, pre edemos de la siguiente forma:

En dos tubos de ensayo vertemos unos mililitros de disolu ión de

Fe

3+. En uno de ellos añadimos una gota de disolu ión de ferro ia-

nuro, observando la apari ión del olor azul intenso del ferro ianuro

férri o. En el otro tubo, añadimos una gota de disolu ión de tio-

ianato, que produ e una intensa olora ión roja, ara terísti a del

[Fe(SCN)(H2O)5]2+.

En dos tubos de ensayo vertemos unos mililitros de disolu ión de

Fe

3+. En uno de ellos añadimos unos mililitros de disolu ión de ED-

TA. Se observa que, al añadir varias gotas de disolu ión de KSCN,

no se produ e la forma ión del olor rojo ara terísti o del omplejo

antes itado. En el segundo tubo, añadimos una gota de de diso-

lu ión de tio ianato, que produ e la ara terísti a olora ión roja.

Al añadir un pequeño volumen de la disolu ión de EDTA, desapa-

re e la olora ión roja. Ambos experimentos demuestran la mayor

estabilidad del omplejo [Fe(EDTA)]+frente al [Fe(SCN)(H2O)5]2+

157

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Complejos%20con%20hierro%202.mp4


1.62. La fuente de amonia o.

OBJETIVO: Comprobar fenómenos físi o-quími os omo el as enso

del agua en un tubo debido a la diferen ia de presiones entre sus extremos,

y el ambio de olor experimentado por la fenolftaleína al pasar de un

medio neutro a uno bási o.

FUNDAMENTO TEÓRICO: Al alentar una disolu ión on en-

trada de amonia o, se evapora éste y se re oge en un matraz invertido.

Al desplazar el amonia o el aire en el matraz, la presión en su interior

disminuye respe to a la atmosféri a al enfriarse el amonia o re ogido. Si

erramos el matraz on un tapón atravesado por un tubo e introdu imos

el extremo libre de éste en agua on unas gotas de fenolftaleína, debido

a la diferen ia de presión entre el vaso de pre ipitados y el interior del

matraz, el agua subirá por el tubo y al llegar a su extremo, disolverá el

amonia o, on lo que la presión disminuye de forma brus a en el matraz

y el agua saldrá por el tubo en forma de surtidor, ambiando a la vez de

in oloro a violeta, olor ara terísti o de la fenolftaleína en medio bási o.

MATERIAL: vaso de pre ipitados, matraz erlenmeyer, tubo de en-

sayo, tapón, tubo de vidrio, me hero bunsen, agua, disolu ión amonia o

y fenolftaleína.

(a) El agua sube por el tubo... (b) ...y se forma el surtidor

Figura 1.108: El surtidor de amonia o

PROCEDIMIENTO: Se vierte agua en vaso de pre ipitados y se

añaden unas gotas de fenolftaleína, que al pH del agua será in olora. Por

otra parte, se pone una ierta antidad de amonia o en un tubo de ensa-

yo y, sobre éste, se olo a invertido un matraz erlenmeyer. Pro edemos a

ontinua ión a alentar lentamente el tubo de ensayo, lo que provo a la

158


vaporiza ión del amonia o, que es re ogido en el matraz y, a la vez, des-

plaza el aire que ontenía aquel, lo que origina una pequeña disminu ión

de la presión on respe to a la atmosféri a.

Cuando se haya re ogido una antidad su� iente de amonia o en el

matraz, se ierra éste on un tapón atravesado por un tubo de vidrio

y se introdu e el extremo libre del tubo en el vaso de pre ipitados que

ontiene el agua on la fenolftaleína. El agua subirá por el tubo y al

llegar al extremo de éste, omenzará a disolverse el amonia o gaseoso

en el agua, originándose una nueva disminu ión de presión, lo que dará

lugar a que el agua salga en forma de surtidor por el extremo del tubo

introdu ido en el matraz. A la vez, la fenolftaleína ambiará de olor,

observándose que el surtidor toma olor violeta .

159

http://jpcampillo.es/onewebmedia/La%20fuente%20de%20amoniaco.mp4


1.63. Tres olores.

OBJETIVO: Observar tres formas de a tua ión de una disolu ión de

amonia o: frente a un indi ador á ido-base, formando un pre ipitado on

una disolu ión de nitrato de plomo y, por último, formando un omplejo

on una disolu ión de sulfato de obre.

FUNDAMENTOTEÓRICO: La fenolftaleína es un indi ado á ido-

base que es in oloro en medio á ido y presenta un olor rosado en medio

bási o. Cuando se añaden unas gotas de disolu ión de fenolftaleína a un

volumen de disolu ión de amonia o, apare e el olor rosado ara terísti o

de la fenolftaleína en medio bási o.

Si a la disolu ión de amonia o se añade una pequeña antidad del

disolu ión de Pb(NO3)2 se observa la forma ión de un pre ipitado de

olor blando de Pb(OH)2 que se produ e según la rea ión:

Pb(NO3)2 + 2NH3 + 2H2O → Pb(OH)2 + 2NH+4 + Pb(OH)2 ↓

Al añadir unas gotas de disolu ión de Cu(SO4)2 a la disolu ión de

NH3 se produ e en una primera fase, la forma ión de Cu(OH)2, de olorazul pálido para, posteriormente, formarse el omplejo Cu(NH3)

2+4 , de

olor azul intenso, según el pro eso:

Cu2+ + 4NH3 → Cu(NH3)2+4

El resultado de estos pro esos es el que puede verse en la imagen siguiente:

Figura 1.109: Tres olores

Una segunda etapa es la adi ión del ontenido de estos tres tubos de

ensayo a una disolu ión de HNO3. Para el tubo de ensayo que ontiene

160


la fenolftaleína, el olor rosado desapare e al neutralizarse el NH3 on el

HNO3, según la rea ión:

NH3 +HNO3 → NH+4 +NO−

3

El pre ipitado de Pb(OH)2 se disuelve según la rea ión:

Pb(OH)2 + 2HNO3 → Pb2+ + 2NO−

3 + 2H2O

Mientras que el omplejo de obre experimenta la rea ión:

Cu(NH3)2+4 + 4HNO3 → Cu2+ + 4NH+

4 + 4NO−

3

MATERIAL: Gradilla on tubos de ensayo, vasos de pre ipitados,

disolu iones de fenolftaleína, nitrato de plomo (II), sulfato de obre (II),

amonia o y á ido nítri o.

PROCEDIMIENTO: Se vierten unos 10 mL de disolu ión de amo-

nia o en ada uno de los tres tubos de ensayo utilizados. Al primero de

ellos se añade disolu ión de fenolftaleína, al segundo, disolu ión de ni-

trato de plomo (II), y al ter ero, disolu ión de sulfato de obre (II). Se

agitan los tubos y se observa la olora ión que apare e en ada uno de

ellos. Por último, se vierte el ontenido de ada uno en un vaso de pre-

ipitados que ontiene disolu ión de HNO3 y se observa la desapari ión

del olor en todos los asos.

161

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Tres%20colores.mp4


1.64. Determina ión de la onstante de a i-

dez del á ido a éti o.

OBJETIVO: Determinar, de forma uantitativa, la onstante de a i-

dez de un á ido, en este aso, el á ido a éti o.

FUNDAMENTO TEÓRICO: En disolu ión a uosa, el á ido a é-

ti o se diso ia de la siguiente forma:

CH3 − COOHC(1−α)

+H2O ⇋ CH3 − COO−

Cα+H3O

+

Cα

Siendo C la on entra ión del á ido, y α, su grado de diso ia ión. Como

quiera que el pH de una disolu ión responde a la expresión:

pH = − log[H3O+]

Podremos poner que: pH = − log [H3O+] = − log Cα. Si medimos el

pH de la disolu ión del á ido, ono iendo previamente la on entra ión

de la misma, podremos hallar el grado de diso ia ión, α, ha iendo:

α =10−pH

C

La onstante Kavendrá dada por:


+]

[CH3 − COOH ]=

Cα

1− α

2

MATERIALES: Vasos de pre ipitados, pipetas, balanza, pH-metro, vi-

nagre y agua destilada.

PROCEDIMIENTO: Se des ribe seguidamente ada uno de los

pasos a seguir para, posteriormente, en el apartado Cál ulos, dar los

orrespondientes valores numéri os obtenidos.

a) Determina ión de la densidad de la disolu ión: Con una pipeta,

tomamos un volumen de 10 mL de vinagre y lo introdu imos en un vaso

de pre ipitados. Pesamos di ho volumen, habiendo tarado previamente

el vaso de pre ipitados, y al ulamos la densidad, utilizando la expresión

d = m/V.

b) Determina ión de la on entra ión del vinagre en á ido a éti o:

Partiendo de la a idez del vinagre, expresada en% en masa, podemos

hallar los gramos de á ido a éti o presentes en una masa determinada,

162


Figura 1.110: Medida de la masa

masa que al ularemos multipli ando el volumen de vinagre utilizado,

V , por la densidad, determinada on anterioridad. Cono iendo la masa

mole ular del á ido a éti o, podemos al ular los moles, n, de di ho á ido

presentes en la masa antes men ionada. La molaridad de la disolu ión se

hallará de la forma: M =n

V.

) Prepara ión de una disolu ión 0,1 M: A partir del vinagre uya

on entra ión en á ido a éti o ono emos, diluimos on la antidad ne-

esaria de agua.

d) Medida del pH de la disolu ión 0,1 M: Introdu imos el pH-metro

en la disolu ión y anotamos el valor medido.

CÁLCULOS: Para un volumen de 10 mL de vinagre, hemos obte-

nido una masa de 10 g. Así pues, la densidad del vinagre es de 1 g/ m

3.

De esta forma, la masa de un volumen de 100 mL será de 100g.

Cono ida la a idez del vinagre, que en nuestro aso es del 6%, obte-

nemos que en los 100 g de aquel habrá 6 g de á ido a éti o. Cono iendo

la masa mole ular de éste (60), tendremos que, el número de moles será:

n =6

60= 0, 1

Puesto que el volumen que ontiene este número de moles es de 10 mL,

la molaridad del vinagre será:

M =0, 1

0, 1= 1

Para preparar una disolu ión 0,1 M de á ido a éti o, bastará on diluir

un volumen dado de vinagre (hemos tomado 10 mL) hasta un volumen

diez ve es mayor, esto es, 100 mL.

163


Medimos a ontinua ión el pH de esta disolu ión, que resulta ser de

2,9. De esta forma, [H3O+] = 10−2,9 = 1, 26 · 10−3

, que orresponde al

produ to de la on entra ión, C , por el grado de diso ia ión, α, tal y omo se ha visto en el apartado Fundamento teóri o. Sabiendo que la

on entra ión es 0,1 M, tendremos:

α =1, 26 · 10−3

0, 1= 1, 26 · 10−2

Figura 1.111: Medida del pH

Por último, pro edemos a al ular el valor de Kade la forma:

Ka =Cα2

1− α=

0, 1(1, 26 · 10−2)2

1− 1, 26 · 10−2= 1, 61 · 10−5

Que, omo puede verse, es similar al valor 1, 76 · 10−5, rela ionado

en algunas tablas de onstantes.

164

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Determinaci%C3%B3n%20de%20Ka%20para%20el%20%C3%A1cido%20ac%C3%A9tico.mp4


1.65. ¾De qué depende el pH de la disolu ión

de un á ido?

OBJETIVO: Comprobar que el pH de la disolu ión de un á ido

depende de la onstante de a idez del mismo y de su on entra ión.

FUNDAMENTO TEÓRICO:Según la teoría de Arrhenius, un

á ido es toda sustan ia apaz de eder protones. En una disolu ión a uosa

tiene lugar, para un á ido AH, el siguiente equilibrio de diso ia ión:

AHc0−x

+H2O ⇋ A−

x+H3O

+

x

Siendo 0la on entra ión ini ial del á ido, y x la on entra ión de

á ido diso iado. La onstante de este equilibrio, Ka, es la siguiente:

Ka =[A−][H3O

+]

[AH

Cono iendo los valores de Ka y de 0 podemos resolver la e ua ión. Si

tenemos en uenta que x = [H3O+℄, el pH la la disolu ión será: pH = - log

[H3O+℄ = -log x . De todo lo anterior podemos dedu ir que el pH de una

disolu ión de un á ido depende, tanto de la fuerza de aquél (rela ionada

dire tamente on su onstante Ka), omo de su on entra ión.

MATERIAL: gradilla on tubos de ensayo, vasos de pre ipitados

matra es erlenmeyer, indi ador universal, papel indi ador de pH, agua,

á ido tartári o y á ido as órbi o.

Figura 1.112: pH de un mismo á ido a distinta on entra ión

PROCEDIMIENTO:

165


1. Preparamos dos disolu iones de distinta on entra ión de un mismo

á ido y omprobamos, mediante el indi ador universal o el papel

indi ador que el pH de la disolu ión será menor uanto mayor sea

la on entra ión del á ido.

2. Preparamos disolu iones de la misma on entra ión de diferentes

á idos y omprobamos, de la misma manera que en el apartado

anterior, que el pH será tanto menor uanto mayor se la onstante

Ka del á ido.

3. Preparamos dos disolu iones de distinta on entra ión: la de menor

on entra ión orresponderá a un á ido de mayor valor de Ka ,

mientras la de mayor on entra ión orresponderá a un á ido de

menor Ka. Al medir el pH podemos, dependiendo del valor de las

on entra iones, omprobar que el pH de un á ido más débil puede

ser inferior al de un á ido más fuerte.

166

http://jpcampillo.es/onewebmedia/pH%20de%20un%20%C3%A1cido.mp4


1.66. Un indi ador natural: El extra to de

ol lombarda.

OBJETIVO: Obtener un indi ador natural á ido-base a partir de

un extra to al ohóli o de ol lombarda y utilizar este indi ador para

determinar, de forma ualitativa, el pH de algunas sustan ias de uso

domésti o.

FUNDAMENTO TEÓRICO: La ol lombarda se ara teriza por

poseer un tipo de ompuestos llamados anto ianinas, solubles en agua y

en etanol, y uya estru tura bási a es la anto ianidina, que es la que se

representa a ontinua ión:

Figura 1.113: Estru tura de la anto ianidina

En fun ión de uáles sean los sustituyentes R1 y R2, (H, OCH3 y OH),

se obtendrán una serie de anto ianinas que presentarán olores ara terís-

ti os. Así, uando R1 y R2 son OH y H, respe tivamente, la anto ianina

obtenida es la denominada ianina, uno de los omponentes de la ol

lombarda.

Las anto ianinas son sensibles a los ambios de pH, variando en fun-

ión de éste la estru tura de aquellas, así omo el olor que presentan. De

esta forma, las disolu iones tanto a uosas omo al ohóli as de este tipo

de sustan ias pueden omportarse omo indi adores á ido-base.

MATERIALES: Col lombarda, al ohol, papel indi ador universal,

disolu iones de pH desde 0 hasta 14, vinagre, zumo de limón, á ido lor-

hídri o de uso domésti o (salfumant), bi arbonato sódi o, lejía, amonia o

de uso domésti o y sosa áusti a.

167


Figura 1.114: Es ala de olores para pH 0-7 (i) y 7-14 (d)

PROCEDIMIENTO: Se prepara el extra to de ol lombarda tri-

turando en un mortero unas hojas de aquella �namente divididas, on

al ohol de uso domésti o. Las propor iones de ambas sustan ias no son

ne esariamente exa tas. Una vez realizado este paso, se �ltra el ontenido

del mortero, que habrá tomado un tinte violá eo, y se onserva en un re-

ipiente errado. Se dispone a ontinua ión una serie de tubos de ensayo

que ontienen, ada uno de ellos, una disolu ión de pH entero, desde 0

hasta 14. dado que no se dispone de un pH-metro, se han preparado las

disolu iones de forma que, al humede er on ellas una serie de tiras de

papel indi ador universal, se obtengan los olores más semejantes posi-

ble a los de la es ala de pH que �gura en el envase del papel indi ador.

Este pro edimiento, lejos de ser exa to es, sin embargo, lo su� ientemen-

te ade uado para ver la varia ión de olores para las disolu iones antes

men ionadas, al añadirles el extra to preparado ini ialmente.

Figura 1.115: Comportamiento de á idos y bases de uso domésti o

Como omplemento, puede omprobarse el ará ter á ido o bási o de

168


diversas sustan ias de uso domésti o. En las imágenes anteriores pueden

apre iarse las tonalidades de olor rojo (fotografía de la izquierda) que

presentan sustan ias á idas omo el salfumant, zumo de limón y vina-

gre, de izquierda a dere ha, y los olores que toma el indi ador frente a

disolu iones de ará ter bási o, omo son (de izquierda a dere ha en la

fotografía situada a la dere ha) las de bi arbonato de sodio, lejía, amonia-

o y sosa áusti a. Cabe men ionar que, debido al ará ter fuertemente

oxidante del ion ClO−presente en la lejía, ésta a túa omo un agente

de olorante, de forma que el indi ador toma el olor que puede verse en

la foto, sin que pueda determinarse por di ho olor el pH aproximado de

aquella que, por otra parte es al alino.

169

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Extracto%20de%20col%20lombarda%20como%20indicador%20de%20pH.mp4


1.67. Rea iones de hidrólisis.

OBJETIVO: Comprobar ómo la disolu ión de determinadas sales

da lugar a valores de pH desde á idos hasta bási os, pasando por el valor

7. De la misma forma, se utiliza el indi ador basado en el extra to de ol

lombarda, men ionado en la se ión anterior.

FUNDAMENTOTEÓRICO: Una sal se obtiene mediante la rea -

ión entre un á ido y una base, según el esquema:

AH + BOH → A− + B+ +H2O

Siendo AH y BOH el á ido y la base, respe tivamente. La sal AB , endisolu ión a uosa, queda diso iada en sus iones omponentes, A−

y B+.

Si tenemos en uenta que toda rea ión á ido-base puede representarse

mediante el esquema:

A1 + B2 → B1 +A:2

Representando A1 y B2 al á ido 1 y la base 2, y B1 y A2 a la base y al

á ido onjugados de A1 y B:2, respe tivamente. De esta forma, un á ido

AH dará lugar a una base onjugada A+, según la siguiente rea ión:

AH+ H2O → A− +H3O+

Donde, omo puede verse, el á ido ede un protón y el agua lo a ep-

ta, a tuando omo á ido y base de Brönsted el primero y la segunda,

respe tivamente.

Si AH es un á ido fuerte, se diso iará ompletamente, mientras que

si es débil, la anterior rea ión deberá plantearse omo el equilibrio si-

guiente:

AH+ H2O ⇋ A− +H3O+

Siendo A−la base onjugada de AH y H3O

+, el á ido onjugado del agua.El mismo esquema se puede apli ar a la base B :

B + H2O → BH+ +OH− (base fuerte)

B + H2O ⇋ BH+ +OH− (base debil)

Si el á ido o la base son fuertes, los respe tivos base y á ido onjugados,

A−y BH+

tendrán ará ter débil, por lo que no tendrá tenden ia a rea -

ionar on el agua. Si, por el ontrario, él á ido o la base son débiles, los

170


respe tivos base y á ido onjugados tendrán un ará ter relativamente

fuerte, por lo que podrán rea ionar on el agua, según:

A− +H2O ⇋ AH+OH− con una constante : Kh =[AH][OH−]

[A−]=

10−14

Ka

BH+ +H2O ⇋ B + H3O+ con una constante : Kh =

[B][H3O+]

[BH+]=

10−14

Kb

Como puede verse, el ion A−, pro edente del á ido a epta un protón

del agua, quedando iones OH−en disolu ión, por lo que el pH de aquella

será bási o. De la misma forma, el ion BH+, pro edente de la base, ede

un protón al agua, quedando iones H3O+

en disolu ión, dando lugar

a un pH á ido. Si la sal AB pro ede de un á ido fuerte y una base

fuerte, los orrespondientes iones tendrán ará ter de base y á ido débil,

respe tivamente, por lo que no experimentarán hidrólisis. El pH de una

disolu ión de una sal de este tipo será, pues, neutro.

Figura 1.116: Hidrólisis del NaNO3

En la imagen anterior se observa que al añadir el indi ador de ol

lombarda, el olor en el tubo que ontiene agua y en el que ontiene

disolu ión de NaNO3 son sensiblemente iguales, lo que indi a que no se

produ e hidrólisis en aquella disolu ión.

MATERIALES: Agua destilada, disolu iones de NaHCO3, Na2CO3,

NaNO3, NH4Cl; indi ador a base de extra to de ol lombarda, gradilla y

tubos de ensayo.

PROCEDIMIENTO: Se preparan disolu iones de Na2CO3, NaHCO3,

NH4Cl y NaNO3. Se olo a el tubo que ontiene la disolu ión entre otros

dos de pH aproximados superior e inferior al de la disolu ión, al ulados

171


de forma previa. Se mide el pH de ada una de estas disolu iones on

extra to de ol lombarda y se omprueba que el pH de aquella es bási o

para las dos primeras disolu iones, á ido para la ter era y neutro para la

uarta.

Figura 1.117: Hidrólisis á ida (i) y bási a (d)

En las imágenes anteriores, on retamente en la de la izquierda, puede

verse que el tubo que ontiene la disolu ión de NH4Cl (i) presenta un pH

inferior a 7. En la imagen de la dere ha puede apre iarse el pH al alino

de la disolu ión de Na2CO3, on un valor superior a 8.

Los olores que el indi ador de ol lombarda toma on las anteriores

disolu iones, pueden ser omparados on la imagen del apartado Un

indi ador natural: El extra to de ol lombarda , en la que puede

verse la es ala de olores para distintos valores de pH.

172

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Reacciones%20de%20hidr%C3%B3lisis.mp4


1.68. Disolu iones reguladoras.

OBJETIVO: Comprobar que la adi ión de un pequeño volumen de

á ido o base fuertes a un volumen determinado de una disolu ión que

ontiene un á ido y su base onjugada, produ e una varia ión en el pH

de aquella muy inferior a la que experimentaría, por ejemplo, el mismo

volumen de agua destilada al añadir el á ido o la base antes men ionados.

FUNDAMENTO TEÓRICO: Una disolu ión reguladora es aque-

lla que ontiene un á ido y su base onjugada en on entra iones más

o menos semejantes. Si onsideramos, por ejemplo, la rea ión entre el

á ido a éti o y el hidróxido de sodio:

CH3 − COOH+NaOH → CH3 − COONa + H2O

La sal formada, CH3-COONa, está diso iada en iones CH3−COO−

y

Na

+. El primero de estos iones, al pro eder de un á ido débil a túa frente

al agua omo una base, tal y omo se ha visto en la se ión anterior,

Rea iones de hidrólisis. Así pues, el ion CH3−COO−a túa omo

base onjugada del á ido a éti o. Cono ida la onstante de equilibrio

para di ho á ido:

CH3COOH +H2O → CH3 − COO− +H3O+ Ka =1, 76 · 10−5

Al despejar la on entra ión de protones obtendremos:

[H3O+] =

Ka[CH3 − COOH]

[CH3 − COO−]

Tomando logaritmos on signo negativo:

− log[H3O+] = − log Ka − log

[CH3 − COOH]

[CH3 − COO−]

O, lo que es igual:

pH = pKa + log[CH3 − COO−]

CH3 − COOH ]= pKa + log

[sal]

[acido]

De forma que, si [CH3 − COO−] = [CH3 − COOH]:

pH = pKa = −log1, 76 · 10−5 = 4, 75

.

173


Si adi ionamos a un volumen dado de este disolu ión, por ejemplo, 25

mL, un volumen dado de á ido fuerte (supongamos 1 mL de disolu ión

0,1 M de HCl), se produ irá la rea ión:

CH3 − COO− +H3O+ → CH3 − COOH +H2O

El número �nal de moles de ion CH3−COO−será:

25 · 10−3 · 0, 1− 1 · 10−3·, 1 = 2, 4 · 10−3

, siendo la on entra ión :

[CH3 − COO−] =2, 4 · 10−3

(25 + 1)10−3= 0, 092

De la misma forma, tendremos que el número �nal de moles de á ido será

:

moles CH3 − COOH = 25 · 10−3 · 0, 1 + 1 · 10−3 · 0, 1 = 2, 6 · 10−3

Y su on entra ión:

[CH3 − COOH] =2, 6 · 10−3

(25 + 1)10−3= 0, 1

Así pues, el pH será:

pH = 4, 75 + log0, 092

0, 1= 4, 71

Siendo la varia ión de di ho pH 4,75 - 4,71 = 0.04 unidades. Si el á ido

fuerte se hubiera añadido a 25 mL de agua destilada (pH = 7), tendría-

mos: [H3O+] =

1 · 10−3 · 0, 1

(25 + 1)10−3= 3, 85 · 10−3, on lo que pH = 2,41. Como

puede verse, en este último aso, la varia ión de pH será de 7 - 2,41 =

4,59 unidades.

De forma semejante podemos preparar una disolu ión reguladora de

Na2CO3/NaHCO3. Utilizando el razonamiento anterior, y onsiderando

que, para el equilibrio:

HCO−

3 +H2O → CO2−3 +H3O

+ Ka = 5, 6 · 10−11 y pKa = 10, 25

Tendremos que, para una disolu ión 0,1 M en NaHCO3 y 0,1 M en

Na2CO3, el pH será igual al pKa=10,25.

174


Si a 25 mL de esta disolu ión le agregamos 1 mL de disolu ión 0,1 M

de NaOH, se produ irá la siguiente rea ión:

HCO−

3 +OH− → CO2−3 +H2O

Apli ando la e ua ión vista anteriormente, pH = pKa + log[sal]

[, acido], y

sabiendo que:

[sal] =25 · 10−3 · 0, 1 + 1 · 10−3 · 0, 1

(25 + 1)10−3= 0, 1

y que :

[acido] =25 · 10−3 · 0, 1− 1 · 10−3 · 0, 1

(25 + 1)10−3= 0, 092

Tendremos que pH = 10,25 + log

0, 1

0, 092= 10, 29, on lo que la varia ión

de pH será 10,29 - 10,25 = 0,04 unidades.

MATERIAL: Gradilla on tubos de ensayo, agua destilada, NaHCO3,

Na2CO3, CH3 − COONa, CH3 − COOH, disolu iones 0,1 M de HCl y

NaOH, papel indi ador de pH y extra to de ol lombarda.

Figura 1.118: Adi ión de á ido o base a disolu iones reguladoras

Los tubos de las imágenes anteriores ontienen, el situado a la izquier-

da, disolu ión reguladora CH3 − COOH/CH3 − COONa, los dos entra-les, agua, y el situado a la dere ha, disolu ión reguladoraNaHCO3/Na2CO3.Al humede er la tira de papel indi ador situada a la izquierda de ada

uno de los tubos puede verse el olor ara terísti o que se produ e en

ada uno de los asos. En la fotografía de la dere ha, se ha añadido di-

solu ión de HCl 0,1 M a ada uno de los dos tubos de la izquierda, y

175


disolu ión de NaOH 0,1 M a los de la dere ha y se han humede ido las

tiras de papel indi ador situadas a la dere ha de ada uno de ellos. Puede

observarse que la olora ión de las tiras de papel indi ador de los tubos

que ontienen agua ha variado en gran medida, mientras que la debida a

los tubos que ontienen disolu ión reguladora, apenas ha experimentado

un ambio en su olora ión.

Cabe men ionar que la disolu ión reguladoraCH3 − COOH/CH3COO−se

ha obtenido utilizando vinagre del 6% de a idez y a etato de sodio, ob-

tenido éste por rea ión entre el vinagre y el NaHCO3. La disolu ión

presenta, pues, una olora ión que no orresponde a la de la disolu ión

reguladora obtenida utilizando á ido a éti o y a etato de sodio de labo-

ratorio, que sería in olora. No obstante, este he ho no inter�ere on el

omportamiento de la disolu ión al añadirle HCl.

PROCEDIMIENTO: Se disponen dos tubos de ensayo, uno on

10 mL de disolu ión reguladora CH3 − COOH/CH3 − COO−de pH 4,75;

on [CH3 − COOH] = [CH3 − COO−] = 0, 1 M y otro on agua destilada.

Se olo a delante de ada tubo dos tiras de papel indi ador. Con un tubo

de vidrio se toman unas gotas de ada uno de los tubos y se omprueba

su pH. A ontinua ión, se añade a ada tubo un volumen aproximado

de 1 mL de disolu ión de HCl 0,1 M, se agita y se toma, al igual que

anteriormente, unas gotas de ada disolu ión, humede iendo on ellas el

papel indi ador no utilizado. Finalmente, se añade un pequeño volumen

de extra to de ol lombarda a ada tubo, se agita y se observa la nueva

olora ión.

Figura 1.119: Color tras añadir extra to de ol lombarda

En la imagen anterior puede verse la gran varia ión que experimenta

la olora ión de los dos tubos de agua al añadir extra to de ol lombarda,

lo que indi a una gran varia ión de su pH ini ial, aproximadamente 7,

176


hasta el valor �nal en ada aso. Para ver de una forma ualitativa uál es

el valor de pH en ada aso, puede utilizarse la imagen del apartado Un

indi ador natural: El extra to de ol lombarda , en la que apare e

la es ala de olores que toman las disolu iones para valores de pH desde

0 hasta 14.

Se pro ede de la misma forma, utilizando ahora una disolu ión regu-

ladora HCO−

3 /CO2−3 de pH = 9, añadiendo posteriormente a ada tubo

una pequeña antidad de disolu ión 0,1 M de NaOH, y se observan los

ambios experimentados al añadir extra to de ol lombarda y en el papel

indi ador.

Puede omprobarse que la adi ión de base a la primera disolu ión

reguladora o de á ido a la segunda, no produ e ningún ambio apre iable

en el pH respe to a los anteriores ensayos.

177

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Disoluciones%20reguladoras.mp4


1.69. ¾Fenolftaleína oloreada en medio bá-

si o? ... ½depende!

OBJETIVO: Comprobar que la fenolftaleína puede en ontrase en

forma in olora en un medio á ido o en un medio fuertemente bási o.

FUNDAMENTO TEÓRICO: Es sabido que la fenolftaleína en

medio bási o presenta un olor rojo-violeta, mientras que en medio á i-

do es in olora. No obstante, existe una ter era forma de la fenolftaleína,

también in olora, que se da uando se en uentra en un medio fuertemen-

te bási o. Las distintas formas que presenta la fenolftaleína, en fun ión

del medio en que se en uentre, pueden ser representadas a partir de los

siguientes equilibrios:

Figura 1.120: Equilibrios entre las formas en medios á ido y bási o

Figura 1.121: Equilibrios entre formas en medios bási o y fuertemente

bási o

MATERIAL: Balanza, gradilla on tubos de ensayo, HCl omer ial

(salfumant), NaOH omer ial (sosa áusti a), agua destilada, disolu ión

hidroal ohóli a de fenolftaleína y papel indi ador.

178


PROCEDIMIENTO: Preparamos una disolu ión de NaOH, apro-

ximadamente 0,5 M (no es pre isa una on entra ión exa ta), y reparti-

mos di ha disolu ión en tres tubos de ensayo. Comprobamos el pH on

papel indi ador. Seguidamente, añadimos HCl en forma de salfumant

( on entra ión aproximada, 6 M) a uno de los tubos, hasta que la di-

solu ión se haga in olora. Comprobamos el pH de esta disolu ión para

ver que tiene ará ter á ido. Por último, añadimos NaOH sólido a uno

de los dos tubos restantes, agitando hasta que se pierde la olora ión.

Comprobamos que el pH de esta disolu ión es muy al alino.

Figura 1.122: Varia ión de olor de la fenolftaleína

En la imagen anterior podemos ver que el tubo de la dere ha tiene a su

altura dos trozos de papel indi ador, el superior que indi a un pH bási o,

orrespondiente a la disolu ión ini ial, y el inferior, un pH á ido, obtenido

al añadir HCl. El tubo de la izquierda es aquel al que se ha añadido NaOH

sólido, pudiendo omprobarse que el pH de la disolu ión obtenida es muy

al alino, omo demuestra el trozo inferior de papel indi ador, situado en

la arte inferior izquierda de la imagen.

179

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Fenolftale%C3%ADna%20incolora%20en%20medio%20b%C3%A1sico.mp4


1.70. Rea iones on aluminio.

OBJETIVO: Observar la rea iones del aluminio on un á ido (HCl)

y una base (NaOH). Comprobar también ómo la rea ión del aluminio

on iones Cu

2+se produ e on mu ha mayor rapidez en presen ia de unos

ristales de loruro sódi o.

FUNDAMENTO TEÓRICO: El aluminio se ombina on á ido

lorhídri o según la siguiente rea ión:

2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2

Que onstituye una rea ión redox, uyas semirrea iones son las siguien-

tes:

Al− 3e− → Al3+

Cu2‘+ + 2 e− → Cu

El aluminio se oxida, mientras el ion obre (II) se redu e.

El aluminio también rea iona on el hidróxido sódi o, en la siguiente

forma:

2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2

Al(OH)3 +NaOH → Al(OH)−4 +Na+

Como puede verse, el una primera fase, el aluminio rea iona on el agua

para formar hidróxido de aluminio e hidrógeno. Posteriormente, el hidró-

xido de aluminio rea iona on los iones OH−para formar el omplejo

Al(OH)−4 .Por último, el aluminio rea iona on el ion Cu

2+. No obstante, esta

rea ión es sumamente lenta, pudiendo a elerarse al añadir a la disolu-

ión que ontiene di ho ion unos ristales de NaCl. Esta sustan ia a túa

sobre la pelí ula de óxido de aluminio que existe sobre la super� ie de

este metal, favore iendo el onta to dire to entre el Al y el Cu

2+. Las

rea iones que se produ en son las siguientes:

Al− 3 e− → Al3+

Cu2+ + 2 e− → Cu

2H+ + 2 e− → H2

MATERIAL: Aluminio en pequeños fragmentos, sulfato de obre

pentahidratado, loruro de sodio, á ido lorhídri o, hidróxido sódi o,

180


agua destilada, detergente, vaso de pre ipitados, pla a alefa tora, tu-

bos de ensayo, tapón de or ho, tubo de sili ona.

PROCEDIMIENTO:

Rea ión on HCl: En un tubo de ensayo se olo a una pequeña

antidad de aluminio. Se añade un ierto volumen de á ido lorhí-

dri o (de uso domésti o) y se ierra el tubo on un tapón de or ho

atravesado por un tubo de sili ona, introdu iendo el otro extremo

del tubo en un re ipiente que ontiene agua on detergente líqui-

do. Al abo de po os segundos empieza a apre iarse la rea ión

quími a on el onsiguiente desprendimiento de hidrógeno, que se

mani�este formando burbujas en el re ipiente que ontiene agua y

detergente líquido. Al a er ar una erilla a estas burbujas, se pro-

du e el estallido de las mismas, produ iéndose un sonido audible.


Rea ión on NaOH: El pro edimiento es muy similar al anterior.

Tras poner en el tubo de ensayo una pequeña antidad de alumi-

nio y disolu ión de hidróxido sódi o, se ierra el tubo omo en el

experimento anterior, introdu iendo el extremo libre del tubo de

sili ona en una disolu ión de detergente líquido en agua. Para a e-

lerar la rea ión, se introdu e el tubo de ensayo en un baño María.

De la misma manera que antes, observaremos el desprendimiento

de hidrógeno y el estallido de las burbujas formadas al a er ar una

erilla en endida.

Rea ión on el ion Cu2+: En dos tubos que ontienen, ada uno de

ellos, disolu ión 1M de CuSO4 · 5H2O se introdu en pequeños frag-

181


mentos de aluminio. En uno de ellos se introdu en, además, unos

ristales de loruro sódi o. Observaremos que, en el tubo que no

ontiene esta sal, el aluminio permane e inalterado durante bas-

tante tiempo, mientras que en el otro, el aluminio omienza rá-

pidamente a re ubrirse de un depósito rojizo de obre metáli o.

Simultáneamente, se observa el desprendimiento de burbujas de hi-

drógeno.

Figura 1.124: Rea ión del Al on el Cu

2+

182

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Reacciones%20con%20aluminio.mp4


1.71. Con entra ión de una lejía.

OBJETIVO: Determinar de forma experimental la on entra ión de

una lejía, expresada en tanto por iento de hipo lorito sódi o.

FUNDAMENTO TEÓRICO: Se pude medir la on entra ión de

una lejía de uso domésti o, expresada en fun ión de su on entra ión en

hipo lorito de sodio. Para ello, ha emos rea ionar una muestra de di ha

lejía on peróxido de hidrógeno, según el pro eso:

NaClO + H2O2 → NaCl + H2O+O2

Como puede verse, un mol de hipo lorito de sodio da lugar a la for-

ma ión de un mol de oxígeno. Re ogido éste, de forma que en unas on-

di iones ambientales ono idas podamos medir su volumen, podremos

ono er la antidad de hipo lorito sódi o presente en las masa de lejía

que hayamos tomado.

Figura 1.125: Desprendimiento de oxígeno

MATERIAL: vasos de pre ipitados, balanza, pipeta on aspirador,

matraz erlenmeyer, tapón de au ho horadado, tubo de sili ona, jeringa

hipodérmi a ubeta on agua, probeta, lejía y peróxido de sodio (en nues-

tro aso, hemos utilizado uno del 30 por iento, aunque la on entra ión

puede ser inferior, siempre a osta de la velo idad de la rea ión).

PROCEDIMIENTO: Cono ida la densidad de la lejía, tomamos un

volumen de 5 mL y lo introdu imos en el matraz enlenmeyer. Tapamos

el mismo on un tubo de au ho al que está unido un tubo de sili ona

que introdu iremos en una probeta llena de agua e invertida sobre una

ubeta que ontiene agua. En el tapón introdu imos la aguja de la jeringa

hipodérmi a y argamos ésta on un determinado volumen de peróxido

183


de hidrógeno. Vertemos éste en el interior del matraz erlenmeyer, obser-

vando el desprendimiento de oxígeno , que va desplazando el agua en el

interior de la probeta invertida. Una vez terminada la rea ión, medimos

el volumen de oxígeno y, on las ondi iones de presión y temperatura

del experimento, realizamos los ál ulos pertinentes.

CÁLCULOS: Los datos de los que partimos son los siguientes:

Volumen lejía: 5 m3

Densidad lejía: 1,2 g/ m3

Volumen H2O2 : 2,5 m3

Volumen aire + O2 : 76 m3

Presión: 998,63 hPa (0,99 atm)

Temperatura: 17,36º C (290,36 K)

Apli ando la e ua ión de los gases:

0, 997, 6− 2, 5

1000= n · 0, 082 · 290, 36

De donde obtenemos: n = 3·10

−3moles O2 Este número de moles

oin ide on el número de moles de NaClO, tal omo se ha indi ado

anteriormente en la rea ión ajustada.

La masa de NaClO será:

m = 3·10−3·74, 5 = 0, 22 g

La masa del volumen de lejía empleado es: mL = 5·1,2 = 6 g. La

on entra ión de la lejía, expresada en tanto por iento en masa de NaClO

es, �nalmente:

c =0, 22

6100 ≃ 3, 7%

184

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Concentraci%C3%B3n%20de%20una%20lej%C3%ADa.mp4


1.72. Viaje del verde al azul.

OBJETIVO: Oxidar el obre metáli o on peróxido de hidrógeno en

medio á ido, obteniéndose loruro de obre (II), de olor verde. Al añadir

agua, se observará la forma ión de la sal hidratada CuCl2 · 2H2O.

FUNDAMENTOTEÓRICO: En los pro esos de oxida ión-redu ión

una de las sustan ias a túa omo oxidante y la otra omo redu tora, de-

pendiendo de los poten iales normales de redu ión de ada una de ellas

y de las ondi iones del medio.

La sustan ia que se oxida pierde ele trones y por tanto aumenta su

número de oxida ión, mientras que la que se redu e gana ele trones, on

lo que disminuye su número de oxida ión, inter ambiándose los ele trones

puestos en juego desde el redu tor al oxidante.

Cuando ha emos rea ionar hilo de obre �namente dividido on pe-

róxido de hidrógeno, observamos que no o urre nada, ya que el medio

es neutro y para que el peróxido de hidrógeno a túe omo oxidante es

pre iso que el medio sea á ido. Si añadimos á ido lorhídri o al hilo de

obre, tampo o se produ e la oxida ión, ya que el obre es un metal po o

a tivo en la es ala de oxida ión y el á ido lorhídri o no es un oxidante,

sino un redu tor.

Cuando mez lamos las tres sustan ias, el peróxido de hidrógeno, al

en ontrarse en un medio á ido, a túa omo un poderoso oxidante, apaz

de óxidar al obre y al á ido lorhídri o.

REACCIONES: Las rea iones que tienen lugar son las siguientes:

Oxida ión:

Cu → Cu

2+

+ 2e−

2Cl− → Cl2 + 2e−

Redu ión:

H2O2 + 2H+ + 2e− → 2H2O

Rea ión ióni a global:

Cu + 2H2O2 + 4H+ → Cu2+ + Cl2 + 4H2O

Rea ión mole ular global:

Cu + 2H2O2 + 4HCl → CuCl2 + Cl2 + 4H2O

185


MATERIAL: Hilo de obre �namente dividido, peróxido de hidró-

geno al 30%, á ido lorhídri o omer ial, tubo de ensayo pyrex de 2 en-

tímetros de diámetro, soporte metáli o on pinza y nuez doble, pipetas

graduadas y peras para pipetas.

PROCEDIMIENTO: En el tubo de ensayo sujeto on una pinza

y nuez doble a un soporte metáli o, se introdu en 0,2 gramos de Cu

metáli o en virutas �nas. A éste le añadimos 2 ml de HCl omer ial

on una pipeta provista de pera de su ión. Se observará que no o urre

ninguna rea ión.

A ontinua ión, añadimos 4 ml de peróxido de hidrógeno en el tubo

de ensayo. El efe to es inmediato: se observará un intenso burbujeo y un

desprendimiento de alor, ya que la rea ión es fuertemente exotérmi a.

La disolu ión resultante adquiere un olor verde intenso debido a la

sal formada de Cu

2+

(CuCl2).

Finalmente, esperamos unos minutos, hasta que hayan desapare i-

do los rea tivos y termine el burbujeo (debido a la forma ión de loro

elemental) y añadimos al tubo de ensayo agua destilada on un fras o

lavador. Observaremos el viraje de olor de verde intenso a azul, debido

a la forma ión del omplejo [Cu(H2O)6]2+.

Figura 1.126: Cloruro de obre y loruro de obre dihidratado

EXPLICACIÓN: Al añadir al Cu metáli o el HCl no hay rea ión,

ya que el Cl

�

del á ido no puede a tuar omo oxidante sobre el obre (los

dos son redu tores). Cuando, posteriormente, añadimos el H

2

O

2

, que es

un oxidante muy fuerte en medio á ido (HCl), oxida a ambos, el Cu y

el Cl

�

, formándose CuCl

2

y Cl

2

. El peróxido de hidrógeno se redu e a

agua.

Por último, al añadir agua a estos produ tos de rea ión, el CuCl

2

,

186


de olor verde intenso, absorbe agua y forma el omplejo [Cu(H

2

O)

6

℄

2+

,

de olor azul.

187

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Oxidaci%C3%B3n%20del%20cobre.mp4


1.73. Rea ión entre el á ido sulfúri o y el

permanganato de potasio.

OBJETIVO: Observar la rea ión del permanganato de potasio on

á ido sulfúri o, que da lugar a la forma ión de óxido de manganeso (VII),

ompuesto de gran rea tividad.

FUNDAMENTO TEÓRICO: El á ido sulfúri o rea iona on el

permanganato potási o según:

2H2SO4 + 2KMnO4 → Mn2O7 + 2KHSO4 +H2O

El heptaóxido de dimanganeso, una sustan ia de olor verde os uro,

posee un gran poder oxidante. Una posible expli a ión de di ho poder

se basa en la des omposi ión espontánea del Mn2O7, produ iendo ozono,

según la rea ión:

Mn2O7 → 2MnO2 +O3

El ozono es apaz de provo ar la ombustión de sustan ias tales omo la

a etona, etanol o algodón.

Figura 1.127: Forma ión del heptaóxido de dimanganeso

MATERIALES: Cápsula de por elana, vidrio de reloj, varilla de

vidrio, á ido sulfúri o, permanganato potási o, algodón, a etona y papel

de �ltro.

PROCEDIMIENTO: Se olo an unos po os ristales de perman-

ganato potási o en un vidrio de reloj. Se introdu e la varilla de vidrio

en el á ido sulfúri o y, a ontinua ión, se to a on aquella el perman-

ganato potási o, observándose la forma ión del Mn2O7. Por último, se

188


to a on la varilla el papel de �ltro impregnado en a etona (o etanol),

observándose la apari ión inmediata de llamas. De forma alternativa, se

puede ha er arder algodón no impregnado en otra sustan ia, olo ando

una ierta antidad de aquel en una ápsula de por elana que ontiene

el heptaóxido de dimanganeso.

Figura 1.128: Combustión de la a etona

189

http://jpcampillo.es/onewebmedia/H2SO4-KMnO4.mp4


1.74. Estados de oxida ión del manganeso

OBJETIVO: Comprobar que ada uno de los seis estados de oxida-

ión del manganeso se ara teriza por presentar un olor ara terísti o,

diferente en todos los asos.

FUNDAMENTOTEÓRICO: Partiendo de una disolu ión de KMnO4

, de olor violeta, en la que el estado de oxida ión del Mn es +7, vere-

mos que, dependiendo del medio (á ido, bási o o neutro), este estado de

oxida ión variará en fun ión de la rea ión de oxida ión-redu ión que se

produz a en ada aso.

a) En medio bási o: El KMnO4 en medio fuertemente bási o (disolu-

ión on entrada de NaOH) puede ambiar su estado de oxida ión a +6

o a +5. Este último es bastante inestable y para obtenerlo, es ne esario

que la disolu ión de NaOH se en uentre a baja temperatura. No obstan-

te, on el trans urso del tiempo, el ionMnO3−4 se des ompone en MnO2−

4 y

MnO2 Las transforma iones del ion MnO−

4 serán las siguientes:

MnO−

4 (violeta) + 1 e− → MnO2−4 (color verde)

MnO−

4 + 2 e− → MnO3−4 (color azul)

b) En medio neutro: El MnO−

4 rea iona on el H2O2 en medio neu-

tro para produ ir un pre ipitado de MnO2 de olor pardo os uro. La

redu ión del MnO−

4 es la siguiente:

MnO−

4 + 4H+ + 3 e− → MnO2(pardo oscuro) + 2H2O

) En medio á ido: En una primera etapa, el KMnO4 rea iona on

el H2O2para produ ir un pre ipitado marrón de Mn(OH)3según:

MnO−

4 + 8H+ + 4 e− → Mn3+ + 4H2O

La posterior adi ión de peróxido de hidrógeno disuelve este pre ipita-

do para dar lugar al ion Mn

2+, in oloro o levemente rosado, siendo la

semirrea ión:

MnO−

4 + 8H+ + 5 e− → Mn2+ + 4H2O

MATERIALES: Hidróxido sódi o, á ido sulfúri o, peróxido de hi-

drógeno, permanganato potási o, agua, y gradilla on tubos de ensayo.

190


PROCEDIMIENTO: Se preparan disolu iones 3 M de á ido sul-

fúri o, 6 M de hidróxido de sodio, 0,01 M de permanganato de potasio

y una disolu ión de peróxido de hidrógeno al 3%.y se produ en las rea -

iones quími as omo se ha des rito en el apartado Fundamento teóri o.

Figura 1.129: Estados de oxida ión III (i) a VII (d)

191

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Estados%20oxidaci%C3%B3n%20manganeso.mp4


1.75. Oxida ión de haluros por halógenos.

OBJETIVO: Observar la apa idad que posee un halógeno de oxidar

a un haluro en fun ión del poten ial de redu ión de ada uno de los

sistemas halógeno/haluro.

FUNDAMENTO TEÓRICO: El poten ial de redu ión está re-

la ionado on la tenden ia de una espe ie quími a a disminuir su estado

de oxida ión. Para medir el poten ial de una elda galváni a, onstitui-

da por una forma oxidada y una redu ida, se onstruye una pila on dos

eldas galváni as,o ele trodos, asignándose a una de ellas un poten ial de

referen ia. Si uno de los ele trodos es el ele trodo normal de hidrógeno,

uyo poten ial, por onvenio es 0 V, la diferen ia de poten ial entre uno

de los ele trodos y el de referen ia será el poten ial de ese ele trodo.

Cuanto mayor sea el poten ial de redu ión de un ele trodo, tanto

mayor será la tenden ia de la forma oxidada a asar a la forma redu ida.

A la inversa, para un poten ial negativo, la tenden ia será la de pasar de

la forma redu ida a la oxidada.

En el aso de los halógenos loro, bromo y yodo, los poten iales de

redu ión son los siguientes:

ε0Cl2/Cl− = +1, 36V ε0Br2/Br

− = +1, 09V ε0 I2/I− = +0, 54V

Así pues, podremos a�rmar que el poten ial de redu ión está rela ionado

on el ará ter oxidante de la espe ie uyo estado de oxida ión es mayor.

Según esto, el loro es más oxidante que el bromo, y este, a su vez, que

el iodo.

Según lo anterior, la rea ión: Cl2 + 2Br− → 2Cl− + Br2 será posi-

ble, mientras que la rea ión Br2 + 2Cl−−

→ Cl2 + 2Br− no se puede

produ ir de forma espontánea. Lo mismo su ederá para las rea iones

Cl2 + 2 I− → 2Cl− + I2 y I2 + 2Cl−−

→ 2 I− + Cl2 y Br2 + 2 I−−

→ 2Br− + I2y I2 + 2Br− → 2 I− −+Br2 . En olor verde se representan las rea iones

que tienen lugar de forma espontánea, y en rojo las que no se produ en.

Los poten iales para ada una de las rea iones que tienen lugar son los

siguientes:

ε0(Cl2/Br−) = ε0 (Cl2/Cl

−)− ε0 (Br2/Br−) = +1, 36− 1, 09 = +0, 25V

ε0(Cl2/I−) = ε0 (Cl2/Cl

−)− ε0 (I2/I−) = +1, 36− 0, 54 = +0, 82V

ε0(Br2/I−) = ε0 (Br2/Br

−)− ε0 (I2/I−) = +1, 09− 0, 54 = +0, 55V

192


Figura 1.130: Cl2/Br−, Cl2/I

− yBr2/I−

MATERIAL: gradilla on tubos de ensayo, fras os uentagotas,

agua destilada, lejía domésti a, á ido lorhídri o, loruro sódi o, bro-

muro potási o y ioduro potási o, antisépti o a base de povidona iodada

(Betadine

©).

PROCEDIMIENTO:

Rea ión Cl2 −Br : en un tubo de ensayo mez lamos una pequeña

antidad de lejía domésti a y á ido lorhídri o. Se produ irá la

siguiente rea ión:

2HCl + NaClO → Cl2 +H2O+NaCl

Sobre el tubo que ontiene el loro formado, se vierten unas gotas

de KBr, observándose que apare e el olor pardo-anaranjado del

bromo.

Rea ión Cl2- I−: En un tubo de ensayo produ imos loro de la

forma anteriormente des rita. Vertemos en el tubo unas gotas de

disolu ión de KI y observamos la apari ión del olor marrón os uro,

orrespondiente al I2 que, al en ontrarse en estado sólido, da lugar

a un pre ipitado.

Rea ión Br2 - I−: se obtiene Br2 omo se ha des rito anteriormente.

Al verter en el tubo de ensayo unas gotas de disolu ión de KI, se

observa la forma ión de I

2, omo en el aso anterior.

Para omprobar que las rea iones I2/Br−, I_2/Cl

−y Br2/Cl

−no tienen

lugar, empleamos, para las dos primeras unas gotas de povidona iodada,

que ontiene iodo mole ular, sobre unos mL de disolu ión de KBr y NaCl,

respe tivamente. En el aso de Br2/Cl−, produ imos el Br2 omo se ha

193


des rito on anterioridad y vertemos en el tubo de ensayo que lo ontiene

unas gotas de disolu ión de NaCl, obteniendo un resultado negativo, al

igual que en los otros dos experimentos.

194

http://jpcampillo.es/onewebmedia/OXIDACI%C3%93N%20HALUROS-HAL%C3%93GENOS.mp4


1.76. Oxida ión del tiosulfato de sodio on

peróxido de hidrógeno.

OBJETIVO: Comprobar el efe to que ejer e una disolu ión regula-

dora sobre la varia ión del pH de una disolu ión, en la que se está pro-

du iendo á ido sulfúri o por oxida ión del tiosulfato de sodio por parte

del peróxido de hidrógeno.

FUNDAMENTO TEÓRICO: El tiosulfato de sodio es oxidado a

á ido sulfúri o por el peróxido de hidrógeno según la rea ión:

Na2S2O3 + 4H2O2 → Na2SO4 +H2SO4 + 2H2O

Si se realiza esta rea ión en un medio bási o, omo el que se obtiene

al disolver el tiosulfato de sodio junto on hidróxido sódi o, el á ido

sulfúri o produ ido rea ionará on el hidróxido sódi o hasta que este se

onsuma totalmente. Si, por otra parte, se añade a la anterior disolu ión

una ierta antidad de a etato de sodio, el ion a etato pro edente de este

ompuesto experimentará una rea ión de hidrólisis. Las rea iones que

tienen lugar son las siguientes:

CH3 − COONa → CH3 − COO− +Na+

CH3 − COO− +H2O → CH3 − COOH +OH−

El par CH3 − COOH/CH3 − COO− onstituye un me anismo de re-

gula ión del pH, de forma que la produ ión de á ido sulfúri o no produ e

una varia ión rápida, sino gradual, del pH de la disolu ión.

Figura 1.131: Disolu ión on a etato (i) y sin a etato (d)

En la fotografía anterior puede observarse que, al añadir indi ador

universal a dos vasos de pre ipitados que ontienen la misma antidad

195


de tiosulfato de sodio e hidróxido de sodio disueltos en los mismos volú-

menes de agua, on la salvedad de que uno de ellos, orrespondiente a la

denominada omo disolu ión A, ontiene además una pequeña antidad

de a etato de sodio, la varia ión del pH on respe to al tiempo es más

lenta en la disolu ión A que en la B, omo se pone de mani�esto en el

ambio de olor de ambas.

MATERIAL: Balanza, vasos de pre ipitados, tiosulfato sódi o, a e-

tato sódi o, hidróxido de sodio, peróxido de hidrógeno del 30% , agua y

disolu ión de indi ador universal de pH.

Figura 1.132: Color de las disolu iones A y B al abo de 30 minutos

PROCEDIMIENTO: Se prepara una disolu ión A, que ontiene

2,1 g de tiosulfato de sodio; 1 g de a etato de sodio y 0,2 g de hidróxido

de sodio y añadiendo agua destilada hasta un volumen de 150 mL. Asi-

mismo, se prepara una disolu ión B, que ontiene las mismas sustan ias

y antidades que la disolu ión A, salvo el a etato de sodio, que no se

in luye. Por último, preparamos una disolu ión C, que ontiene 14 mL

de peróxido de hidrógeno y agua destilada hasta un volumen total de 40

mL.

A ontinua ión, ponemos en ada una de las disolu iones A y B unas

gotas de disolu ión de indi ador universal de pH, on lo que ambas diso-

lu iones tomarán un olor azul-violeta, y añadimos a ada una de ellas

la mitad del volumen de la disolu ión C. Observaremos que al abo de

algunos segundos, se ini ia un ambio de olor en la disolu ión B. Trans-

urrido algo más de tiempo, los olores de ambas disolu iones tienden a

igualarse. Este olor se mantiene durante bastante tiempo, lo que podría

indi ar que, en las ondi iones en que tiene lugar la rea ión, el pro eso

es bastante lento. Al abo de 30 minutos observaremos que el olor de

196


la disolu ión A ha experimentado una pequeña varia ión, mientras que

la disolu ión B ha tomado en ese tiempo una tonalidad rojo-naranja,

ara terísti a de valores bajos de pH.

197

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Oxidacion%20del%20tiosulfato%20con%20per%C3%B3xido%20de%20hidr%C3%B3geno%20Thiosulfate-peroxide%20reaction.mp4


1.77. Evolu ión de la rea ión del tiosulfato

sódi o on á ido lorhídri o: Pro edi-

miento olorimétri o.

OBJETIVO: Observar mediante un pro edimiento olorimétri o la

evolu ión de la rea ión del tiosulfato sódi o on á ido lorhídri o.

FUNDAMENTO TEÓRICO: El tiosulfato sódi o se ombina on

el á ido lorhídri o según la rea ión:

Na2S2O3+2HCl → 2NaCl + S + SO2 +H2O

Uno de los produ tos de la rea ión es el azufre, que se presenta en

estado oloidal, lo que produ e un enturbiamiento de la disolu ión, que

va aumentando on el trans urso del tiempo, hasta que la rea ión se

ompleta.

Un pro edimiento para seguir la evolu ión de la rea ión es el método

olorimétri o. En nuestro aso, utilizaremos en lugar de un foto oloríme-

tro, un dispositivo formado por una fotorresisten ia, una fuente de láser

y un multímetro, dispositivo que hará las ve es del foto olorímetro y nos

permitirá observar la evolu ión del la rea ión mediante la varia ión del

valor de la fotorresisten ia, valor que podemos medir on el multímetro.

Figura 1.133: Representa ión grá� a 1/R-t

Mediante este pro edimiento podemos obtener una una representa-

ión grá� a de los valores de la resisten ia frente al tiempo, lo que nos

permitirá a su vez una estima ión más o menos aproximada del tiempo

que tarda en produ irse la rea ión. En las anteriores imágenes podemos

198


ver los valores de la inversa de la resisten ia en fun ión del tiempo, y la

orrespondiente representa ión grá� a

.

MATERIAL: Agua destilada, tiosulfato sódi o, á ido lorhídri o de

uso domésti o, vaso de pre ipitados, tubos de ensayo, matraz erlenmeyer,

fotorresisten ia ( olo ada en el interior de una aja), multímetro, ables

de onexión, y fuente de láser.

Figura 1.134: Dispositivo experimental

PROCEDIMIENTO: Preparamos una disolu ión 0,05 M de tiosul-

fato sódi o y tomamos unos 10 mL de la misma en un tubo de ensayo.

Sobre ella se vierte aproximadamente 1 mL de disolu ión 1 M de á ido

lorhídri o y se observa a simple vista la evolu ión de la rea ión.

Figura 1.135: Azufre oloidal

Posteriormente, se repite el pro edimiento anterior pero, en esta o a-

sión, el tubo de ensayo se introdu e en el re ipiente que ontiene la fo-

torresisten ia. Se one tan la fuente de láser y el multímetro y se va

199


observando el valor de la resisten ia medida por éste. Al abo de po o

más de tres minutos, la rea ión ha trans urrido ompletamente.

200

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Reacci%C3%B3n%20tiosulfato%20s%C3%B3dico-%C3%A1cido%20clorh%C3%ADdrico%20Sodium%20thiosulfate-Hydrocloric%20acid%20reaction.mp4


1.78. Rea iones en blan o y negro.

OBJETIVO: Visualizar diversos tipos de rea iones quími as, omo

son las de pre ipita ión, á ido-base y oxida ión-redu ión.

FUNDAMENTO TEÓRICO: En este experimento utilizaremos

uatro disolu iones, que llamaremos A, B, CyD , respe tivamente. La

omposi ión de ada una de ellas es la siguiente:

Disolu ión A: Tintura de iodo, vinagre blan o, á ido as órbi o (has-ta desapari ión del olor ara terísti o de la tintura de iodo) y al-

midón.

Disolu ión B: Disolu ión de lejía (hipo lorito de sodio) en agua.

Disolu ión C: Disolu ión de sal de Epsom (MgSO4 · 7H2O) y una

pequeña antidad de á ido as órbi o.

Disolu ión D: Disolu ión de NH

3

de uso domésti o.

Figura 1.136: Disolu iones obtenidas al mez lar A y B (i), y C y D (d)

En la disolu ión A, la adi ión de á ido as órbi o produ e la redu ióndel I

2

a I

�

, on lo que se pierde el ara terísti o olor violeta de la tintura

de iodo. Al añadir a esta disolu ión la disolu ión B, el ion hipo lorito

presente en ella produ irá la oxida ión del ion ioduro a iodo. El onjunto

de las dos disolu iones toma el olor azul muy os uro, ara terísti o del

omplejo formado por el ion I

�

3

y el almidón, presente en la disolu ión A.Por otra parte, la mez la de las disolu iones C y D provo ará la

forma ión de hidróxido de magnesio, que se pone de mani�esto omo un

pre ipitado de olor blan o que enturbia la disolu ión.

201


Cuando, por último, se mez lan las dos disolu iones obtenidas a partir

de A y B por una parte, y de C y D por la otra, el vinagre pro edente de

la disolu ión A disuelve el pre ipitado de hidróxido de magnesio, mientras

el ex eso de á ido as órbi o de la disolu iónC redu e al iodo a ioduro.

De esta forma desapare en, tanto la turbidez de la disolu ión mez la de

C y D, omo el olor azul os uro que se forma al mez lar las disolu iones

A y B.

Figura 1.137: El hipo lorito oxida al ioduro

MATERIAL Y REACTIVOS: matra es erlenmeyer, vasos de pre-

ipitados, balanza, probetas, vinagre blan o, amonia o y lejía de uso do-

mésti o, tintura de iodo, á ido as órbi o, sal de Epsom , almidón y agua.

PROCEDIMIENTO: Se preparan las disolu iones A, B, C y D

según se indi a en el apartado Fundamento teóri o. Se mez lan A y

B por una parte, y C y D por la otra. Se observa la apari ión de una

olora ión azul muy os ura en la mez la de A y B, y de una turbidez

blanque ina en la de C y D. Mez lamos a ontinua ión las dos disolu iones

resultantes, observando que la disolu ión resultante queda in olora.

202

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Reacciones%20en%20blanco%20y%20negro.mp4


1.79. Redox y pre ipita ión,

OBJETIVO: Observar rea iones de oxida ión-redu ión y de pre-

ipita ión que tienen lugar de forma simultánea en un tubo de ensayo.

FUNDAMENTO TEÓRICO: El tiosulfato sódi o, Na2S2O3 es

oxidado por el permanganato potási o en medio á ido según la siguiente

rea ión ajustada en forma ióni a:

2MnO−

4 + 16H+ + 10 S2O2−3 → 2Mn2+ + 5S4O

2−6 + 8H2O

De forma simultánea, el tiosulfato en ex eso se des ompone en medio

á ido en azufre oloidal y dióxido de azufre, según la rea ión ióni a:

2H+ + S2O2−3 → SO2 + S + H2O

Por otra parte, el ion Ba

2+rea iona on el ion SO

2−4 para dar un

pre ipitado insoluble de BaSO4. La rea ión es:

Ba2+ + SO2−4 → BaSO4

MATERIAL Y REACTIVOS: permanganato potási o, tiosulfato

sódi o, loruro de bario, á ido sulfúri o, agua, y gradilla on tubos de

ensayo.

Figura 1.138: Redox y pre ipita ión

PROCEDIMIENTO: Se preparan las siguientes disolu iones: una

disolu ión 2 M en Na2S2O3, una disolu ión 2 M en BaCl2 , y una ter era

disolu ión, que será simultáneamente 2 M en á ido sulfúri o y 0,0025 M

en KMnO4 , y que denominaremos disolu ión D. En tres tubos de ensayo

se disponen las siguientes antidades:

203


Tubo A: uatro volúmenes de disolu ión de tiosulfato sódi o.

Tubo B: un volumen de disolu ión de tiosulfato sódi o y tres volú-

menes de disolu ión de loruro de bario.

Tubo C: uatro volúmenes de disolu ión de loruro de bario.

Al añadir a ada uno de los tubos unas gotas de disolu ión D, observa-

remos lo siguiente:

Tubo A: el olor violeta del permanganato desapare e, a la vez que

el líquido se vuelve opales ente, debido a la forma ión de azufre

oloidal.

Tubo B: el olor violeta del permanganato desapare e, mientras

que se forma un pre ipitado blan o de sulfato de bario (mez lado

también on una pequeña antidad de azufre oloidal).

Tubo C: se forma un pre ipitado blan o de sulfato de bario, uyo

olor resulta enmas arado por el olor violeta de la disolu ión de

permanganato que, en este aso, no rea iona.

204

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Redox%20y%20precipitaci%C3%B3n.mp4


1.80. 4 EN 1.

OBJETIVO: Comprobar ómo una sustan ia ( arbonato de sodio),

debido a su ará ter bási o en disolu ión a uosa puede, utilizando el rea -

tivo ade uado, dar lugar a rea iones quími as de uatro tipos diferentes:

á ido-base, oxida ión-redu ión, forma ión de omplejos y forma ión de

pre ipitados.

FUNDAMENTO TEÓRICO: El ion arbonato, pro edente del

arbonato sódi o, experimenta en disolu ión a uosa el siguiente pro eso

de hidrólisis:

CO2−3 +H2O → HCO−

3 +OH−

Podemos ver, así, que la disolu ión de arbonato sódi o presentará un

ará ter bási o. Di ho ará ter podrá ser puesto de mani�esto mediante

la utiliza ión de un indi ador. En nuestro aso, hemos utilizado el ex-

tra to de ol lombarda. El pH al alino de la disolu ión de arbonato de

sodio da lugar a que el indi ador tome un olor verde, omo puede verse

en la siguiente imagen.

Figura 1.139: La disolu ión de arbonato sódi o es al alina

Un segundo experimento está basado en que, en medio bási o, el iodo

mole ular experimenta el siguiente pro eso redox:

I2 + 2 e− → 2 I−

2H2O+ I2 − 2 e− → 2 IO− + 4H+

205


Es de ir, el iodo experimenta simultáneamente dos pro esos: uno, de oxi-

da ión, da lugar al ion hipoiodito, IO−, mientras que el otro, de redu ión,

produ e I−. La rea ión global es la siguiente:

I2 + 2OH− → I− + IO− +H2O

Utilizando una disolu ión de iodo (obtenida a partir del produ to

omer ial Betadine) de, aproximadamente, el 0,5%, veremos que, al

añadir arbonato de sodio, di ha disolu ión se de olora, lo que se expli a

por la desapari ión del I2 al produ irse la rea ión redox antes indi ada.

La presen ia o ausen ia de iodo mole ular puede ponerse de mani�esto

tomando dos tubos de ensayo, onteniendo ada uno disolu ión diluida

de iodo. A uno de ellos se le añade arbonato de sodio y, a ambos, se

le añade una disolu ión de almidón al 1%. El tubo al que no se haya

añadido arbonato de sodio tomará un olor azul intenso, mientras que

el otro, permane erá in oloro.

Figura 1.140: Disolu ión de iodo sin(i) y on (d) arbonato sódi o

El arbonato sódi o, al proveer un medio bási o, produ e la pre ipi-

ta ión de hidróxido férri o a partir de una disolu ión de a etato férri o,

según:

Fe3+ + 3OH− → Fe(OH)3 ↓

.En un primer momento, se produ e la rea ión entre el arbonato

sódi o y el ex eso de á ido a éti o de la disolu ión que ontiene el a e-

tato férri o, lo ual se mani�esta en la apari ión de espuma, debida al

dióxido de arbono formado. Posteriormente, se forma el pre ipitado de

206


hidróxido férri o, de aspe to gelatinoso y olor pardo. Este puede verse

en la siguiente imagen:

Figura 1.141: Pre ipitado de hidróxido férri o

Por último, la adi ión de arbonato de sodio a una disolu ión di-

luida de sulfato de obre pentahidratado produ e, en un primer mo-

mento, la forma ión de un pre ipitado de arbonato bási o de obre,

Cu(OH)2 · CuCO3, de olor azul turquesa. La adi ión de un ex eso de

arbonato sódi o produ e la redisolu ión de aquel, dando lugar, aparen-

temente a la forma ión de un omplejo de fórmula [Cun(OH)2n−2]2+, de

olor azul más intenso que el pre ipitado de arbonato bási o de obre.

Figura 1.142: Redisolu ión del pre ipitado

MATERIAL: Vasos de pre ipitados, tubos de ensayo, agua, solu-

207


ión de a etato férri o (obtenido previamente al ha er rea ionar vinagre

de limpieza on lana de a ero), disolu ión diluida de iodo, obtenida al

diluir en agua un pequeño volumen de povidona iodada (nombre omer-

ial, Betadine), extra to de ol lombarda, almidón , y sulfato de obre

pentahidratado.

PROCEDIMIENTO: En in o tubos de ensayo se olo an: diso-

lu ión diluida de iodo ( en los dos primeros), extra to de ol lombarda,

disolu ión onteniendoFe3+, y disolu ión diluida de sulfato de obre, res-

pe tivamente. Se vierte una pequeña antidad de arbonato de sodio

sólido en ada tubo (salvo en uno de los que ontienen solu ión iodada)

y se observa el resultadeo en ada aso. Por último, a los dos tubos que

ontenían disolu ión iodada se les añade unos mililitros de disolu ión de

almidón, observándose que, sólo el ontenido del tubo al que no se ha adi-

ionado arbonato de sodio adquiere un olor azul intenso, ara terísti o

del omplejo formado por el I−3 y el almidón.

208

http://jpcampillo.es/onewebmedia/4%20en%201.mp4


1.81. Propulsión a horro.

OBJETIVO: Comprobar los efe tos visibles de una rea ión entre

un oxidante enérgi o (KMnO

4

) y el H

2

O

2

, que, en este aso a túa omo

redu tor.

FUNDAMENTO TEÓRICO: La oxida ión es el pro eso de pér-

dida de ele trones, mientras la redu ión onsiste en la ganan ia de ele -

trones. La rea ión entre permanganato potási o y peróxido de hidrógeno

se puede des omponer en las siguientes semirrea iones:

MnO −

4 + 8H+ + 5e− → Mn2+ + 4H2O Redu ión

H2O2 − 2e− → O2 + 2H+Oxida ión

que dan omo resultado la rea ión global:

2MnO −

4 + 5H2O2 + 6H+ → 2Mn2+ + 5O2 + 8H2O

Figura 1.143: Forma ión de la nube gaseosa

PROCEDIMIENTO: Esta rea ión genera un horro de gas, asi

instantáneo y a gran presión. Para realizar la prá ti a se utiliza omo

re ipiente una botella de agua o de refres o de dos litros sujeta a un so-

porte. En ella se vierte un volumen de peróxido de hidrógeno (los alumnos

re ordarán al públi o que esta sustan ia les puede resultar familiar en su

209


botiquín asero) medido on pre isión para no sobrepasar el límite que

pueda ha er peligrosa la rea ión. A ontinua ión, tomando la pre au-

ión de alejar la ara de la bo a de la botella, se añade una antidad

previamente pesada de permanganato potási o, envuelta en un pequeño

papel de �ltro (para que todo el permanganato entre a la vez en onta to

on el peróxido de hidrógeno).

Se observará que se desprende ha ia arriba una nube gaseosa a pre-

sión, y se expli ará que se trata de una mez la de oxígeno, produ ido en

la rea ión, y vapor de agua. Una vez que esa la salida de gases, se podrá

observar que la rea ión produ ida es muy exotérmi a, ya que la disolu-

ión de dióxido de manganeso (MnO

2

) que queda en el medio de rea ión

se mantiene hirviendo durante unos minutos. Una apli a ión prá ti a de

esta experien ia es la propulsión a horro, basada en el prin ipio físi o de

�a ión y rea ión�, y la on entra ión de los rea tivos, que en este aso

puede permitir al anzar una temperatura de hasta 500º C.

210

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Oxidaciones%20con%20permanganato.mp4


1.82. La pila Daniell.

OBJETIVO: Elaborar una pila utilizando disolu iones 1 M de sulfa-

to de obre pentahidratado y sulfato de zin , y medir el orrespondiente

poten ial normal. Asimismo, se pretende determinar el poten ial de la

pila uando la on entra ión de una de las espe ies tiene una molari-

dad distinta de 1. Por último, se determinará la on entra ión de una

disolu ión problema de alguna de las dos sales antes men ionadas.

FUNDAMENTO TEÓRICO: La pila Daniell está onstituida

por dos semipilas, una de ellas formada por una disolu ión 1 M de

CuSO

4

·5H

2

O en la que se introdu e un ele trodo de obre, y otra forma-

da por una disolu ión 1 M de ZnSO

4

en la que se introdu e un ele trodo

de zin . Las dos semipilas están unidas por un puente salino, onstituido

por una disolu ión on entrada de KCl.

Al unir las dos semipilas mediante el puente salino y one tar los

ele trodos al polímetro, éste señala una diferen ia de poten ial que o-

rresponde a la diferen ia entre los poten iales normales de redu ión y

de oxida ión, E

0catodo- E

0anodo, ya que, apli ando la e ua ión de Nernst y

siendo [Cu

2+℄ = 1 y [Zn

2+℄ = 1, tendremos para ada una de las semipilas:

Ecatodo = E0Cu2+/Cu −

0, 059

2log

1

[Cu2+]= E0

Cu2+/Cu

Eanodo = E0Zn2+/Zn

−0, 059

2log

1

[Zn2+]= E0

Zn2+/Zn

Para determinar la on entra ión de una disolu ión problema, por

ejemplo, de CuSO

4

, formamos la pila on una semipila de ZnSO

4

1 M y

la otra on la disolu ión de CuSO

4

on entra ión des ono ida. Apli ando

la e ua ión de Nernst, tendremos:

Epila = E0Cu2+/Cu − E0

Zn2+

/Zn−

0, 059

2log

1

[Cu2+]

La on entra ión de la disolu ión de CuSO

4

se podrá obtener de:

log [Cu2+] =2(Epila − ECu2+/Cu + EZn2+/Zn)

0, 059(I)

on lo que, al tomar antilogaritmos, obtendremos la on entra ión de

la disolu ión.

211


MATERIALES: CuSO

4

·5H

2

O, ZnSO

4

, KCl, algodón, agua destila-

da, vasos de pre ipitados, balanza, matra es aforados, tubo en U, polí-

metro y ables de onexión.

Figura 1.144: Pila Daniell on disolu ión de on entra ión des ono ida

PROCEDIMIENTO: Pesamos las antidades ne esarias de CuSO

4

y ZnSO

4

para preparar disolu iones 1 M. Disolvemos ada una de es-

tas antidades en agua y las introdu imos en sendos matra es aforados

de 250 ml, ompletando on agua hasta enrasar. Pasamos ada una de

las disolu iones a un vaso de pre ipitados y preparamos una disolu ión

on entrada de KCl, introdu iéndola a ontinua ión en un tubo en U y

tapando los extremos de éste on algodón. Introdu imos los ele trodos de

obre y zin en las disolu iones de sus respe tivos iones, olo amos entre

ellas el puente salino (disolu ión de KCl ontenida en el tubo en U) y

unimos los ele trodos metáli os mediante ables de onexión al políme-

tro. La medida de éste orresponderá a la diferen ia entre los poten iales

normales E

0Cu2+/Cu- E

0Zn2+/Zn.

Para determinar la on entra ión de una disolu ión problema de CuSO

4

se prepara di ha disolu ión utilizando una antidad indeterminada de es-

ta sal y se pro ede omo anteriormente. La on entra ión de la disolu ión

se podrá obtener de la e ua ión (I)

212

http://jpcampillo.es/onewebmedia/La%20Pila%20Daniell.mp4


1.83. Pila magnesio- obre.

OBJETIVO: Elaborar una pila utilizando disolu iones 1 M de sul-

fato de obre pentahidratado y sulfato de magnesio, y medir el orres-

pondiente poten ial normal.

FUNDAMENTO TEÓRICO: Con el mismo fundamento que la

pila Daniell, des rita en el apartado anterior, vamos a elaborar una pila

on ele trodos de magnesio y de obre. En este aso el ele trodo negativo

o ánodo, donde se produ e la oxida ión, será la semipila: Mg | Mg

2+(1

M), para lo ual introdu iremos un ele trodo metáli o de magnesio (un

trozo de inta de magnesio), mientras que el ele trodo positivo o átodo,

donde se produ e la redu ión) será la semipila: Cu

2+(1 M) | Cu, formada

por un ele trodo de obre metáli o introdu ido en una disolu ión 1 M de

CuSO4.

Uniendo las dos semipilas mediante un puente salino (elaborado on

un papel de �ltro impregnado de disolu ión de KNO3 ), tendremos la

pila:

Mg|Mg2+(1M)||Cu2+(1M)|Cu

Hay que ha er onstar que los resultados obtenidos, debido a los di-

versos errores de medida que se pueden haber ometido en la prepara ión

del experimento, deberán ser tenidos en uenta desde un punto de vista

ualitativo, omprobando, por ejemplo, que el poten ial de esta pila es

superior al de la pila Daniell, on la ual tiene en omún el ele trodo

Cu

2+(1 M) | Cu. que a túa omo átodo en ambos asos. Podremos,

de esta forma, y teniendo en uenta los poten iales de redu ión de los

ele trodos, justi� ar por qué el poten ial de la pila magnesio- obre es

superior al de la pila Daniell.

MATERIALES: vasos de pre ipitados, balanza de laboratorio, mul-

tímetro, ables de onexión, papel de �ltro, agua, nitrato de potasio, sul-

fato de obre pentahidratado, sulfato de magnesio heptahidratado (sal

de Epsom), alambre de obre y inta de magnesio.

PROCEDIMIENTO: preparamos, pesando las antidades ade ua-

das de las respe tivas sales, disolu iones 1 M de MgSO4 y CuSO4 y o-

lo amos ada una de ellas en un vaso de pre ipitados. Preparamos una

disolu ión de KNO3 e impregnamos en ella un papel de �ltro, que utili-

zaremos omo puente salino. Introdu imos ada uno de los extremos del

papel en uno de los vasos y olo amos en ada uno de ellos el ele trodo

213


orrespondiente. Unimos mediante ables de onexión ada uno de los

ele trodos metáli os al orrespondiente terminal del multímetro (ánodo

al terminal negativo y átodo al positivo). Cone tamos el multímetro y

medimos la diferen ia de poten ial.

Figura 1.145: Pila magnesio- obre

Podemos observar que, al ambiar la polaridad, one tando el ánodo

al terminal positivo y el átodo al negativo, el poten ial medido por el

multímetro ambia de signo. Asimismo, podemos observar que uando

se retira el puente salino, el poten ial medido por el multímetro se ha e

nulo.

214

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Pila%20magnesio-cobre.mp4


1.84. Predi ión del poten ial de una pila.

OBJETIVO: Prede ir, de una forma teóri a, el poten ial de una

determinada pila a partir de los poten iales de otras dos, que tienen un

ele trodo omún, y omprobar experimentalmente el valor del poten ial

de aquella para ompararlo on el valor teóri o.

FUNDAMENTO TEÓRICO: El poten ial de una pila puede ser

expresado de la forma:

ε0pila =ε0catodo−ε0anodo

Si elaboramos la pila Zn-Cu, tendremos que el átodo es el ele trodo

Cu

2+/Cu, mientras que el ánodo será el ele trodo Zn

2+/Zn. De forma

simpli� ada, representaremos el poten ial de la pila por:

ε0Zn/Cu =ε0Cu−ε0Zn

Si ahora onstruimos la pila magnesio-zin , tendremos:

ε0Mg/Zn =ε0Zn−ε0Mg

Sumando los poten iales de estas dos pilas, tendremos:

ε0Zn/Cu − ε0Mg/Zn =ε0Cu−ε0Zn + (ε0Zn−ε0Mg) = ε0Cu−ε0Mg = ε0Zn/Cu

Es de ir, podremos prede ir el poten ial de una determinada pila ombi-

nando los poten iales de dos pilas que tengan un ele trodo omún.

Figura 1.146: Pilas Mg/Cu y Zn/Cu

MATERIALES: vasos de pre ipitados, tubo en U, multímetro, ele -

trodos de obre, magnesio y zin , disolu iones 1 M de CuSO4, MgSO4,

Zn SO4y disolu ión de KNO3( para formar el puente salino)

215


PROCEDIMIENTO: Construimos ada una de las pilas Mg/Zn,

Mg/Cu y Zn/Cu introdu iendo ada ele trodo metáli o en la disolu ión

1 M de su orrespondiente ion. Unimos los ele trodos metáli os al mul-

tímetro mediante ables de onexión, y medimos los poten iales en ada

uno de los asos Con los datos obtenidos experimentalmente, podemos

obtener la siguiente tabla:

Pila Poten ial medido (V) Poten ial al ulado (V) Error (%)

Mg/Zn 0,84 0,79 5,95

Mg/Cu 1,087 1,92 2,6

Zn/Cu 1,08 1,03 4,63

216

http://jpcampillo.es/onewebmedia/pilas%20galv%C3%A1nicas.mp4


1.85. Pila on ele trodos inertes.

OBJETIVO: Elaborar una pila donde las semirrea iones de oxi-

da ión y de redu ión tengan lugar entre espe ies ióni as, por lo que

emplearemos ele trodos inertes de gra�to.

FUNDAMENTO TEÓRICO: El ioduro de potasio rea iona en

medio débilmente á ido on el permanganato potási o, según la rea ión

en forma mole ular:

2KMnO4 + 8HCl + 6KI�MnO2 + 4H2O+ 3 I2 + 8KCl

Puesto que la rea ión es espontánea, podemos formar la siguiente

pila galváni a:

C|I−|I2||MnO4− + 4H+|MnO2 + 2H2O|C

En la que, omo puede verse, se han empleado dos ele trodos inertes

de gra�to.

MATERIALES: vasos de pre ipitados, balanza de laboratorio, mul-

tímetro, ables de onexión, papel de �ltro, agua, ele trodos de gra�to

(obtenidos de una pila salina), nitrato de potasio, permanganato potási-

o, ioduro de potasio.

Figura 1.147: Pila on ele trodos inertes

PROCEDIMIENTO: Para omprobar que la rea ión entre ioduro

de potasio y permanganato de potasio se produ e de forma espontánea,

tomamos un pequeño volumen de disolu ión de KI y añadimos unas gotas

de á ido lorhídri o y unas gotas de disolu ión de permanganato potási-

o, observándose la forma ión de un pre ipitado pardus o. Comprobado

217


esto, onstruimos la pila preparando disolu iones 1 M de KMnO4 y KI,

uniendo ambas mediante un puente salino, elaborado omo se des ribe en

el apartado anterior. Se introdu e en ada uno de los vasos de pre ipita-

dos un ele trodo de gra�to y se one ta ada uno de ellos a un terminal

del multímetro, omprobándose que el ánodo orresponde al ele trodo

C|I−|I2 y el átodo al MnO4− + 4H+|MnO2 + 2H2O|C . Por último, o-

ne tamos el multímetro y medimos la diferen ia de poten ial.

Al igual que en la prá ti a anterior, y por las mismas ausas, debe

darse a los resultados un valor puramente ualitativo.

218

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Electrodos%20inertes.mp4


1.86. La pila de Volta.

OBJETIVO: Comprobar que mediante un onjunto de pla as de

zin y de obre alternadas y separadas por un paño humede ido en un

á ido, se puede obtener una diferen ia de poten ial, dando lugar a una

pila.

FUNDAMENTO TEÓRICO: Al olo ar los ele trodos de obre

y de zin en un medio á ido, tendrán lugar las siguientes rea iones:

Zn

0→Zn

2+

+2 e

−(Oxida ión)

2H

+

+2e

−→H

2

(Redu ión)

Con lo que, la rea ión global será:

Zn

0

+2H

+→Zn

2+

+H

2

Lo que su ede porque el obre se oxida on mu ha mayor di� ultad

que el zin .

MATERIALES: Pla as de obre y de zin , gomas elásti as, vinagre,

bayeta de o ina, hilo de obre, polímetro y diodo LED.

Figura 1.148: Componentes de la pila de Volta

PROCEDIMIENTO: En primer lugar, formamos una pila utili-

zando una pla a de obre y una de zin , separadas por un uadrado de

219


bayeta, humede ido en vinagre. Mediante un polímetro se mide la dife-

ren ia de poten ial entre las pla as, que resulta ser er ana a 1 voltio.

Aso iando dos de estas pilas, y one tando entre sus extremos un diodo

LED, observaremos que se ilumina. Si intentásemos ha er lo mismo on

una bombilla de linterna (aunque aso iemos mayor número de pilas indi-

viduales), no obtenemos resultado, puesto que la intensidad suministrada

por la pila es muy pequeña. Si se aso ian seis de estas pilas individuales,

podemos omprobar mediante el polímetro que la diferen ia de poten-

ial entre los extremos de la aso ia ión es, aproximadamente, seis ve es

superior al valor ini ialmente obtenido.

Figura 1.149: Pila de Volta on un limón

(a) (b)

Figura 1.150: Corriente generada al to ar las pla as

Basándonos en lo anterior, podemos elaborar una pila on un par

de ele trodos, uno de obre y otro de in , introdu idos, por ejemplo,

en un limón. Este nos suministra el medio á ido ne esario para que se

establez a una diferen ia de poten ial entre los dos ele trodos

220


Al introdu ir los ele trodos en el limón, se omprueba on el voltí-

metro que se produ e di ha diferen ia de poten ial. A ontinua ión, se

sustituye el voltímetro por un diodo LED y se observa que éste se ilumina.

Por último, podemos omprobar la resisten ia elé tri a del uerpo

humano utilizando una pila de Volta. Si tomamos una pla a de obre

y otra de zin y unimos ambas a un mi roamperímetro omprobaremos

que al olo ar las manos, una sobre ada una de las pla as, se errará el

ir uito, on lo que el mi roamperímetro registrará paso de orriente.

La intensidad de di ha orriente dependerá de la resisten ia elé tri-

a ejer ida por el uerpo humano. Di ha resisten ia depende tanto de

fa tores ara terísti os de la persona, omo pueden ser la edad, el grado

de humedad de la piel y otros, omo de fa tores externos, tales omo la

temperatura o la humedad relativa del aire.

221

http://jpcampillo.es/onewebmedia/La%20pila%20de%20Volta.mp4


1.87. Corrosión ele troquími a.

OBJETIVO: Comprobar el fenómeno de la orrosión en un lavo

de a ero, observando la presen ia en éste de zonas anódi as, donde se

produ e este fenómeno, y de zonas atódi as, donde no se mani�esta.

FUNDAMENTO TEÓRICO: La orrosión ele troquími a onsis-

te en la oxida ión de un metal hasta transformarse en un ion positivo.

Di ha orrosión se debe a la forma ión de pilas ele troquími as, formadas

por un ánodo y un átodo. En el ánodo, se produ e el fenómeno de la

oxida ión, en el que el metal, introdu ido en un ele trolito, se transforma

en un ion positivo. En el átodo, el pro eso que tiene lugar es el inverso,

esto es, el de redu ión.

Si introdu imos un lavo de a ero en un ele trolito (en nuestro aso,

una disolu ión de loruro sódi o a la que se han añadido pequeñas an-

tidades de disolu ión de ferri ianuro potási o y fenolftaleína), se forma

una pila ele troquími a en la que las zonas anódi as son aquellas en que

la energía de enla e entre los átomos es menor que en el resto del lavo,

que onstituye la zona atódi a. Las zonas anódi as son aquellas en que

se ha realizado un pro eso me áni o, omo son la abeza y la punta, y

también ualquier otra parte que haya experimentado una deforma ión.

La existen ia de zonas anódi as y atódi as en un lavo se pone de

mani�esto al introdu irlo en la disolu ión de ele trolito antes men iona-

da. En el ánodo se produ e el siguiente pro eso de oxida ión:

Fe− 3 e− → Fe3+

Mientras que en el átodo, se produ e el siguiente pro eso de redu ión:

O2 + 2H2O+ 4 e− → 4OH−

La presen ia del ferri ianuro potási o en la disolu ión da lugar a la si-

guiente rea ión:

Fe3+ + [Fe(CN)6]3− → Fe[Fe(CN)6]

El Fe[Fe(CN)6]presenta un olor azul ara terísti o (azul de Prusia).

Por otra parte, el pro eso de redu ión da lugar a la forma ión de iones

OH

−, on lo que la zona que rodea al átodo tiene un pH al alino que

produ irá el efe to de olorear de rosa la fenolftaleína ontenida en la

disolu ión.

222


Para observar on mayor nitidez las olora iones produ idas, hemos

preparado una disolu ión que, aparte de los omponentes antes indi ados,

ontiene agar-agar, lo que propor iona un medio de elevada vis osidad

que ha e que la apari ión de las zonas oloreadas se produz a gradual-

mente.

Figura 1.151: Tras quin e minutos (i) y dos horas (d)

MATERIALES: Pla as de Petri, vaso de pre ipitados, alefa tor

elé tri o, loruro sódi o, ferri ianuro potási o, fenolftaleína, agar-agar,

lavos de a ero.

PROCEDIMIENTO: En un vaso de pre ipitados que ontiene 3

g de loruro sódi o en un volumen aproximado de 80 mL de disolu ión

a uosa, se añade 1 g de agar-agar y se alienta hasta ebulli ión. Poste-

riormente, se añaden a esta disolu ión unos ristales de ferri ianuro de

potasio y, aproximadamente, 1 mL de disolu ión al ohóli a de fenolfta-

leína. Se vierte la disolu ión en dos pla as de Petri, olo ándose en la

primera de ellas un lavo de a ero y,en la segunda, un segundo lavo,

que hemos doblado previamente. Con el trans urso del tiempo, veremos

que, en el primer aso, en los extremos del lavo apare e un olor azul de

ferri ianuro ferroso, mientras que el resto del lavo se apre ia una tona-

lidad rosada. En el segundo aso ( lavo doblado), podemos apre iar que,

aparte de los extremos, apare e una tonalidad azul en la zona en que se

ha produ ido la urvatura.

En las siguientes imágenes podemos ver el aspe to que presenta ada

uno de los lavos, trans urrido un tiempo aproximado de dos horas. En el

lavo no deformado se puede apre iar una zona anódi a que ubre gran

parte de su longitud

223


Figura 1.152: Aspe to del lavo no urvado trans urridas unas dos horas

Por otra parte, el lavo deformado presenta, además de las dos ante-

riores, una zona anódi a que oin ide on la zona de deforma ión.

Figura 1.153: Aspe to del lavo urvado trans urridas dos horas

224

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Corrosi%C3%B3n%20electroqu%C3%ADmica%20Galvanic%20corrosion.mp4


1.88. Ele trolisis.

OBJETIVO: Separar el agua y disolu iones de sales en sus ompo-

nentes por a ión de la orriente elé tri a.

FUNDAMENTO TEÓRICO:

Al introdu ir dos ele trodos, de gra�to en agua on una pequeña

antidad de disolu ión de á ido sulfúri o, se produ en las siguientes rea -

iones:

2H2O → O2 + 4H+ + 4e− Oxida ión

2H2O+ 2e− → H2 + 2OH−Redu ión

Con lo que, la rea ión global será:

2H2O → 2H2 +O2

MATERIALES: Fuente de alimenta ión, ele trodos de gra�to, vaso

de pre ipitados, tubos de ensayo, agua destilada y disolu ión de á ido

sulfúri o.

Figura 1.154: Ele trolisis del agua

PROCEDIMIENTO: Se one ta ada uno de los ele trodos a un

able y se introdu en en un vaso de pre ipitados on agua. Se llenan dos

tubos de ensayo on agua destilada y se introdu en, invirtiéndolos en el

vaso de pre ipitados, de forma que ada uno de ellos rodee uno de los

ele trodos. Se añaden un pequeño volumen de disolu ión de á ido sul-

fúri o al vaso y se one tan los ables a la fuente de alimenta ión. Se

225


observará que el nivel del agua en ada uno de los tubos de ensayo va

disminuyendo, debido al desprendimiento de hidrógeno y de oxígeno, res-

pe tivamente, que desplazarán al agua. Observaremos que la disminu ión

de volumen en uno de los tubos será doble que en el otro, lo que se debe

a que se produ e doble volumen de hidrógeno que de oxígeno al pasar la

orriente elé tri a. También se puede realizar ele trolisis de disolu iones

de sales omo, por ejemplo, el sulfato de obre (II) o el ioduro de potasio.

En el primer aso, las rea iones que tienen lugar son:

2H2O → O2 + 4H+ + 4e− Oxida ión

2Cu2+ + 2e− → 2Cu Redu ión

Mientras que en la ele trolisis del KI, tendremos:

2I− − 2e− → I2 Oxida ión

2H2O+ 2e− → H2 + 2OH−Redu ión

Figura 1.155: Ele trolisis del KI

Por último, en la ele trolisis del CuSO

4

, los pro esos serán los siguien-

tes:

Cu2+ + 2e− → Cu0>Redu ión

Cu0 − 2e− → Cu2+Oxida ión

Hemos utilizado en esta última ele trolisis dos ele trodos de obre.

Como puede verse en las imágenes siguientes, uno de los ele trodos (aquel

226


donde se produ e la redu ión del ion Cu

2+

)se re ubre de una apa ne-

gruz a de obre metáli o,mientras que en el otro ele trodo, al produ irse

el pro eso opuesto (paso de Cu

0

a Cu

2+

), se observa un pro eso de di-

solu ión del mismo que se puede omprobar por la pérdida de masa que

experimenta, tras haber ir ulado por él la orriente elé tri a durante un

ierto tiempo.

Figure 1.156: Ánodo y átodo en la ele trolisis del sulfato de obre

227

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Electrolisis%20del%20sulfato%20de%20cobre.mp4

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Electrolisis%20del%20KI.mp4


1.89. Ele trolisis en olores.

OBJETIVO: Poner de mani�esto mediante un indi ador á ido-base,

que en la ele trolisis del agua, el ele trodo positivo (ánodo) queda rodea-

do por un medio á ido, mientras que el ele trodo negativo, o ánodo, se

en uentra en un medio bási o

FUNDAMENTO TEÓRICO: La ele trolisis del agua viene repre-

sentada por los siguientes pro esos:

Anodo (oxidacion) : 2 H2O � 4e−�O2 + 4H+

Catodo (reduccion) : 2 H2O+ 2 e−�H2 + 2OH−

Como vemos de las anteriores semirrea iones, el ánodo se en uentra

en un medio á ido, mientras que el átodo lo está en un medio bási o.

La presen ia de un indi ador á ido-base, en nuestro aso, el extra to

obtenido de la ol lombarda produ iría que ada ele trodo se rodee de

una zona oloreada, de distinto olor para ada ele trodo. La que se

en uentra alrededor del ánodo quedará oloreada on un tono rosa/rojo,

mientras que la que rodea al átodo adquirirá una tonalidad verde. En la

siguiente imagen podemos ver el olor tomado por el indi ador en medio

á ido (i), neutro ( ) y bási o (d). omo elemento de ompara ión

Figura 1.157: Colora ión del indi ador en distintos medios

Normalmente, la ele trolisis del agua in luiría la adi ión a ésta de

unas gotas de á ido sulfúri o, pero, para no enmas arar la olora ión del

indi ador, hemos utilizado agua destilada on una antidad muy pequeña

de loruro sódi o para aumentar su ondu tividad.

228


MATERIALES: fuente de alimenta ión (o varias pilas aso iadas

para suministrar un voltaje aproximado de 9 V), ables de onexión,

ele trodos de arbón, ápsula de Petri, indi ador de ol lombarda, loruro

sódi o, y agua destilada.

PROCEDIMIENTO: En una ápsula de Petri se olo a un volu-

men de agua destilada, a la que hemos añadido unos po os ristales de

loruro sódi o. Se añaden unos mililitros de extra to de ol lombarda y

se introdu en los ele trodos, one tando ada uno de ellos a un borne de

la fuente de alimenta ión. Se one ta la fuente y se observa la evolu ión

del olor en ada ele trodo. Como se ha indi ado anteriormente, el ánodo

Figura 1.158: Evolu ión de la ele trolisis

quedará rodeado de una tonalidad rosá ea, lo que indi a un medio á i-

do, mientras que el átodo lo hará de una tonalidad verdosa, siendo esto

indi io de un medio bási o.

229

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Electrolisis%20en%20colores.mp4


1.90. Migra ión de iones por a ión de un

ampo elé tri o.

OBJETIVO: Observar la a ión de la orriente elé tri a sobre la

mez la de dos disolu iones de sales oloreadas: sulfato de obre (II) y

di romato de potasio.

FUNDAMENTO TEÓRICO: Una disolu ión que ontiene iones

y en la que se introdu en dos ele trodos, argados respe tivamente de

forma positiva y negativa, la lugar a un fenómeno de migra ión de los

iones: por una parte, aquellos que poseen arga negativa (denominados

aniones), son atraídos por el ele trodo positivo (ánodo), mientras que

los iones positivos, o ationes, son atraídos por el ele trodo negativo

( átodo). Si los iones presentan olora ión, omo su ede on los iones

di romato, de olor amarillo-naranja y obre (II), de olor azul, on el

trans urso del tiempo, la mez la ini ial, de un olor marrón laro, da lugar

a una separa ión de olores, de forma que la zona más er ana al ánodo

toma el olor anaranjado ara terísti o del ion Cr

2

O

2�

7

, mientras que en

la zona más próxima al átodo, apare e una olora ión azul, debida al

Cu

2+

, tal y omo puede verse en la siguiente imagen:

Figura 1.159: Migra ión de iones (1)

MATERIALES: fuente de alimenta ión de , pla a alefa tora,

ápsula de Petri, tubo en U, ele trodos de ni rom, ables de onexión,

vasos de pre ipitados, uentagotas, tapones, varilla on soporte, nuez y

pinza, agua, agar agar, sulfato de obre (II), sulfato de sodio y di romato

de potasio.

PROCEDIMIENTO: Vamos a realizar este experimento de dos

maneras diferentes. En la primera, preparamos una disolu ión de sulfato

230


de sodio (que a tuará omo ele trolito) en agua, alentamos sin llegar

a ebulli ión y añadimos una pequeña antidad de agar agar, agitando

hasta que este se disuelva. Vertemos sobre una ápsula Petri (dejando

un hue o en su entro) y esperamos que se forme el gel. Preparamos,

por otra parte, dos disolu iones de sulfato de obre (II) y de di romato

potási o, respe tivamente. Con un uentagotas, tomamos una pequeña

antidad de ada disolu ión y la vertemos en el hue o reado en la áp-

sula. Introdu imos en el gel dos ele trodos de ni rom y unimos ada uno

de ellos a uno de los bornes de la fuente de alimenta ión. Cone tamos

ésta y observamos la migra ión de los iones que se produ e on el paso

del tiempo.

℄

Figura 1.160: Migra ión de iones (2)

Un segundo pro edimiento viene representado por la imagen anterior.

Se prepara de forma similar al pro edimiento anterior un gel de agar agar,

onteniendo en esta o asión las dos disolu iones de sulfato de obre (II) y

di romato de potasio, junto a una pequeña antidad de disolu ión 1 M de

á ido sulfúri o, que a tuará omo ele trolito. Se vierte el gel en un tubo en

U y, uando solidi�que se vierte sobre ada una de las ramas un pequeño

volumen de disolu ión 0,1 M de á ido sulfúri o. Se tapa ada uno de los

extremos del tubo on un tapón atravesado por un hilo de ni rom, que

a tuará omo ele trodo. Se une ada uno de ellos a uno de los bornes de

la fuente de alimenta ión y se one ta ésta. Con el trans urso del tiempo,

se verá que la disolu ión en la que se en uentra sumergido el ánodo toma

una olor amarillento, debido a la presen ia del ion di romato. Por otra

parte, en la disolu ión orrespondiente al átodo, en lugar de tomar un

olor uniforme, en este aso azulado, tal y omo su edía en el aso del

olor amarillento de la disolu ión en que se en uentra el ánodo, apare e un

anillo de olor azul, que puede ser debido a la forma ión de un pre ipitado

231


de Cu(OH)

2

, al no ser el medio lo su� ientemente á ido y produ irse la

redu ión del agua para liberar iones OH

�

que, on el ion Cu

2+

dan

lugar a la forma ión de di ho pre ipitado. No obstante esto, queda de

mani�esto la separa ión de los iones: el Cu

2+

en la zona del átodo y el

Cr

2

O

2�

7

en la del ánodo.

232

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Migraci%C3%B3n%20iones%20(I).mp4

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Migraci%C3%B3n%20iones%20(II).mp4


1.91. A ión de un ampo magnéti o sobre

argas en movimiento.

OBJETIVO: Comprobar de forma visual la a ión de un ampo

magnéti o sobre los iones produ idos en el pro eso de la ele trolisis del

agua.

FUNDAMENTO TEÓRICO: La ele trolisis del agua puede pro-

du irse apli ando una diferen ia de poten ial a una disolu ión que ontie-

ne sulfato de sodio. Las semirrea iones que tienen lugar en los ele trodos

son las siguientes:

Ánodo (oxida ión): 2H2O− 4 e− → O2 + 4H+

Cátodo (redu ión): 2H2O+ 2 e− → H2 + 2OH−

Con lo que la rea ión global será:

2H2O → 2H2 +O2

Del análisis de las semirrea iones se dedu e que, en el átodo, se pro-

du en iones OH−, lo que supone un medio bási o en las proximidades

de aquel. Si añadimos unas gotas de disolu ión de fenolftaleína, vere-

mos que ésta adquiere el olor ara terísti o del medio bási o en la zona

men ionada.

Cuando la ele trolisis se realiza sin apli ar un ampo magnéti o ob-

servaremos, aparte del desprendimiento de gases en ambos ele trodos

(oxígeno en el ánodo e hidrógeno en el átodo, tal omo se ha indi ado

previamente), una olora ión rosa-violeta en las proximidades del áto-

do, que se va extendiendo on el paso del tiempo, sin manifestar el agua

oloreada ningún movimiento espe ial.

Cuando olo amos un imán uyo ampo magnéti o a túa perpendi-

ularmente a la super� ie del agua, observaremos, al igual que uando

no se apli a ampo magnéti o, el desprendimiento de gases en los ele -

trodos y la olora ión de la zona er ana al átodo pero, aparte de esto,

observaremos que la zona oloreada por el indi ador se desplaza respe to

al átodo on un movimiento de giro, que será en el sentido ontrario

al de las agujas del reloj uando la ara Norte del imán se enfrente a

la super� ie del líquido, mientras que el sentido de giro será el opuesto

uando la ara enfrentada a di ha super� ie sea la Sur.

Existe una sen illa regla, que rela iona la fuerza sobre una orriente,

la intensidad de ésta y el ampo magnéti o apli ado. Esta es la que

233


se denomina Regla de la mano izquierda. La apli a ión de di ha regla

permite justi� ar el sentido de giro en ada aso.

Figura 1.161: Rota ión de la orriente de iones

Aparte de lo di ho anteriormente, hay que tener en uenta que en el

ánodo apare en iones positivos, por lo que, al apli ar el ampo magnéti o

anterior, di hos iones se desplazarán en sentido ontrario a los iones OH−,

de forma que si estos últimos giran en el sentido ontrario a las agujas

del reloj, los iones positivos lo harán en el sentido horario, lo que queda

de mani�esto en la imagen anterior (fotografía de la dere ha).

MATERIALES: Fuente de alimenta ión, ables de onexión, imán

de neodimio, pinzas de o odrilo, ápsula Petri, agua, sulfato de sodio y

fenolftaleína.

Figura 1.162: Desprendimiento de gases en los ele trodos

PROCEDIMIENTO: Cone tamos uno de los extremos de ada a-

ble a la fuente de alimenta ión. El otro extremo, dotado de una pinza

de o odrilo, se sujeta a la ápsula Petri, intentando que las dos pinzas

234


queden diametralmente opuestas. Se vierte agua on una ierta antidad

de sulfato de sodio disuelto y se one ta la fuente de alimenta ión. Se

realiza el experimento tres ve es. En la primera, la ele trolisis se realiza

en ausen ia de ampo magnéti o, mientras que en la segunda y la ter era,

se apli a un ampo magnéti o de sentido ontrario en una respe to a la

otra.

Aparte del desprendimiento de hidrógeno y oxígeno (ver imagen an-

terior), observaremos que la zona oloreada por el indi ador tiende a

extenderse, sin un movimiento laramente de�nido (en ausen ia de am-

po magnéti o), y on un movimiento de giro, partiendo de ada uno de

los ele trodos ( uando se apli a di ho ampo).

Figura 1.163: Fuerza sobre los iones

En la imagen anterior puede verse la fuerza que, debida al ampo

magnéti o, B, a túa sobre los iones positivos (en rojo) y sobre los iones

negativos (en negro).

235

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Movimiento%20de%20iones%20bajo%20un%20campo%20magn%C3%A9tico.mp4


1.92. Determina ión experimental de la ons-

tante de Faraday.

OBJETIVO: Obtener de forma numéri a la onstante de Faraday

mediante la ele trolisis del agua.

FUNDAMENTO TEÓRICO: Una parte del fundamento teóri o

de esta prá ti a lo onstituye lo visto en el apartado anterior, Ele -

trolisis, sin embargo, nos entraremos ahora en la determina ión de la

onstante F de Faraday.

Cuando ha emos pasar la orriente elé tri a por una uba ele trolí-

ti a que ontiene agua on una pequeña antidad de á ido sulfúri o, se

desprenderá hidrógeno en un ele trodo y oxígeno en el otro. La antidad

de ada uno de estos elementos que se libera depende de la antidad de

arga elé tri a que ir ule a través de la uba. Cuando di ha arga equi-

vale a la de un mol de ele trones, es de ir, el produ to del número de

Avogadro por la arga del ele trón, produ to uyo valor aproximado es

96500 C, se depositará en ada uno de los ele trodos lo que se ono e

omo un equivalente ele troquími o. Los pro esos de desprendimiento de

hidrógeno y oxígeno pueden ser representados de la forma:

2H+ + 2e− → H2

2O2− − 4e− → O2

por lo que para obtener 1 mol (2 gramos) de hidrógeno, se ne esitan dos

moles de ele trones (2 F), mientras que para depositar un mol de oxígeno,

esto es, 32 gramos, serán pre isos 4 moles de ele trones (4 F). De esta

forma, podremos poner que 96500 C ( 1 mol de ele trones) darán lugar

al desprendimiento de 2/2 = 1 gramo de hidrógeno o 32/4 = 8 gramos

de oxígeno.

De esta forma, al ha er pasar una ierta antidad de ele tri idad, Q,

podremos estable er las siguientes rela iones:

1 gH2

96500C=

x g H2

Q

8 gO2

96500C=

y gO2

Q

MATERIALES: Fuente de alimenta ión, voltámetro de Ho�mann

on ele trodos de platino, ronómetro, barómetro, termómetro, agua des-

tilada y disolu ión de á ido sulfúri o.

236


PROCEDIMIENTO: En primer lugar, medimos la presión (P) y la

temperatura (T) en el laboratorio. A ontinua ión, one tamos el voltá-

metro, que ontiene agua y una pequeña antidad de á ido sulfúri o, a la

fuente de alimenta ión y ponemos ésta y el ronómetro en fun ionamien-

to, tras haber medido el volumen ini ial de agua (V0) en el voltámetro.

Trans urrido un tiempo t, des one tamos la fuente de alimenta ión y

medios el volumen de agua en ada una de las ramas del voltámetro (VH

para la rama donde se desprende el hidrógeno y VO para la rama donde

se re oge el oxígeno).

Figura 1.164: Voltámetro de Ho�mann

CÁLCULOS: Los datos obtenidos en nuestro experimento son los

siguientes: P = 1015,9 mb (equivalentes a 1,003 atm); T = 288,4 K; V0=

9 ml; VH= 43,8 ml; VO= 26 ml; I = 0,16 A, t = 30 minutos. Apli ando

la e ua ión de estado de los gases ideales, PV = nRT, tendremos:

Hidrogeno :1, 003 · (43, 8− 9) · 10−3 =m

20, 082 · 288, 4

Oxıgeno :1, 003 · (26− 9) · 10−3 =m′

320, 082 · 288, 4

de donde se obtiene m = 2,95·10

−3g de hidrógeno y m

′= 2,306·10

−2g

de oxígeno. A ontinua ión, podemos plantear las siguientes igualdades:

1 gH2

F=

2, 95 · 10−3 g H2

Q(1)

8 gO2

F=

2, 306 · 10−2 gO2

Q(2)

237


siendo Q el produ to de la intensidad por el tiempo, 30·60·0,16 = 288 C.

Despejando en ada una de las igualdades, obtenemos:

(1) F = 97603C

(2) F = 97627C

Como se puede omprobar a partir de los datos experimentales, el

volumen de hidrógeno re ogido no es exa tamente el doble del volumen

de oxígeno, lo ual ha e que aparez a una diferen ia entre los valores de

F obtenidos a partir de los datos de ada uno de los elementos.

Debe ha erse onstar que el objetivo de esta prá ti a es la des rip ión

de un pro edimiento para al ular F y la obten ión del orrespondiente

valor on las limita iones del material de que se dispone, mas que la

obten ión de un valor on una elevada pre isión.

238

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Constante%20de%20Faraday.mp4


1.93. Isomería en Quími a orgáni a.

OBJETIVO: Introdu ir el on epto de isomería en ompuestos or-

gáni os desde un punto de vista prá ti o.

FUNDAMENTO TEÓRICO: No orresponde a este trabajo el

desarrollo exhaustivo del on epto y los distintos tipos de isomería, sino

que, más bien, nuestra pretensión es la visualiza ión mediante modelos

mole ulares y un software gratuito, de ejemplos sen illos de ada uno de

los tipos de aquella, que previamente has sido expli ados teóri amente.

En la siguiente tabla podemos ver, de forma resumida, los distintos

tipos de isomería que pueden darse habitualmente en ompuestos orgá-

ni os.

Figura 1.165: Distintos tipos de isomería

MATERIALES: Caja de modelos mole ulares, software gratuito

ACD Labs 12.0, que in luye los programas ChemSket h (represen-

ta ión de ompuestos orgáni os) y 3D Viewer (visor de ompuestos

orgáni os que permite apre iar sus estru turas, así omo realizar una

anima ión de di hos ompuestos).

PROCEDIMIENTO: Atendiendo a la tabla anterior, pro edemos a

239


onstruir los modelos que representen a ada uno de los tipos de isomería.

A ontinua ión, y mediante el programa ChemSket h, reprodu imos el

modelo de la molé ula que hemos onstruido.

Figura 1.166: Captura de imágenes de propanal (i) y propanona (d)

Figura 1.167: Molé ula del á ido lá ti o

En las imágenes anteriores pueden verse unas apturas de imagen

de la anima ión de las molé ulas de propanal y propanona (isómeros

de grupo fun ional), así omo el modelo mole ular onstruido del á ido

lá ti o (2-hidroxipropanoi o).

240

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Isomer%C3%ADa%20en%20Qu%C3%ADmica%20Org%C3%A1nica.mp4


1.94. Polariza ión y a tividad ópti a.

OBJETIVO: Comprobar de forma experimental el pro eso de po-

lariza ión de la luz y veri� ar ómo, al atravesar la luz polarizada una

disolu ión de sa arosa en agua, se produ e una varia ión en el plano de

polariza ión de la luz.

FUNDAMENTO TEÓRICO: La luz es una onda ele tromagnéti-

a transversal, es de ir, la vibra ión de los ampos elé tri o y magnéti o

que la omponen, es perpendi ular a la dire ión de propaga ión. Si su-

ponemos que la luz se propaga a lo largo del eje X, supuesto un plano de

vibra ión para el ampo magnéti o, el plano de vibra ión para el ampo

elé tri o puede ser ualquiera perpendi ular a di ho eje, si la luz no está

polarizada. Si, por el ontrario, el plano de vibra ión del ampo elé tri o

es siempre el mismo, diremos que la luz está polarizada linealmente.

Figura 1.168: Onda ele tromagnéti a

En la prá ti a que se des ribe a ontinua ión, obtenemos luz polari-

zada mediante el fenómeno de la absor ión: uando sobre una determi-

nada lente, que denominaremos polarizador, se ha e in idir una luz, no

se absorbe energía uando aquella in ide en una determinada dire ión,

aunque sí para ualquier otra. De esta forma, el ampo elé tri o orres-

pondiente a la luz que atraviesa la lente vibrará en un úni o plano. Si

esta luz se ha e atravesar una segunda lente (denominada analizador),

observaremos que, al girar ésta, podemos observar que para, un determi-

nado angulo, la luz pare e extinguirse. Si seguimos girando el analizador,

obtendremos una posi ión en la que la intensidad luminosa será máxima.

241


Entre estas situa iones extremas, se dan una serie de situa iones inter-

medias, en las que la intensidad luminosa estará omprendida entre los

valores máximo y mínimo.

Un efe to interesante de determinadas sustan ias es el de desviar el

plano de vibra ión de la luz polarizada. Este tipo de sustan ias que deno-

minaremos ópti amente a tivas, debe poseer uno o más arbonos asimé-

tri os, es de ir, átomos de arbono unidos a uatro sustituyentes diferen-

tes, tal omo puede verse en la siguiente imagen, en la que el átomo de

arbono apare e representado on olor azul. Para este tipo de sustan ias,

Figura 1.169: Carbono asimétri o

se umple la ley de Biot, que podemos representar por la expresión:

α = α0 · l · c

Siendo α el ángulo que ha girado el plano de vibra ión de la luz polari-

zada, α0, el poder rotatorio espe í� o, ara terísti o de la sustan ia, l ,la longitud de la disolu ión atravesada por la luz, expresada en m, y c,

la on entra ión de la disolu ión, expresada en g/L. En nuestro experi-

mento, dado que no pueden realizarse medidas pre isas, nos limitaremos

a omprobar de forma ualitativa, ómo varía el ángulo de giro antes

men ionado on la on entra ión de una disolu ión, en nuestro aso, de

sa arosa.

MATERIALES: Puntero láser, lentes polarizadas, fotorresisten ia,

pantalla, multímetro, ables de onexión, vaso de pre ipitados, disolu io-

nes de sa arosa en agua de diversas on entra iones.

PROCEDIMIENTO: Dados los materiales utilizados, no es posible

una medi ión pre isa de los ángulos o de la intensidad luminosa. Para

242


paliar este in onveniente, hemos utilizado una fotorresisten ia (resisten-

ia uyo valor varía en fun ión de la intensidad luminosa que in ide sobre

ella), lo que nos permite estable er una rela ión de ará ter ualitativo

entre el ángulo de giro y la intensidad luminosa.

Comproba ión de la polariza ión de la luz: Se olo an las dos lentes

polarizadas de forma que al in idir la luz del láser, en la pantalla

no se apre ie el haz luminoso. Girando una de las dos lentes, on-

seguiremos que sobre la pantalla aparez a un punto luminoso uya

intensidad irá variando on el ángulo de giro y que, de forma más

pre isa, podremos omprobar on el valor de la resisten ia, medido

on el multímetro, de la fotorresisten ia utilizada.

Figura 1.170: Rela ión entre intensidad luminosa y resisten ia

In�uen ia de la on entra ión de una disolu ión en el ambio del

plano de polariza ión de la luz: Colo amos en el amino seguido por

el haz de láser dos disolu iones de on entra iones una doble que

la otra. Observaremos que, en ambos asos, el plano de vibra ión

de la luz polarizada será desviado. Comprobaremos, de la misma

forma, que el ángulo de desvia ión para la disolu ión de mayor

on entra ión será aproximadamente el doble del orrespondiente

a la disolu ión más diluida.

243

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Polarizaci%C3%B3n%20y%20actividad%20%C3%B3ptica.mp4


1.95. Birrefringen ia.

OBJETIVO: Observar el fenómeno de de birrefringen ia, onsisten-

te en la propiedad de determinados ristales de poseer dos índi es de

refra ión diferentes en dire iones perpendi ulares.

FUNDAMENTO TEÓRICO: En los materiales que presentan bi-

rrefringen ia, un rayo luminoso se divide en dos, uno de ellos llamado rayo

ordinario, uya dire ión es independiente de la orienta ión del ristal,

mientras que el otro, llamado rayo extraordinario,depende de uál sea

la di ha orienta ión. Los dos rayos están polarizados en dire iones per-

pendi ulares, lo que se puede poner de mani�esto observando la imagen

obtenida al superponer un ristal de uno de estos materiales sobre una

determinada imagen a través de una lente polarizada y ha iendo girar

ésta. Podemos notar que al ha er girar un ristal de una sustan ia que

presenta esta propiedad (en nuestro experimento, la al ita) sobre una

línea re ta trazada sobre una hoja de papel, veremos una línea que se

en uentra siempre en la misma posi ión, mientras que otra, paralela a la

anterior, apare e y desapare e.

Figura 1.171: Birrefringen ia

MATERIALES: Cristal de al ita y lente polarizada.

PROCEDIMIENTO: Sobre un papel trazamos una línea re ta. Co-

lo amos sobre ella el ristal de al ita y lo ha emos girar. Podremos ver

una sola línea que se onvierte en dos líneas paralelas a medida que va-

mos girando el ristal. Por otra parte, si trazamos una x sobre el papel

y, tras olo ar el ristal de al ita sobre aquella, miramos a través de

una lente polarizada, veremos dos x para una determinada posi ión de

la lente. Al girar esta, una de las x desapare e, mientras que uando la

244


lente se gira 90º respe to a esta última posi ión, desapara e una de las x

para apare er la otra, tal omo podemos ver en la siguiente imagen:

Figura 1.172: Imágenes on luz polarizada

Sobre la imagen se han trazado unas líneas que sirven de guía para

observar la posi ión de ada una de las x.

245

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Birrefringencia.mp4


1.96. Oxida ión de la glu osa.

OBJETIVO: Observar la rea ión de oxida ión de la glu osa, utili-

zando un indi ador redox omo es el azul de metileno.

FUNDAMENTO TEÓRICO: La glu osa puede ser oxidada a á i-

do glu óni o por el azul de metileno en medio bási o. Éste último a túa

también omo indi ador redox. Las semirrea iones de oxida ión y de

redu ión son las siguientes:

C6H12O6 + 2OH− − 2e− → C6H12O7 +H2O

Si representamos por AM

+la forma oxidada del azul de metileno y

por AMH la forma redu ida, la rea ión global podrá ser es rita de la

forma:

AM+ + C6H12O6 +OH− → AMH+ C6H12O7

Figura 1.173: Formas oxidada y redu ida del azul de metileno

Al añadir unas gotas de azul de metileno a una disolu ión de glu-

osa e hidróxido sódi o, agitando posteriormente, se observa que di ha

disolu ión toma un olor azul. Cuando se deja de agitar, se produ e la

oxida ión de la glu osa a á ido glu óni o y la onsiguiente redu ión del

azul de metileno. La disolu ión perderá enton es su olor azul, quedando

in olora. Al agitar posteriormente el re ipiente, se añade oxígeno a la

246


disolu ión, lo que provo a la oxida ión de la forma in olora del azul de

metileno, re uperándose, por tanto, el olor azul.

MATERIAL Y REACTIVOS: Vasos de pre ipitados, matra es

erlenmeyer, varilla agitadora, hidróxido sódi o, glu osa, agua destilada,

azul de metileno.

PROCEDIMIENTO: Se prepara una disolu ión de hidróxido sódi-

o y glu osa en agua. Añadimos unas gotas de azul de metileno y agita-

mos. Tras dejar reposar la disolu ión, observaremos la desapari ión del

olor azul, quedando in olora la disolu ión. Al agitar ésta, reapare e el

olor azul orrespondiente a la forma oxidada del azul de metileno. Este

pro eso puede ser realizado varias ve es, hasta que toda la glu osa haya

sido oxidada a á ido glu óni o.

247

http://jpcampillo.es/onewebmedia/La%20botella%20azul.mp4


1.97. Un semáforo quími o.

OBJETIVO: Comprobar la oxida ión de la glu osa por el olorante

índigo armín, que tiene lugar en dos etapas, en ada una de las uales

se produ e un ambio de olor.

FUNDAMENTO TEÓRICO: El experimento es una variante del

anterior, La oxida ión de la glu osa . Al igual que en esta rea ión, la

glu osa, en medio al alino a túa omo agente redu tor frente al olorante,

en este aso índigo armín el lugar de azul de metileno. Al añadir unas

gotas de disolu ión de disolu ión de índigo armín a la disolu ión de

glu osa al alinizada, ésta toma un olor verde. Con el trans urso del

tiempo, se produ e la oxida ión de la glu osa y la onsiguiente redu ión

del indi ador, on lo que el olor de la disolu ión va ambiando, en una

primera fase a rojo y, por último a naranja amarillento.

Figura 1.174: Varia ión del olor de la disolu ión on el tiempo

Una vez llegados a esta fase, podemos observar que, al agitar suave-

mente, se regenera el olor rojo de la disolu ión, mientras que al agitar

de forma más enérgi a, la disolu ión retorna al olor verde ini ial. Esto

es debido a que on la agita ión se in orpora oxígeno a la disolu ión, on

lo que la forma redu ida del olorante se oxida, volviendo a la situa ión

ini ial. Puede observarse que on el trans urso del tiempo, la intensidad

de los olores se va atenuando, a la vez que el ambio de aquellos es más

rápido.

MATERIAL Y REACTIVOS: matra es erlenmeyer, balanza, vi-

drio de reloj, agua destilada, glu osa, hidróxido sódi o, olorante índigo

armín.

248


PROCEDIMIENTO: Se preparan disolu iones que ontengan apro-

ximadamente 20 g/L de NaOH, 35 g/L de glu osa y 5 g/L de índigo

armín. Se toman volúmenes iguales de las dos primeras (aproximada-

mente 10 mL d ada una de ellas), se mez lan y, �nalmente, se añade

aproximadamente 1 mL de la disolu ión del olorante. La disolu ión re-

sultante tomará un olor verde que irá evolu ionando on el tiempo a rojo

y amarillo/naranja. Llegados a este punto, agitamos y vemos que para

una agita ión suave, se obtiene de nuevo el olor rojo, mientras que para

una agita ión más intensa, se obtiene el olor verde. Al dejar en reposo,

la disolu ión evolu ionará omo se ha des rito anteriormente, pudiéndose

repetir el pro eso en varias o asiones.

249

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Sem%C3%A1foro%20qu%C3%ADmico.mp4


1.98. Oxida ión de la sa arosa por el per-

manganato potási o.

OBJETIVO: Comprobar que el permanganato potási o es redu ido

por la sa arosa en medio bási o en un pro eso on dos etapas. En la

primera de ellas, el ion permanganato pasa a ion manganato, mientras

que en la segunda, éste pasa a dióxido de manganeso.

FUNDAMENTOTEÓRICO: La redu ión del permanganato po-

tási o se produ e mediante las dos etapas siguientes:

(1) MnO−

4 + e− → MnO2−4

(2) MnO2−4 + 2H2O+ 2 e− → MnO2 + 4OH−

Mientras que en la sa arosa, se produ e la oxida ión de los grupos

al ohol a etona:

−CH(−OH)−+2OH− − 2 e− → −CO−+2H2O

A lo largo del pro eso se observa una varia ión del olor: La disolu ión de

permanganato potási o tiene un olor violeta que va ambiando gradual-

mente a verde ( ara terísti o del ion manganato, MnO2−4 ) y, �nalmente

a un olor marrón anaranjado, debido a la forma ión de dióxido de man-

ganeso, MnO2, muy diluido.

MATERIAL Y REACTIVOS: Matraz erlenmeyer, tubos de en-

sayo, agitador magnéti o, agua destilada, hidróxido sódi o, sa arosa.

Figure 1.175: Evolu ión de la rea ión

PROCEDIMIENTO: Se pesan aproximadamente 1,5 g de sa arosa

y 0,5 g de hidróxido sódi o y se disuelven en un volumen aproximado de

100 mL de agua (las antidades no ne esitan ser exa tas). Se disuelven

unos po os ristales de permanganato de potasio en un pequeño volumen

250


de agua y se mez la esta disolu ión on la anterior en un matraz erlen-

meyer que se somete a agita ión. Con el trans urso del tiempo vemos

omo la disolu ión resultante, ini ialmente de olor violeta intenso, pasa

a tener un olor verde y, por último, marrón laro/anaranjado.

251

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Reducci%C3%B3n%20del%20permanganato%20pot%C3%A1sico%20por%20la%20sacarosa.mp4


1.99. Oxida ión del luminol.

OBJETIVO: Observar la rea ión de oxida ión del luminol, nom-

bre on el que se ono e la 3-aminoftalhidra ida, mediante el peróxido

de hidrógeno en medio bási o y en presen ia de Fe

3+, da lugar a una

rea ión quimioluminis ente, es de ir que la energía desprendida en esta

rea ión se emite en forma de luz (y no de alor omo en la mayoría de

las rea iones), sin que se produz a un in remento de temperatura.

FUNDAMENTO TEÓRICO: Una disolu ión a uosa de luminol

en medio bási o on un oxidante, omo el peróxido de hidrógeno, se

oxida a ion aminoftalato que se produ e en un estado ex itado, es de ir

de mayor energía, el ual se desa tiva emitiendo luz azul produ iéndose

la luminis en ia. Di ha rea ión puede verse a ontinua ión:

Una apli a ión de esta oxida ión del luminol es utilizada por la po-

li ía ientí� a para des ubrir man has de sangre en el es enario de un

rimen. Para este aso, la oxida ión del luminol se realiza on peróxido

de hidrógeno y es atalizada por la hemoglobina de la sangre.

MATERIAL Y REACTIVOS: Probetas, vasos de pre ipitados,

tubos de ensayo hidróxido de sodio, luminol, ferri ianuro potási o, �uo-

res eína y agua destilada.

PROCEDIMIENTO: En un vaso de pre ipitados se prepara una

disolu ión que ontiene 1 g de K3[Fe(CN)6]en 250 mL de agua . En otro

vaso de pre ipitados se disuelven en 250 mL de agua destilada 0,1 g de

luminol y 1g de hidróxido de sodio. Se vierte un pequeño volumen de

la disolu ión de luminol y NaOH en dos tubos de ensayo, añadiendo a

252


uno de ellos unas gotas de disolu ión muy diluida de �uores eína. Por

último, añadimos a ambos tubos unos unos mililitros de la disolu ión de

ferri ianuro potási o junto a unas gotas de H2O2 al 30%. El peróxido de

hidrógeno oxida al luminol produ iéndose un estado ex itado de éste que,

al pasar al estado normal, produ e la emisión de radia ión en forma de

una luz azulada. La adi ión de �uores eína a uno de los tubos produ e

una luminosidad verdosa, de mayor intensidad que la de olor azul del

luminol.

Figura 1.176: Luminosidad del luminol y de la mez la on �uores eína.

Otro tipo de rea ión quimioluminis ente es la que se produ e en

las denominadas barritas luminosas (glowsti ks). Estas barritas, he has

de material plásti o, ontienen difeniloxalato y un olorante �uores ente,

además de peróxido de hidrógeno, ontenido éste en una pequeña ampolla

de vidrio. Al doblar la barrita se rompe la ampolla de vidrio mez lándose

todos los omponentes. Se oxida el feniloxalato, desprendiéndose energía,

que es aptada por las molé ulas del olorante, ex itándose sus ele trones,

que pasan a un nivel de energía superior. Al volver a sus niveles de origen,

emiten ese ex eso de energía en forma de luz.

Figure 1.177: Quimioluminis en ia

253


Dependiendo del olorante utilizado, se obtendrá luz de olores di-

versos. En on reto, para obtener luz azul, el olorante utilizado es 9,10-

difenilantra eno.

254

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Quimioluminiscencia.mp4

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Luminol.mp4


1.100. Una rea ión os ilante on luminol.

OBJETIVO: Observar una rea ión en la ual, la presen ia de lu-

minol da lugar una rea ión os ilante en la que, on ierta regularidad,

se produ en destellos luminosos.

FUNDAMENTO TEÓRICO: El luminol, una sustan ia que, o-

mo hemos visto anteriormente, presenta el fenómeno de la quimiolumi-

nis en ia, intera iona on el sistema H2O2-KSCN-CuSO4-NaOH, produ-

iendo una rea ión os ilante en que la quimioluminis en ia se pone de

mani�esto de forma dis ontinua. Por la alternan ia entre luz y os uridad,

este experimento es ono ido omo" el faro quími o". El me anismo de

esta rea ión es muy omplejo, por lo que su des rip ión está fuera del

al an e (y los objetivos) del presente texto.

Figura 1.178: El faro quími o

MATERIAL: Vasos de pre ipitados, balanza, agitador magnéti o,

pla a alefa tora, termómetro, luminol, KSCN, H2O2 30%, CuSO4 · 5H2Oy NaOH

PROCEDIMIENTO: En un matraz que ontiene 1 L de agua des-

tilada, disolvemos, agitando, las siguientes antidades de rea tivos:

37 mg de CuSO4 · 5H2O

3,6 g de KSCN

1 g NaOH

0,2 g de luminol

255


unos ristales de �uores eína. (esta última ha e que los destellos

produ idos por el luminol, de olor azul, tomen una tonalidad ver-

dosa, siendo mayor la luminosidad de aquellos.)

Calentamos la disolu ión a unos 45-50º C y,mientras agitamos, añadimos

30 mL de H2O2del 30% . Tras un periodo de ini ia ión, observaremos

la apari ión de destellos de olor verdoso que,en nuestro experimento, se

han produ ido durante un intervalo de unos nueve minutos, aproximada-

mente.

256

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Un%20faro%20qu%C3%ADmico.mp4


1.101. Una rea ión fotoquími a.

OBJETIVO; Comprobar que iertas rea iones quími as pueden ser

a tivadas por la luz.

FUNDAMENTO TEÓRICO: En los dos apartados anteriores

veíamos ómo una rea ión quími a puede produ ir una emisión lumi-

nosa. En este, veremos el pro eso ontrario, es de ir, la produ ión de

una rea ión quími a a tivada por la luz.

El á ido oxáli o rea iona on el Fe

3+para dar oxalato férri o, una

sustan ia fotosensible. Al ser expuesto a la luz, el Fe (III) del oxalato

férri o se redu e a Fe (II), mientras que el oxalato se oxida en parte a

dióxido de arbono. El Fe

2+rea iona on el ferri ianuro dando ferri ia-

nuro ferroso, Fe3[Fe(CN)6℄2 . A ontinua ión se estable e el equilibrio:

Fe2+ + [Fe(CN)6]3+�Fe3+ + [Fe(CN)6]

4+

Obteniéndose un pre ipitado de olor azul (azul de Prusia).

Figura 1.179: Negativo y positivo

MATERIALES: ubeta, pantalla luminosa, pipeta, balanza de la-

boratorio, vasos de pre ipitados, agua, ferri ianuro de potasio, nitrato de

hierro (III) nonahidratado y á ido oxáli o.

PROCEDIMIENTO: Ha emos pasar la luz a través de un negativo

fotográ� o ubierto por un papel impregnado en la mez la de á ido oxáli-

o, nitrato de hierro (III) y ferri ianuro potási o. Con esto, onseguiremos

que las zonas del papel orrespondientes a las zonas laras del negativo y,

por tanto, expuestas a la luz, queden oloreadas de azul, mientras que el

resto (por lo menos, de forma aproximada) quede sin olor. Obtenemos

así una espe ie de �positivo� de la fotografía.

257

http://jpcampillo.es/onewebmedia/fotoqu%C3%ADmica%202.mp4


1.102. Oxida ión del tartrato de sodio y po-

tasio on peróxido de hidrógeno.

OBJETIVO: Observar ómo la adi ión de un agente oxidante, omo

es el peróxido de hidrógeno, produ e en última instan ia, la redu ión

del Cu (II) a Cu (I), mediante la forma ión de un hidroxialdehido.

FUNDAMENTO TEÓRICO: El tartrato sódi o potási o es oxi-

dado por el peróxido de hidrógeno, produ iéndose hidroxietanal (CHO− CH2OH)y dióxido de arbono. El hidroxietanal puede rea ionar on el Cu2+

pro edente

de una disolu ión de CuSO4 · 5H2O, redu iéndolo a Cu+, que pre ipita

en forma de Cu2O, de olor rojo. La rea ión es exotérmi a, omo se pue-

de omprobar midiendo la evolu ión de la temperatura on el trans urso

de la rea ión.

Una posterior adi ión de peróxido de hidrógeno oxida, en primer lu-

gar, al ion Cu+, a Cu2+

. Posteriormente, se produ e la oxida ión del

tartrato que da omo resultado la forma ión de hidroxietanal, que nue-

vamente redu irá al Cu2+, a Cu+

, repitiéndose el pro eso anterior.

Figura 1.180: Evolu ión del olor de la disolu ión

MATERIAL: Termómetro, vasos de pre ipitados, tartrato sódi o

258


potási o, sulfato de obre pentahidratado, peróxido de hidrógeno de uso

domésti o (3%) y agua destilada

PROCEDIMIENTO: Se prepara en un vaso de pre ipitados una

disolu ión de tartrato sódi o potási o a la que se añade peróxido de

hidrógeno y unas gotas de disolu ión de sulfato de obre (II), adqui-

riendo la disolu ión una tonalidad azul . Se mide on un termómetro la

temperatura ini ial. Con el trans urso del tiempo, di ha temperatura va

aumentando, a la vez que el olor de la disolu ión va ambiando hasta

tomar una olora ión rojo-naranja, ara terísti a del óxido de obre (I)

que se forma.

Al añadir posteriormente peróxido de hidrógeno, la disolu ión toma

nuevamente el olor azul ara terísti o del ion Cu2+, al oxidarse el óxido

de obre (I). La posterior oxida ión del tartrato produ irá nuevamente

hidroxietanal que oxidará al tartrato, repitiéndose el pro eso.

259

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Oxidaci%C3%B3n%20del%20tartrato%20con%20per%C3%B3xido%20de%20hidr%C3%B3geno%20Tartrate-Hydrogen%20peroxide%20reaction.mp4


1.103. Deshidrata ión del etanol.

OBJETIVO: Observar el fenómeno de la deshidrata ión del etanol

por medio de dos pro edimientos diferentes

FUNDAMENTO TEÓRICO: La deshidrata ión del etanol puede

realizarse ha iendo pasar los vapores de éste por un bloque de piedra

porosa (por ejemplo, piedra pómez) alentado a alta temperatura. El

etanol pierde una molé ula de agua, produ iéndose eteno (etileno). Un

segundo pro edimiento puede onsistir en el alentamiento del etanol on

á ido sulfúri o, a una temperatura de unos 180º C. En ualquiera de los

asos, la rea ión es la siguiente:

CH3 − CH2OH → CH2 = CH2 +H2O

La forma ión de etileno (un ompuesto on un doble enla e puede

ser puesta de mani�esto por la rea ión de éste on agua de bromo o

on disolu ión de permanganato potási o. En el primer aso, el etileno

adi iona bromo para dar 1,2-dibromoetano, según la rea ión:

CH2 = CH2 + Br2 → CH2Br− CH2Br

Lo. que provo a una de olora ión del agua de bromo. La rea ión on

permanganato de potasio en medio á ido es la siguiente:

3C2H4 + 2KMnO4 +H2SO4 + 2H2O → 2MnO2 +K2O+ 3C2H6O2 +K2SO4

Se observa la de olora ión de la disolu ión de KMnO4 y la forma ión de

un pre ipitado de MnO2 Podemos también omprobar que el gas obtenido

Figura 1.181: Rea iones on agua de bromo y KMnO4

260


es ombustible, siendo la rea ión de ombustión:

C2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O

Figura 1.182: Combustión del etileno

MATERIAL: pla a alefa tora, me hero Bunsen ( en nuestro aso,

soplete de o ina), tubos de ensayo, lana de ro a, tapones de goma hora-

dados, tubos de goma o sili ona, piedra pómez, etanol, ubeta on agua

jabonosa, bromuro de potasio, á ido lorhídri o, lejía de uso domésti o,

permanganato de potasio, á ido sulfúri o,

PROCEDIMIENTO:

1. En un primer pro edimiento, introdu imos en un tubo de ensayo

un trozo de lana de ro a, que se impregna en etanol. A ontinua-

ión, introdu imos en la parte media del tubo un pedazo de piedra

pómez. Cerramos el tubo on un tapón al que está unido un tubo

de goma o sili ona. Al alentar el extremo inferior y la parte en-

tral del tubo se produ e la evapora ión y posterior deshidrata ión

del etanol. El etileno obtenido se ha e burbujear en agua jabonosa

y se ha en arder algunas de las burbujas desprendidas. A onti-

nua ión, se somete el produ to a los ensayos de agua de bromo y

permanganato potási o.

2. Otra forma de realizar la deshidrata ión es introdu ir el etanol en

un matraz erlenmeyer junto on á ido sulfúri o y, tras tapar on

un tapón que lleva a oplado un tubo de sili ona, se alienta, y

el produ to obtenido se somete a los mismos ensayos que en el

apartado 1.

261

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Deshidrataci%C3%B3n_etanol.mp4

http://jpcampillo.es/onewebmedia/deshidrataci%C3%B3n%20etanol%20(II).mp4


1.104. Rea ión del a etileno on loro.

OBJETIVO: Observar la rea ión entre el a etileno y el loro, rea -

ión muy exotérmi a y espontánea, que se mani�esta mediante la apari-

ión intermitente de llamas.

FUNDAMENTO TEÓRICO: La lejía se obtiene ha iendo pasar

loro sobre una disolu ión dele hidróxido sódi o, produ iéndose la rea -

ión:

Cl2 + 2NaOH ⇋ NaClO + NaCl + H2O

Cuando a una muestra de lejía le añadimos un á ido (en nuestra prá ti a,

á ido sulfúri o), se retiran iones OH− on lo que el equilibrio anterior se

desplaza ha ia la izquierda, produ iéndose el desprendimiento de loro

gaseoso.

Por otra parte, si añadimos á ido sulfúri o a una muestra de arburo

ál i o, se produ e la siguiente rea ión:

CaC2 +H2SO4 → CaSO4 + C2H2

Si a una disolu ión de á ido sulfúri o se le añade unos mililitros de

lejía y una pequeña antidad de arburo de al io, se produ irán loro y

a etileno, que rea ionarán entre sí según:

Cl2 + C2H2 → 2C + 2HCl

Esta rea ión es espontánea y sumamente exotérmi a, por lo que se

produ irán llamas de forma intermitente.

Figura 1.183: Deposi ión del negro de humo

Se observa la apari ión de vapores blan os de loruro de hidrógeno,

así omo la forma ión de negro de humo (hollín), que se deposita en las

262


paredes del vaso donde se produ e la rea ión, a la vez que se mez la on

los vapores antes indi ados.

MATERIALES: Agua, lejía de uso domésti o, á ido sulfúri o, ar-

buro de al io y vasos de pre ipitados.

PROCEDIMIENTO: Se prepara una disolu ión de á ido sulfúri-

o aproximadamente 2 M. Se vierte sobre esta disolu ión un volumen

de unos 5 mL de lejía, aproximadamente. Se observa inmediatamente la

apari ión de un olor verdoso, debido a la libera ión de loro. A onti-

nua ión, se añade un pequeño trozo de arburo de al io. Casi de forma

inmediata, el a etileno produ ido en la rea ión on el á ido sulfúri o se

ombina on el loro. La rea ión es muy exotérmi a y produ e llamas

de forma intermitente.

Figura 1.184: Rea ión a etileno- loro

Se observa también la forma ión de humos blan os de loruro de hi-

drógeno, mez lados on negro de humo (hollín), que, a su vez, se deposita

en las paredes del vaso de pre ipitados.

263

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Reacci%C3%B3n%20acetileno-cloro%20Chlorine-acetylene%20reaction.mp4


1.105. Rea iones del a etileno on perman-

ganato potási o.

OBJETIVO: Comprobar que la oxida ión del a etileno on perman-

ganato potási o da lugar va distintos produ tos según se produz a en

medio á ido o bási o.

FUNDAMENTO TEÓRICO: El a etileno se oxida a ion oxalato

según el pro eso:

C2H2 + 4H2O− 8 e− → OOC− COO2− + 10H+

Mientras que el permanganato puede experimentar los siguientes pro esos

de redu ión, según el medio se á ido o bási o:

a) En medio bási o:

MnO−

4 + e− → MnO2−4

MnO2−4 + 2H2O+ 2 e− → MnO2 + 4OH−

b) En medio á ido:

MnO−

4 + 4H+ + 3 e− → MnO2 + 2H2O

MnO2 + 4H+ + 2 e− → Mn2+ + 2H2O

Como se ha indi ado, en medio bási o, se produ e en primer lugar el

ion manganato, MnO2−4 para, posteriormente redu irse éste a dióxido de

manganeso. Si el medio es á ido, se produ e en primer lugar dióxido de

manganeso que es redu ido posteriormente a ion Mn

2+

MATERIALES: Tubos de ensayo, tapón de or ho, tubo de sili ona,

agua, arburo de al io, permanganato potási o, disolu iones 0,1 M de

á ido sulfúri o y de hidróxido de sodio.

PROCEDIMIENTO: En un tubo de ensayo se olo an unos 10 mL

de disolu ión 0,1 M de NaOH y se añaden unos ristales deKMnO4. En un

segundo tubo se olo a una pequeña antidad de CaC2y se añade agua,

errando inmediatamente el tubo on el tapón de or ho, del que sale

un tubo de sili ona, uyo otro extremo se introdu e en el tubo de ensayo

que ontiene la disolu ión de NaOH. Al burbujear el C2H2a través de esta

disolu ión, se observará, en primer lugar, el ambio de olor de la misma

a verde, ara terísti o del ion manganato, MnO2−4 , para, posteriormente,

264


apre iar la forma ión de un pre ipitado de olor marrón de dióxido de

manganeso.

Figura 1.185: Ion manganato (i) y MnO2(d)

La forma de realizar el segundo experimento es la misma. En este

aso, se sustituye la disolu ión de NaOH por la de H2SO4. Al burbujear

el a etileno a través de esta disolu ión, observamos en primer lugar la

forma ión de dióxido de manganeso, de olor marrón. Con el trans urso

del tiempo, esta sustan ia se redu e a ion Mn2+, in oloro o ligeramente

rosado.

Figura 1.186: Redu ión del MnO2

265

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Reacci%C3%B3n%20acetileno-permanganato.mp4


1.106. Rea ión de Fehling.

OBJETIVO: Observar el poder redu tor de determinados azú ares

que, on el rea tivo de Fehling, dan lugar a la forma ión de un pre ipitado

rojizo de Cu2O.

FUNDAMENTO TEÓRICO: El rea tivo de Fehling está formado

por dos disolu iones, denominadas rea tivos de Fehling A y B, respe ti-

vamente. El primero de ellos es una disolu ión de 7 g de sulfato de obre

pentahidratado (CuSO4·5H2O) en agua destilada hasta un volumen de

100 mL. El rea tivo Fehling B se obtiene disolviendo en agua destilada

35 g de tartrato sódi o potási o, K Na C4H4O6·4H2O y 12 g de hidróxido

sódi o, NaOH, hasta un volumen de 100 mL.Ambos rea tivos se guardan

por separado.

La rea ión de Fehling es ara terísti a de los aldehidos, y puede ser

representada de la siguiente forma:

Figura 1.187: Rea ión de Fehling

Un azú ar redu tor se ara teriza por tener un grupo arbonilo (-

CHO) en el extremo de la molé ula, es de ir posee un grupo aldehido. Por

tanto, este tipo de sustan ias darán rea ión positiva on el rea tivo de

Fehling. Un ejemplo de este tipo de azú ares redu tores es la glu osa. Por

el ontrario, la sa arosa no posee ningún grupo arbonilo en el extremo

de la molé ula, por lo que dará un resultado negativo on la rea ión de

Fehling.

Al mez lar los dos rea tivos, tiene lugar la siguiente rea ión:

Cu2+ + 2OH− → Cu(OH)2

El hidróxido de obre (II) presenta un olor azul más intenso que el de

la disolu ión de sulfato de obre pentahidratado. la �nalidad del tartrato

sódi o potási o es la de evitar la pre ipita ión de di ho hidróxido. En

presen ia de un azú ar redu tor, al alentar, el hidróxido de obre (II)

pasa a formar un pre ipitado de óxido de obre (I).

MATERIALES: Agua destilada, glu osa, sa arosa, tartrato sódi-

o potási o, hidróxido sódi o, sulfato de obre pentahidratado, vaso de

pre ipitados, tubos de ensayo, pla a alefa tora (o me hero Bunsen).

266


PROCEDIMIENTO: Se mez lan los ontenidos de los tubos on

los rea tivos A y B, observándose el ambio a una olora ión azul intensa.

Se añade a ontinua ión una pequeña antidad de disolu ión de glu osa

y se alienta al baño María. Al abo de unos minutos el ontenido del

tubo ha ambiado a una olora ión marrón y se observa la forma ión de

un pre ipitado de Cu2O de olor rojo ladrillo

Figura 1.188: Pre ipitado de Cu2O

Se repite a ontinua ión la prueba, utilizando en esta o asión sa arosa

en lugar de glu osa. Podremos observar que no se produ e un ambio de

olora ión, lo que demuestra que la sa arosa no posee grupo arbonilo en

el extremo de la molé ula.

Figura 1.189: Ensayos de Fehling negativo (i) y positivo (d)

Si al tubo que ontiene el pre ipitado de Cu2O se le añade una ierta

antidad de peróxido de hidrógeno (agua oxigenada de diez volúmenes, de

uso domésti o), omprobaremos que el Cu+se oxidará a Cu2+

, apare ien-

do una olora ión azul en el tubo, que desapare e de forma instantánea al

267


onsumirse el agua oxigenada, tal y omo puede observarse en la siguiente

se uen ia de imágenes.

Figura 1.190: Oxida ión del Cu+a Cu2+

268

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Reacci%C3%B3n%20de%20Fehling%20Fehling's%20solution.mp4


1.107. El ensayo de Tollens.

OBJETIVO: Observar el poder redu tor de determinados azú ares

que, on el rea tivo de Tollens, dan lugar a la forma ión de un pre ipitado

de plata metáli a que se deposita sobre la super� ie de un tubo de ensayo

(espejo de plata).

Figura 1.191: El espejo de plata

FUNDAMENTO TEÓRICO: El rea tivo de Tollens es una di-

solu ión a uosa del omplejo tetraaminplata. Su forma ión puede ser

representada por las siguientes e ua iones en forma ióni a:

Ag+ +OH− → AgOH (s)

AgOH + 2NH3 → [Ag(NH3)2]+ +OH−

.

Al igual que la rea ión de Fehling, la prueba de Tollens es ara te-

rísti a de los aldehidos (las etonas dan negativo en la prueba), y puede

ser representada de la siguiente forma:

R− CHO+ 2 [Ag(NH3)2]+ + 2OH− → 2Ag (s) + R− COOH+ 4NH3 +H2O

Como puede verse, el ion Ag

+es redu ido a plata metáli a, mientras

que el aldehido es oxidado a á ido arboxíli o.

Un azú ar redu tor se ara teriza por tener un grupo arbonilo (-

CHO) en el extremo de la molé ula, es de ir posee un grupo aldehido.

Por tanto, este tipo de sustan ias darán rea ión positiva on el rea tivo

de Tollens. Un ejemplo de este tipo de azú ares redu tores es la glu osa.

269


MATERIALES: Agua destilada, glu osa, disolu iones de nitrato

de plata al 5%, hidróxido de sodio al 5% y amonia o 2 M, vaso de

pre ipitados, tubos de ensayo, pla a alefa tora (o me hero Bunsen).

PROCEDIMIENTO: En un tubo de ensayo se vierte un pequeño

volumen de la disolu ión de nitrato de plata al 5% (aproximadamente

unos 3 mL) y se añada gota a gota disolu ión de NaOH hasta la forma ión

del pre ipitado de hidróxido de plata. A ontinua ión, se añade disolu ión

de amonia o 2 M, también gota a gota, hasta la disolu ión del pre ipitado,

quedando así preparado el rea tivo de Tollens. Se añade a ontinua ión un

volumen semejante de la disolu ión de glu osa y se introdu e el tubo en

un baño María. Al abo de un tiempo (aproximadamente, dos minutos,

omenzaremos a ver la forma ión de un pre ipitado de plata metáli a

sobre la super� ie interior del tubo de ensayo.

270

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Tollens.mp4


1.108. Ensayos de re ono imiento de proteí-

nas.

OBJETIVO: Realizar dos rea iones de re ono imiento de proteí-

nas, omo son la rea ión del biuret y la rea ión xantoprotei a

FUNDAMENTO TEÓRICO: Las proteínas se ara terizan por

poseer enla es peptídi os, es de ir, enla es entre el grupo amino de un

aminoá ido y el grupo arboxilo de otro, según el siguiente ejemplo:

Figura 1.192: Forma ión del enla e peptídi o

Para realizar este ensayo, a una muestra de la proteína se añade una

disolu ión de NaOH y unas gotas de disolu ión de CuSO4. La rea ión

positiva supone la forma ión un omplejo de olor violeta de las proteínas

on el ion Cu2+

Figura 1.193: Complejo on Cu2+

La rea ión del biuret no se produ e en aminoá idos aislados, pues

en di has sustan ias no existen enla es peptídi os.

La rea ión xantoprotei a es ara terísti a de las proteínas que po-

seen algún anillo aromáti o, omo puede ser el aso de la tirosina. Al

271


rea ionar on á ido nítri o se obtiene un nitroderivado de olor ama-

rillo. La adi ión de una disolu ión on entrada de NaOH da lugar a la

Figura 1.194: Rea ión xantoprotei a

forma ión de un anillo de olor naranja os uro.

MATERIALES: tubos de ensayo, alefa tor, vasos de pre ipitados,

sulfato de obre pentahidratado, á ido nítri o on entrado, albúmina

( lara de huevo), le he, gelatina, disolu iones de NaOH del 40% y del

20%, respe tivamente,

PROCEDIMIENTO: Para realizar el ensayo del biuret se ponen

en sendos tubos de ensayo un volumen de unos 3 mL de albúmina de

huevo, le he y disolu ión de gelatina, respe tivamente. A ada tubo se

añaden unos 2 mL de disolu ión de NaOH al 20%. Tras ello, se añaden

a ada tubo unas gotas de disolu ión de CuSO4 al 1%. Se observa en los

tres tubos la apari ión de una olora ión violeta, más o menos intensa

dependiendo de la on entra ión de proteína en ada uno, lo que indi a

un resultado positivo del ensayo.

Figura 1.195: Prueba del biuret

En la imagen anterior, el tubo de la dere ha ontiene albúmina de

huevo, el del entro le he, y el de la dere ha, disolu ión de gelatina.

En el aso de la rea ión xantoprotei a, se utilizan tres tubos de

ensayo, que ontienen ovoalbúmina , le he, y disolu ión de gelatina, res-

pe tivamente. Sobre un volumen de unos 3 mL de ada una de estas

272


sustan ias, vertemos unos 2 mL de HNO3 on entrado, tras lo ual po-

nemos los tubos al baño María unos dos minutos. En los dos primeros

tubos (los que ontienen ovoalbúmina y le he, respe tivamente) se obser-

va la forma ión de una sustan ia de olor amarillo, que orresponde al

derivado nitrado de la ada proteína (albúmina para la lara de huevo, y

aseína para la le he). En el aso de la gelatina, esta sustan ia amarilla

no se forma, lo que indi a la inexisten ia en ella de proteínas onteniendo

anillos aromáti os. Por último, añadimos gota a gota a ada tubo una

disolu ión de NaOH del 40%, observándose donde aen las gotas, la apa-

ri ión de una olora ión rojiza, lo ual sólo tiene lugar en los dos primeros

tubos.

Figura 1.196: Rea ión xantoprotei a

273

http://jpcampillo.es/onewebmedia/biuret.mp4

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Xantoproteica.mp4


1.109. Re ono imiento de fenoles.

OBJETIVO: Re ono er la presen ia de uno o varios grupos OH

unidos a un anillo aromáti o (fenoles), tanto en sustan ias naturales omo

de síntesis.

FUNDAMENTO TEÓRICO: Los fenoles son un tipo de om-

puestos que ontienen un anillo aromáti o unido a uno o más grupos

OH. El miembro más sen illo de este tipo de ompuestos es el fenol, uya

fórmula se puede representar así:

Los fenoles forman on el Fe

3+ omplejos oloreados al unirse el grupo

fenoxi on di ho ion en la forma:

El á ido sali íli o forma un omplejo oloreado on el Fe

3+, mientras

que el á ido a etilsali íli o no forma este omplejo. Esto se debe a que

en este último no existe, a diferen ia del á ido sali íli o, un grupo OH.

La fórmula de ada uno de estos á idos es, respe tivamente:

274


MATERIALES: Tubos de ensayo, á ido sali íli o, á ido a etilsali-

íli o (aspirina), á ido lorhídri o, extra tos de distintas sustan ias na-

turales ( omino, orégano y tomillo).

PROCEDIMIENTO: Preparamos una disolu ión diluida de Fe

3+y

dos disolu iones de á ido sali íli o y á ido a etilsali íli o, respe tivamen-

te. A ada una de ellas le añadimos unas gotas de la disolu ión de Fe

3+,

observándose la apari ión de un omplejo oloreado en la disolu ión que

ontiene á ido sali íli o, pero no en la disolu ión que ontiene á ido a e-

tilsali íli o.

Figura 1.197: Rea ión del Fe

3+ on á ido sali íli o (i) y a etilsali íli o

(d)

Para omprobar que para la forma ión del omplejo oloreado es ne-

esaria la presen ia de uno o varios grupos OH, pro edemos a hidrolizar

una disolu ión de á ido a etilsali íli o on HCl, alentando durante unos

minutos.

Figura 1.198: Rea ión on á ido a etilsali íli o hidrolizado

275


La forma ión de á ido sali íli o obtenido se pondrá de mani�esto al

disolver los ristales ontenidos en agua y etano y añadir unas gotas de

disolu ión de Fe

3+.

Un segundo experimento onsiste en dete tar la presen ia de om-

puestos fenóli os en extra tos de sustan ias naturales, omo ominos,

orégano y tomillo. Para obtener di hos extra tos se ha he ho hervir agua

on una pequeña antidad de ada una de las sustan ias durante unos

minutos. Finalmente, a ada uno de los extra tos obtenidos se le añaden

unas gotas de la disolu ión de Fe

3+y se observan los resultados.

Figura 1.199: Dete ión de ompuestos fenóli os en extra tos vegetales

276

http://jpcampillo.es/onewebmedia/fenoles.mp4


1.110. Hidrólisis de la sa arosa.

OBJETIVO: Comprobar que la sa arosa puede des omponerse en

azú ares más sen illos mediante la hidrólisis de una disolu ión de aquella,

atalizada por á ido sulfúri o.

FUNDAMENTO TEÓRICO: En quími a orgáni a, la hidrólisis

es un pro eso, generalmente atalizado por un á ido, base o un ataliza-

dor biológi o (enzima), en el ual el agua puede produ ir la ruptura de

un enla e en una molé ula, dando lugar a la forma ión de dos molé ulas

ara terizadas por tener grupos fun ionales que pro eden de los átomos

que forman la molé ula de agua.

La sa arosa es un disa árido de fórmula C12H22O11, formado por la

unión de dos monosa áridos, glu osa y fru tosa, que no posee ará ter

redu tor, por lo que dará negativo en el ensayo de Fehling, des rito en

un apartado anterior. Sin embargo, al ser hidrolizada en medio á ido, la

sa arosa se des ompone en los monosa áridos antes men ionados, según

la siguiente rea ión: Comoquiera que, tanto la glu osa omo la fru tosa

Figura 1.200: Hidrólisis de la sa arosa

tienen ará ter redu tor, al apli ar el ensayo de Fehling a la muestra

de sa arosa hidrolizada, di ho ensayo resultará positivo, obteniéndose el

pre ipitado de Cu2O de olor rojo ladrillo que ara teriza di ho resultado.

MATERIALES: Tubos de ensayo, vaso de pre ipitados, pla a a-

lefa tora, agua, á ido sulfúri o, rea tivo de Fehling A y B (obtenidos,

según se ha des rito on los rea tivos tartrato sódi o potási o, hidróxido

sódi o y sulfato de obre pentahidratado), bi arbonato sódi o, glu osa,

y sa arosa.

PROCEDIMIENTO: En tres tubos de ensayo se prepara una di-

solu ión de glu osa (tubo 1), una disolu ión de sa arosa (tubo 2) y una

277


segunda disolu ión de sa arosa, a la que se han añadido unas gotas de

á ido sulfúri o on entrado (tubo 3).

Figura 1.201: Prueba de Fehling

Se alientan al baño María du-

rante tres minutos, aproximada-

mente, los tres tubos. Trans urrido

ese tiempo, se neutraliza on bi ar-

bonato sódi o el ex eso de á ido de

la disolu ión que ontenía sa aro-

sa y á ido sulfúri o, y se realiza el

ensayo de Fehling a ada una de

las disolu iones, observándose en

el primero y en el último de los

tubos la forma ión del pre ipitado

de óxido de obre (I), ara terísti-

a del resultado positivo de di ho

ensayo.

278

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Hidr%C3%B3lisis%20sacarosa.mp4


1.111. Hidrólisis del almidón.

OBJETIVO: Observar la des omposi ión de un polisa árido (almi-

dón) en sus unidades estru turales (molé ulas de glu osa) por a ión de

un pro eso de hidrólisis á ida.

FUNDAMENTO TEÓRICO: El almidón es una mez la de dos

polisa áridos: la amilosa y la amilope tina, siendo la glu osa la sustan ia

que onstituye la base de di hos polímeros. Cuando el almidón es tratado

on una disolu ión de I2/I−(ensayo del lugol), adquiere un olor azul

intenso,mientras que al ser sometido al ensayo de Fehling, se obtiene un

resultado negativo.

El almidón experimenta un pro eso de hidrólisis en medio á ido.

Cuando la hidrólisis se haya produ ido ompletamente, obtenemos mo-

lé ulas de glu osa. La prueba de Fehling será, en este aso, positiva,

mientras que la del lugol resultará negativa. En la imagen de la izquierda

Figura 1.202: Pruebas del lugol y de Fehling

se puede apre iar el resultado de la prueba del lugol en el instante ini ial

(d), trans urridos 10 minutos ( ), y al abo de 25 minutos. (i). En este

último aso, la prueba del lugol, resulta negativa, lo que demuestra que

la hidrólisis del almidón se ha produ ido de forma ompleta. Simultánea-

mente, y en la imagen de la dere ha, pueden apre iarse los resultados del

ensayo de Fehling apara los mismos tiempos que el ensayo del lugol. La

rea ión en el instante ini ial dará resultado negativo (tubo situado a la

dere ha), mientras que para tiempos de 10 y de 25 minutos ( entro, e

izquierda), la hidrólisis se ha realizado ya de forma apre iable, omo lo

demuestra la forma ión del pre ipitado rojizo de Cu2O.

279


MATERIALES: vasos de pre ipitados, tubos de ensayo, pla a a-

lefa tora, agua, almidón, rea tivos de Fehling A y B, á ido sulfúri o y

bi arbonato de sodio.

PROCEDIMIENTO: Se prepara una disolu ión al 2% de almidón

en agua (aunque, en realidad, se trata de una suspensión). En dos tubos

de ensayo, el primero onteniendo unos mL de esta disolu ión, y el se-

gundo, un volumen equivalente de agua se añaden unas gotas de lugol,

observándose la apari ión de un olor azul muy os uro en el primer tubo,

y un olor marrón-rojizo en el tubo que ontiene agua. A ontinua ión,

se efe túan los ensayos del lugol y de Fehling en dos tubos, rotulados

on el número 0, que ontienen muestras de la disolu ión de almidón,

observándose resultado positivo y negativo, respe tivamente.

A ontinua ión a uatro tubos onteniendo disolu ión de almidón, y

que están rotulados on el número 10, dos de ellos, y el 25, los otros

dos, se les añaden unas gotas de á ido sulfúri o on entrado y se intro-

du en en un baño María, dos de ellos durante 10 minutos, y los otros

dos durante 25. Trans urridos di hos tiempos, se neutraliza el ex eso de

á ido en los tubos on bi arbonato sódi o y se somete uno de los tubos

al ensayo de Fehling, y el otro al del lugol. Observaremos que la hidrólisis

se ha produ ido par ialmente para un tiempo de 10 minutos, omo lo

demuestra el resultado positivo de ambas pruebas. Para un tiempo de 25

minutos, el resultado será negativo para la prueba del lugol, y positivo

para la de Fehling, lo que demuestra la hidrólisis ompleta del almidón.

280

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Hidr%C3%B3lisis_almid%C3%B3n.mp4


1.112. Prueba del iodoformo.

OBJETIVO: Realizar una prueba que nos permite distinguir om-

puestos que posean el grupo CH3 − CO−, ara terísti o de las metil e-

tonas de otros donde no aparez a aquel.

FUNDAMENTO TEÓRICO: La prueba del iodoformo es una

rea ión utilizada para la identi� a ión de metil etonas, CH3-CO-R, don-

de R es un radi al, aunque esta prueba puede también dar positiva para

al oholes se undarios del tipo CH3-CHOH-R. El etanol, aunque es un

al ohol primario, da positivo en esta prueba, por experimentar una oxi-

da ión a a etaldehido (etanal), de fórmula CH3-CHO. De lo anterior, se

puede dedu ir que darán positivo en esta prueba los ompuestos de fór-

mula CH3-CO-R, siendo R un radi al o un átomo de hidrógeno. Aunque

el me anismo de la rea ión es omplejo, esquemáti amente se podría

representar di ha rea ión de la siguiente forma:

CH3 − CO− ROH−

−→I2

R− COO−+CHI3

El resultado positivo de la prueba impli a la apari ión de un pre ipitado

amarillento de triioduro de metilo (iodoformo), omo el que puede verse

en la siguiente imagen.

Figura 1.203: Pre ipitado de iodoformo

MATERIAL: vasos de pre ipitados, tubos de ensayo, iodo, iodu-

ro de potasio, hidróxido sódi o, metanol, etanol, isopropanol y a etona

(propanona).

PROCEDIMIENTO: Preparamos una disolu ión al 5% de lugol

disolviendo en agua una mez la de I2 y KI en la propor ión 1/2. En ua-

281


tro tubos de ensayo se ponen volúmenes semejantes de metanol, etanol,

isopropanol y a etona Se añade agua destilada y unas gotas de disolu ión

de NaOH al 20%. Al agitar los tubos se observa una pérdida de la olo-

Figura 1.204: Ensayo del iodoformo

ra ión rojiza del rea tivo de lugol en todos ellos, salvo en el que ontiene

metanol. Simultáneamente, se produ e una turbidez en el líquido (salvo,

nuevamente, en el tubo que ontiene metanol), turbidez que, on el paso

del tiempo, va dando lugar a la apari ión de un pre ipitado amarillento

y del olor ara terísti o del iodoformo.

282

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Iodoformo.mp4


1.113. Oxida ión de al oholes mediante per-

manganato de potasio.

OBJETIVO: Observar que la oxida ión de un al ohol primario y de

un al ohol se undario on una misma sustan ia oxidante, dan lugar a

produ tos on diferente grupo fun ional.

FUNDAMENTO TEÓRICO: El permanganato de potasio es un

agente oxidante fuerte.Al rea ionar on un al ohol primario, lo trans-

forma en aldehido pero, debido al elevado ará ter oxidante del perman-

ganato, la rea ión prosigue hasta dar lugar a la oxida ión del aldehido

a á ido arboxíli o. En el aso de un al ohol se undario, este es oxida-

do a etona, terminando aquí el pro eso. Una forma de omprobar esto

último es realizar la prueba del lugol a la disolu ión obtenida, dando po-

sitivo en la segunda disolu ión ( etona) y negativo en la primera (á ido

arboxíli o).

Las rea iones de oxida ión de un al ohol primario (etanol) y de uno

se undario (2-propanol) en medio neutro son, respe tivamente:

3CH3CH2OH+ 4KMnO4�3CH3COOK+ 4MnO2 + 4H2O+KOH

2KMnO4 + 3CH3CHOHCH3�2MnO2 + 2KOH+ 3CH3COCH3 + 2H2O

Mientras que en medio á ido, son las siguientes:

5CH3CH2OH+ 4KMnO4 + 6H2SO4 → 5CH3COOH+ 4MnSO4 + 11H2O+ 2K2SO4

5CH3CHOHCH3 + 2KMnO4 + 3H2SO4 → 5CH3COCH3 + 2MnSO4 + 8H2O+ 2K2SO4

Las rea iones en medio á ido se ara terizan por la apari ión de un

Figura 1.205: Oxida ión en medio neutro (i) y á ido (d)

pre ipitado de olor marrón os uro de dióxido de manganeso. Si di has

283


rea iones tienen lugar en medio á ido, se obtienen sales de Mn (II), on

lo que la disolu ión queda prá ti amente in olora.

MATERIALES: etanol, isopropanol� disolu iones de lugol, hidró-

xido sódi o, á ido sulfúri o y permanganato potási o, papel indi ador,

agua destilada, tubos de ensayo, vaso de pre ipitados, pla a alefa tora,

,

PROCEDIMIENTO: en dos tubos de ensayo se pone una peque-

ña antidad de etanol e isopropanol, respe tivamente. Se añade a ada

uno delos tubos agua destilada, midiendo previamente el pH de ambos

al oholes, que resulta ser ligeramente á ido. Se añade a a ada tubo di-

solu ión diluida de permanganato potási o. Se introdu en ambos tubos

en un vaso de pre ipitados on agua y se pone a alentar. Trans urrido

un tiempo, se sa an ambos tubos, observándose el diferente aspe to de

ada uno. Se �ltra el ontenido del tubo que ontenía isopropanol y se

mide el pH del �ltrado, observándose un pH laramente al alino, omo

orresponde a la forma ión de KOH, Se somete el �ltrado a la prueba del

lugol, resultando ésta positiva, al apre iarse la forma ión del iodoformo.

Se repite la opera ión de �ltrado on la muestra que ontenía etanol y se

observa, omo en el aso del isopropanol, la forma ión del pre ipitado de

MnO2. Al medir el pH del �ltrado, observamos un resultado prá ti amen-

te neutro. La prueba del lugol, realizada al �ltrado, resulta negativa, ya

que el resultado no es una metil etona, sino la sal de un á ido arboxíli o.

Al realizar la rea ión en medio á ido, se obtienen á ido a éti o (para

el etanol) y propanona (para el isopropanol), observándose que en este

aso, no se produ e pre ipitado, al en ontrarse el manganeso omo Mn

(II).

284

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Oxidaci%C3%B3n%20de%20alcoholes.mp4


1.114. Combustión de la nitro elulosa.

OBJETIVO: Observar la rápida ombustión de la nitro elulosa en

ompara ión on la del algodón ordinario, así omo poner de mani�esto

la asi inexisten ia de residuos en la ombustión de aquella.

FUNDAMENTO TEÓRICO: La nitro elulosa es un ompuesto

que puede obtenerse por nitra ión de la elulosa, [C6H10O5]n utilizando

una mez la de á idos nítri o y sulfúri o en propor ión aproximada en

volumen de 1/3. El á ido sulfúri o retiene el agua formada al rea ionar

la elulosa on el á ido nítri o y evita la dilu ión de éste. Al mez lar los

á idos nítri o y sulfúri o se produ e un notable aumento de la tempera-

tura. Para realizar la nitra ión, debe esperarse hasta que la temperatura

de esta mez la de á idos no supere los 30º C, puesto que, en aso on-

trario, se produ e la emisión de óxidos de nitrógeno, de olor pardo. La

rea ión de nitra ión es la siguiente:

C6H10O5 + 3HNO3 → C6H7O5(NO2)3‘ + 3H2O

MATERIALES: Vasos de pre ipitados, �ash fotográ� o, á ido ní-

tri o, á ido sulfúri o, polvo de gra�to y agua destilada.

Figura 1.206: Combustión de la nitro elulosa

PROCEDIMIENTO: La ombustión de la nitro elulosa se veri�-

ará de tres formas:

1. Por medio de una llama: Se olo a un trozo de algodón junto a otro

de nitro elulosa. Ser a er a una llama a ada uno y se observa el

285


diferente omportamiento: El algodón se quema lentamente dejan-

do un abundante residuo, mientra que la nitro elulosa se in�ama

muy rápidamente y no deja apenas residuo al quemarse.

2. Por alentamiento: La temperatura de in�ama ión de la nitro e-

lulosa es de 120º C, aproximadamente. Colo amos una por ión de

nitro elulosa sobre un alefa tor elé tri o y observamos que, al abo

de po o tiempo, se produ e la in�ama ión espontánea de aquella.

3. Por absor ión de energía luminosa: Cuando se dispara un �ash fo-

tográ� o sobre una muestra de nitro elulosa, no se produ e ningún

ambio. Sin embargo,si se os ure e la nitro elulosa on polvo de

gra�to, el destello del �ash provo ará la igni ión de aquella. Esto

es debido a la mayor absor ión de la energía luminosa por parte de

una super� ie de olor negro, mientras que una super� ie blan a

re�eja gran parte de di ha energía.

286

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Combusti%C3%B3n%20de%20la%20nitrocelulosa.mp4


1.115. Combustión de la peroxia etona.

OBJETIVO: Al igual que en la prá ti a anterior, Combustión de

la nitro elulosa , se trata de observar la ombustión sumamente rápida

de un produ to, en este aso la peroxia etona, y, al igual que en el aso

de la nitro elulosa, la prá ti a inexisten ia de residuos.

FUNDAMENTO TEÓRICO: La peroxia etona es un ompues-

to obtenido por rea ión de a etona (propanona, CH3- CO - CH3) y

peróxido de hidrógeno, H2O2 en presen ia de á ido lorhídri o omo a-

talizador. la peroxia etona así obtenida es una mez la de sustan ias en

la que predomina el trímero, de fórmula C9H18O6.

La peroxia etona es una sustan ia muy inestable, que arde on gran

velo idad en antidades menores de 2 g, por onta to on una llama o

un alambre a elevada temperatura, según la rea ión:

2C9H18O6 + 21O2�18CO2 + 18H2O

Figura 1.207: Combustión de la peroxia etona

MATERIALES: Vasos de pre ipitados, papel de �ltro, embudo, vi-

drio de reloj, a etona, peróxido de hidrógeno al 30% y á ido lorhídri o.

PROCEDIMIENTO: Preparamos en primer lugar una pequeña

antidad de peroxia etona, mez lando 5 mL de a etona on la misma

antidad de peróxido de hidrógeno y unas gotas de á ido lorhídri o. Al

abo de unas horas se apre ia la forma ión de unos ristales blan os de

peroxia etona. Se �ltran y se lavan on agua destilada, dejando poste-

riormente que sequen.

Podemos omprobar la rapidez de la ombustión de esta sustan ia

al a er arle una llama o un alambre alentado al rojo. En la siguiente

287


se uen ia de imágenes podemos ver la evolu ión de la bola de fuego que

se produ e al a er ar un alambre al rojo.

Figura 1.208: Evolu ión de la bola de fuego

288

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Peroxiacetona.mp4


1.116. Elabora ión de un polímero.

OBJETIVO: A partir de materiales otidianos omo el adhesivo

viníli o ( ola blan a de la que se emplea para pegar madera y en las

tareas es olares) y el perborato de sodio (usado para la higiene dental)

obtendremos un polímero, sustan ia diferente, on nuevas propiedades.

FUNDAMENTO TEÓRICO: Las rea iones quími as permiten

transformar la materia, y a partir de unas sustan ias onseguir obtener

otras on nuevas propiedades. En este experimento vamos a obtener a

partir de sustan ias tan otidianas omo la ola blan a (usada en las

a tividades de plásti a) y el perborato de sodio (usado en la higiene

bu al) un nuevo material, un polímero on propiedades bien diferentes

y on una elasti idad importante. Estudiaremos además la a ión de un

á ido (el á ido a éti o del vinagre) sobre el polímero fabri ado.

MATERIAL: Adhesivo viníli o ( ola blan a), perborato dental (per-

borato sódi o :NaBO

3

. 4 H

2

O), vinagre.

PROCEDIMIENTO: En un vaso pequeño de pre ipitados pone-

mos una u harada de ola blan a y añadimos más o menos la misma

antidad de agua destilada, moviéndolo hasta que se disuelva. En otro

vaso pequeño ponemos una u haradita de perborato sódi o y añadimos

agua hasta la mitad del vaso. Agitamos para que se disuelva. Se vierte

una u harada de la disolu ión de perborato sobre la disolu ión de ola

blan a y se mueve on la u hara. Se produ e la rea ión quími a y se

observará que se va formando una masa vis osa. Si es ne esario puedes

añadir más disolu ión de perborato. Separa la masa vis osa y observa

sus propiedades. Podemos ha er una bola y dejarla botar, observa lo que

o urre. (No debes llevarte la sustan ia a la bo a, ni ponerla sobre la ropa

o muebles. Al terminar debes lavarte bien las manos)

Sigue experimentando:

Puedes probar on distintas propor iones de ola blan a y agua y

observar que se obtienen sustan ias on distintas onsisten ias y aspe to

(unas ve es en hilos, otras más pulverulentas, et ). Puedes añadir también

unas gotas de olorante alimentario a la disolu ión de ola blan a para

darle olor. Prueba a dejar se ar durante unos días la bola fabri ada y

observa las nuevas propiedades. También puedes ver qué o urre uando

sumerges el polímero obtenido en vinagre.

289


EXPLICACIÓN:

La ola blan a es un adhesivo viníli o. En unos asos ontiene al ohol

poliviníli o y en otros a etato de polivinilo. En ambos asos se trata de

un polímero de adena muy larga. Al añadir el perborato de sodio, sus

molé ulas forman enla es que sirven de puente entre dos adenas poli-

viníli as, se forma un polímero entre ruzado que tiene unas propiedades

diferentes al polímero ini ial.

Figura 1.209: Polímero

290

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Elaboraci%C3%B3n%20de%20un%20pol%C3%ADmero.mp4


1.117. Polímeros (II): La síntesis del nylon

6,10.

OBJETIVO: Observar la forma ión del nylon 6.10 a partir de la

rea ión entre un di loruro de diá ido y una diamina.

FUNDAMENTO TEÓRICO: El nylon 6,10 es una poliamida que

se obtiene por rea ión entre una diamina y un diá ido o un dihaluro de

á ido. Como quiera que la denomina ión del nylon se forma a partir del

número de arbonos de la diamina y del dihaluro de á ido, al tratarse

del nylon 6,10, el número de arbonos de la diamina será de seis (hexa-

metilendiamina), mientras que el del di loruro de á ido será de diez (por

tanto, el dihaluro de á ido será el di loruro de de anodioilo o loruro de

seba oilo) . La rea ión global es la siguiente:

H2N− (CH2)6 − NH2 + Cl− CO− (CH2)8 − CO− Cl

↓

−[−CO − (CH2)8 − CO− NH− (CH2)6 − NH−]n −+HCl

MATERIALES: Cloruro de seba oilo, tetra loruro de arbono, he-

xametilendiamina, agua destilada, pipeta, vasos de pre ipitados, pinzas

y varilla de vidrio.

Figura 1.210: El nylon 6.10

PROCEDIMIENTO: Se disuelven 2,2 g de hexametilendiamina en

agua hasta un volumen de 25 mL. Preparamos una segunda disolu ión to-

mando 1 mL de loruro de seba oilo y añadiendo tetra loruro de arbono

291


hasta un volumen de 50 mL. Se vierte on mu ho uidado la disolu ión

de loruro de seba oilo sobre la de hexametilendiamina. Observaremos

en la interfase entre ambas disolu iones (téngase en uenta que los disol-

ventes son inmis ibles) la forma ión de una pelí ula blan a e irregular

(debido a que ontiene burbujas de aire)de nylon 6,10. Tras eliminar esta

primera pelí ula se pro ede, utilizando las pinzas, a extraer el polímero

enros ando el hilo obtenido sobre la varilla de vidrio. El nylon obtenido

puede ser oloreado utilizando olorantes, omo pueden ser el verde de

bromo resol o el azul de metileno.

292

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Pol%C3%ADmeros%20II.mp4


1.118. Polímeros (III): La polia rilamida.

OBJETIVO: Observar algunas propiedades interesantes de la poli-

a rilamida, un polímero utilizado en diversos ampos, omo, por ejemplo

en bioquími a, para la ele troforesis de proteínas, omo �o ulante de

sólidos en tratamientos de agua, o omo a ondi ionador de suelos en

agri ultura.

FUNDAMENTO TEÓRICO: La polia rilamida es un polímero

obtenido a partir de la propenamida (a rilamida). Las fórmulas de ambos

ompuestos pueden verse a ontinua ión:

Figura 1.211: Fórmulas de la a rilamida (i) y polia rilamida (d)

Este polímero tiene la pe uliaridad de aumentar su tamaño en gran

medida al absorber agua. Asimismo, su masa se in rementa notablemen-

te on la itada absor ión. El diámetro de una esfera de polia rilamida

(denominadas omer ialmente perlas de polia rilamida) omo las utiliza-

das en esta prá ti a puede aumentar del orden de las seis ve es ve es al

absorber agua, tal y omo puede verse en las siguientes imágenes:

Figura 1.212: Diámetros antes y después

Por otra parte, al estar onstituida la mayor parte de su volumen

293


por agua, una vez se ha introdu ido durante un largo periodo en ella,

la polia rilamida presenta propiedades ópti as semejantes a las del agua,

omo su índi e de refra ión.

MATERIALES: Balanza, alibre, vaso de pre ipitados, perlas de

polia rilamida, olorante alimentario, agua

PROCEDIMIENTO: Se mide el diámetro de una esfera de poli-

a rilamida y se pesa un pequeño número de éstas. A ontinua ión, se

introdu en en un vaso de pre ipitados on agua y, al abo de unas uatro

horas, aproximadamente, se sa an del re ipiente. Se mide el diámetro de

una de las esferas obtenidas y se pesa el onjunto de todas ellas, ompa-

rándose on los resultados ini iales.

Podemos apre iar que, si se introdu e una de las pequeñas esferas de

polia rilamida en agua oloreada on un olorante alimentario, aquella,

al absorber agua, lo ha e también on el olorante, tomando una tenue

olora ión.

El he ho de que el índi e de refra ión tras haber absorbido agua sea

prá ti amente igual al de aquella, nos permite produ ir el efe to visual

que puede apre iarse en las siguientes imágenes:

Figura 1.213: Índi e de refra ión semejante al del agua

En la fotografía de la izquierda, las esferas hidratadas de polia rilami-

da distorsionan la imagen situada por debajo, dado que el medio en que

se refra ta la luz no es homogéneo. Al añadir agua hasta ubrir di has

esferas, teniendo en uenta que el índi e de refra ión de la polia rilamida

hidratada es muy semejante al del agua, el medio se ha e aproximada-

mente homogéneo, pudiendo apre iarse, prá ti amente sin distorsión la

imagen situada por debajo (fotografía de la dere ha).

294


Por ultimo, dada la forma aproximadamente esféri a de las perlas de

polia rilamida hidratadas, podemos utilizar una de ellas omo una lente

esféri a de agua, tal y omo puede verse en la siguiente fotografía:

Figura 1.214: Una lente esféri a

295

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Pol%C3%ADmeros%20III.%20poliacrilamida.mp4


1.119. Polímeros (IV): Un polímero de urea-

formaldehído.

OBJETIVO: Realizar la síntesis de un polímero termoestable za

partir de urea y formaldehído.

FUNDAMENTO TEÓRICO: La resina urea-formol es un políme-

ro termoestable obtenido mediante una rea ión de ondensa ión entre

la urea y el formaldehído, en presen ia de á ido sulfúri o. La rea ión

puede ser es rita de la forma: Este polímero posee numerosas rami� a-

Figura 1.215: Estru tura del polímero urea-formaldehído

iones, lo que da lugar a una estru tura tridimensional estable. Se trata

de un plásti o estable frente al alor, a diferen ia de otros materiales

termoplásti os.

MATERIAL: vaso de pre ipitados, varilla agitadora, urea y disolu-

ión de formaldehído al 37%

PROCEDIMIENTO: Para obtener este polímero disolvemos la

urea en formalina (disolu ión al 37% de formaldehído). Tras la disolu-

ión, añadimos á ido sulfúri o gota a gota, observando ómo la disolu ión

se va enturbiando, al formarse un polímero de olor blan o.

Figura 1.216: Polímero urea-formaldehído

296

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Urea-formol.mp4


1.120. Polímeros (V): Un polímero de fenol-

formaldehido.

OBJETIVO: Obtener un polímero termoestable (bakelita) a partir

de una rea ión de ondensa ión.

FUNDAMENTO TEÓRICO: Al ha er rea ionar el metanal (for-

mol o formaldehido) y el fenol (hidroxiben eno) se produ e la siguiente

rea ión de ondensa ión:

Este produ to puede dar lugar a diversas uniones entre ruzadas, que

pueden in luir uniones del tipo -CH2-O-CH2- omo puede verse a onti-

nua ión:

Como onse uen ia se obtiene un polímero termoestable, es de ir, que

no se deforma al apli ar alor. Di ho polímero se denomina bakelita, en

honor a su reador, Baekeland.

Figura 1.217: Bakelita

297


MATERIALES: Balanza, vasos de pre ipitados, matra es erlenme-

yer, fenol, formol, á ido a éti o gla ial, á ido sulfúri o (disolu ión al 50%

en volumen).

PROCEDIMIENTO: Una vez pèsado el fenol, se añaden el for-

mol y el á ido a éti o gla ial y se agita hasta disolu ión. Se añade a

ontinua ión la disolu ión de á ido sulfúri o y se agita. El ontenido del

vaso de pre ipitados ambia desde una olora ión amarillenta hasta otra

blanque ina, observándose al abo de unos instantes la apari ión de una

sustan ia de olor rosado, que es el polímero de fenol-formaldehido. La

rea ión que tiene lugar es muy exotérmi a. Por último, tras dese har el

líquido, se lava el polímero repetidas ve es on agua destilada para eli-

minar el ex eso de rea tivos. Se observa que al abo de un ierto tiempo,

el polímero ha adquirido una duereza onsiderable.

298

http://jpcampillo.es/onewebmedia/bakelita%20.mp4


1.121. Polímeros (VI): Elabora ión de un bio-

plásti o.

OBJETIVO: Elaborar on materiales sen illos un polímero que pre-

sente propiedades plásti as.

FUNDAMENTO TEÓRICO: En esta prá ti a, más que elaborar

un polímero, vamos a modi� ar las propiedades de una sustan ia de este

tipo omo es el almidón, para onvertirlo en una sustan ia on ara -

terísti as de un plásti o. Para ello, seguiremos la siguiente se uen ia de

pro esos:

Prepara ión de una disolu ión de almidón de maíz en agua.

Adi ión de gli erina a esta disolu ión.

Calentamiento de la disolu ión.

Adi ión de HCl 0,1 M a aquella.

Neutraliza ión del ex eso de HCl on disolu ión 0,1 M de NaOH.

El almidón esta formado por dos polímeros: amilosa y amilope ti-

na, uyas fórmulas respe tivas son :

Figura 1.218: Componentes del almidón

Para la obten ión del bioplásti o debemos modi� ar la estru tura

299


rami� ada de la amilope tina, onvirtiéndola en otra más similar

a la de la amilosa. Esto se realiza mediante la adi ión de un á ido

diluido. Las propiedades plásti as de la substan ia obtenida se de-

ben a la gli erina añadida a la disolu ión de almidón de maíz. Por

último, la adi ión de disolu ión diluida de NaOH tiene por objeto

neutralizar el ex eso de á ido.

MATERIAL: vasos de pre ipitados, ápsulas de Petri, pipeta, pla a

alefa tora, papel indi ador de pH, agua destilada, almidón de maíz, gli-

erina, disolu iones 0,1 M de HCl y NaOH (a esta última se han añadido

unas gotas de disolu ión al ohóli a de fenolftaleína para poder observar

de forma ualitativa si la disolu ión obtenida presenta un pH á ido o

bási o),

PROCEDIMIENTO: Pesamos una masa de 5 g de almidón de

maíz y le añadimos 40 mL de agua destilada. Introdu imos en un baño

María y añadimos 6 mL de disolu ión 0,1 M de HCl y 4 mL de gli erina.

Mantenemos la disolu ión a 100º C durante unos diez minutos agitando

de forma ontinua. Trans urrido este tiempo, añadimos disolu ión 0,1 M

de NaOH para neutralizar el ex eso de á ido, y vertemos en una ápsula

Petri. Idealmente, el ontenido de la ápsula debería se arse en una estufa

Figura 1.219: Bioplásti o de maíz

a unos 30-35º C pero, al no disponerse de esta, se ha realizado el se ado

olo ando la ápsula sobre una pla a alefa tora y sometiéndola a un

alentamiento muy suave durante varias horas

300

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Biopl%C3%A1stico%20de%20ma%C3%ADz.mp4


1.122. Polímeros (VII): El poliuretano.

OBJETIVO: Produ ir de forma sen illa una rea ión de polimeri-

za ión a partir de dos omponentes.

FUNDAMENTO TEÓRICO: La rea ión de un iso ianato, de

fórmula R-N=C=O on un al ohol, R´-OH da lugar a un tipo de om-

puestos denominados uretanos, de fórmula R-NH-CO-O-R´.

Cuando se ha en rea ionar diiso ianatos, OCN-R-CNO on dioles,

HO-R´-OH se forma un polímero que responde a la fórmula general:

Este polímero es ono ido omo poliuretano. En fun ión de las a-

ra terísti as de los iso ianatos y dioles que intervengan en la rea ión, se

obtendrán poliuretanos on diferentes ara terísti as.

En nuestro aso, realizaremos el experimento on produ tos de par-

tida de diferente omposi ión, observándose que los produ tos obtenidos

presentan distintas propiedades físi as.

Figura 1.220: Distintos tipos de poliuretano

MATERIALES: Vasos de plásti o, varilla agitadora, diiso ianato y

diol.

PROCEDIMIENTO: Se mez lan diiso ianato y diol en la propor-

ión 1:1, agitando hasta obtener una mez la homogénea. Se produ e una

rea ión exotérmi a que, al abo de unos momentos, da lugar a la for-

ma ión de poliuretano. Cabe men ionar que, en fun ión del tipo de diol

y diiso ianato se obtendrá un poliuretano de diferentes ara terísti as.

301


En nuestro aso, se han obtenido dos produ tos de diferentes densidad y

dureza.

302

http://jpcampillo.es/onewebmedia/Poliuretano.mp4

Índi e de �guras

1.1. Ensayos a la llama . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

1.2. Espe tros de H2, N2 y O2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

1.3. Espe tros de He, Ne, Ar, Kr y Xe . . . . . . . . . . . . . 10

1.4. Espe tros de S e I2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

1.5. Análisis de los espe tros de H2 y Kr . . . . . . . . . . . . 11

1.6. Prin ipio de Conserva ión de la Materia . . . . . . . . . 12

1.7. Casa de la Quími a, Segovia . . . . . . . . . . . . . . . . 14

1.8. Forma ión del loruro de sodio . . . . . . . . . . . . . . . 15

1.9. Forma ión del óxido de magnesio . . . . . . . . . . . . . 17

1.10. Des omposi ión del lorato potási o . . . . . . . . . . . . 18

1.11. Rea ión de desplazamiento . . . . . . . . . . . . . . . . 18

1.12. Forma ión del arbonato de obre . . . . . . . . . . . . . 19

1.13. Dispositivo experimental . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

1.14. Determina ión de la masa mole ular del butano . . . . . 24

1.15. El volumen varía on la presión . . . . . . . . . . . . . . 26

1.16. Dimensiones del tubo de sili ona . . . . . . . . . . . . . . 27

1.17. Varia ión del volumen on la presión . . . . . . . . . . . 28

1.18. Estima ión del volumen del matraz . . . . . . . . . . . . 29

1.19. In remento de volumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

1.20. ley de Gay-Lussa : dispositivo experimental . . . . . . . 31

1.21. Materiales para el modelo me áni o de la Teoría Cinéti a 34

1.22. Movimiento aóti o de las partí ulas . . . . . . . . . . . 34

1.23. Fluores en ia emitida por distintos líquidos . . . . . . . . 38

1.24. Fluores en ia de un es orpión . . . . . . . . . . . . . . . 39

1.25. Fluores en ia en la al ita . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

1.26. Fluores en ia en �uorita (i) y ópalo (d) . . . . . . . . . . 40

1.27. Fluores en ia en azú ar y arroz . . . . . . . . . . . . . . 40

1.28. Fluores en ia en un detergente . . . . . . . . . . . . . . . 41

1.29. Fluores en ia de un billete . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

303


1.30. Efe to de la disolu ión de una sal . . . . . . . . . . . . . 42

1.31. Disolu iones de distintas sales . . . . . . . . . . . . . . . 43

1.32. Fluores en ia y fosfores en ia . . . . . . . . . . . . . . . 44

1.33. Agua líquida en equilibrio on su vapor . . . . . . . . . . 46

1.34. Temperatura y presión de vapor . . . . . . . . . . . . . . 47

1.35. Presiones de vapor del agua (i) y de la disolu ión (d), a

52º C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

1.36. Temperaturas de las disolu iones de gli erina (i) y sal (d)

después de una hora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

1.37. Temperatura de ebulli ión de agua (i.) gli erina ( ) y sal (d) 53

1.38. Difusión de un olorante en agua . . . . . . . . . . . . . 54

1.39. Membrana interior y exterior al abo de 9 horas . . . . . 55

1.40. Difusión al abo de 9 horas . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

1.41. Pro eso de ósmosis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

1.42. Medida de la entalpía de vaporiza ión . . . . . . . . . . . 59

1.43. Temperatura de la mez la frigorí� a a los dos minutos . . 63

1.44. Varia ión de la temperatura on el tiempo . . . . . . . . 64

1.45. Congela ión del agua en el tubo de ensayo . . . . . . . . 65

1.46. Varia ión de temperatura en la hidrólisis del loruro amóni o 65

1.47. Materiales utilizados en la prá ti a . . . . . . . . . . . . 67

1.48. Ley de Hess . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

1.49. Complejos del Cu2+ on Cl

−y on H2O . . . . . . . . . . 73

1.50. Ensayos a la llama de las dos disolu iones de Cu¨2+ . . . 74

1.51. Condu tividad para disolu iones 0,0025 M (i) y 0,05 M (d) 75

1.52. Disolu ión de la sa arosa en agua . . . . . . . . . . . . . 76

1.53. Condu tividad frente a on entra ión . . . . . . . . . . . 78

1.54. Combustión al añadir agua . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

1.55. Rea ión del magnesio on agua fría . . . . . . . . . . . . 82

1.56. Rea ión del Mg on agua fría (i) y aliente (d) . . . . . 83

1.57. Desprendimiento de hidrógeno . . . . . . . . . . . . . . . 83

1.58. Rea ión Al - I2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

1.59. Vapores de iodo y humos de AlI3 . . . . . . . . . . . . . 86

1.60. Rea ión del zin y el azufre . . . . . . . . . . . . . . . . 88

1.61. Residuo de las rea iones . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

1.62. Evolu ión on la temperatura . . . . . . . . . . . . . . . 89

1.63. Propaga ión de la llama . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90

1.64. Cobre obtenido de la rea ión . . . . . . . . . . . . . . . 90

1.65. Sulfato de obre, zin y obre metáli o . . . . . . . . . . 91

1.66. Aluminotermia del hierro . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

304


1.67. Hierro metáli o obtenido en la rea ión . . . . . . . . . . 95

1.68. Rea ión etanol-aire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

1.69. Material utilizado en la rea ión etanol-oxígeno . . . . . 97

1.70. Ar o elé tri o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

1.71. Forma ión del omplejo a tivado . . . . . . . . . . . . . 98

1.72. Rea ión reloj . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

1.73. Oxida ión del iodo a ion iodato . . . . . . . . . . . . . . 102

1.74. El ar o iris quími o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103

1.75. Evolu ión del olor en presen ia de S2O2−3 . . . . . . . . 107

1.76. Evolu ión del olor en presen ia de HSO−

3 . . . . . . . . 108

1.77. Combustión de una golosina . . . . . . . . . . . . . . . . 109

1.78. Pila galváni a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111

1.79. Desprendimiento de hidrógeno . . . . . . . . . . . . . . . 112

1.80. Transforma iones de la super� ie de obre . . . . . . . . 112

1.81. Varia ión de la luminosidad on el tiempo . . . . . . . . 114

1.82. Montaje experimental . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115

1.83. Pro eso de deshidrata ión del azú ar . . . . . . . . . . . 116

1.84. Fases de la rea ión de Briggs-Raus her . . . . . . . . . . 118

1.85. �Pasta de dientes� . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121

1.86. Cristaliza ión del a etato de sodio . . . . . . . . . . . . . 124

1.87. Extra ión del yodo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

1.88. Sublima ión del yodo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

1.89. Equilibrio sólido-gas para el á ido benzoi o . . . . . . . . 129

1.90. Sublima ión inversa del á ido benzoi o . . . . . . . . . . 130

1.91. Cromatografía en papel de �ltro . . . . . . . . . . . . . . 132

1.92. Ensayos on metanol y etanol . . . . . . . . . . . . . . . 133

1.93. Transforma iones romato-di romato . . . . . . . . . . . 136

1.94. Desplazamiento del equilibrio por a ión de la temperatura 138

1.95. Evolu ión de la olora ión al alentar . . . . . . . . . . . 139

1.96. Efe to de la adi ión de NH4Cl . . . . . . . . . . . . . . 140

1.97. Equilibrio NO2/N2O4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143

1.98. Pre ipitados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145

1.99. Pre ipita ión y redisolu ión del hidróxido de obre . . . . 146

1.100.Rea ión on NaOH y NH3 . . . . . . . . . . . . . . . . . 147

1.101.Rea ión on KSCN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148

1.102.Rea ión on ferro ianuro y ferri ianuro . . . . . . . . . 148

1.103.Complejos on Fe

3+(i) y Co

2+(d) . . . . . . . . . . . . . 149

1.104.Pre ipita ión del PbCl2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152

1.105.Varia ión del pH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153

305


1.106.Distintos aspe tos del PbI

2

. . . . . . . . . . . . . . . . . 155

1.107.Rea ión on [Fe(CN)6]4−(i) y SCN

−(d) . . . . . . . . . 156

1.108.El surtidor de amonia o . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158

1.109.Tres olores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160

1.110.Medida de la masa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163

1.111.Medida del pH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164

1.112.pH de un mismo á ido a distinta on entra ión . . . . . 165

1.113.Estru tura de la anto ianidina . . . . . . . . . . . . . . 167

1.114.Es ala de olores para pH 0-7 (i) y 7-14 (d) . . . . . . . 168

1.115.Comportamiento de á idos y bases de uso domésti o . . . 168

1.116.Hidrólisis del NaNO3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171

1.117.Hidrólisis á ida (i) y bási a (d) . . . . . . . . . . . . . . 172

1.118.Adi ión de á ido o base a disolu iones reguladoras . . . . 175

1.119.Color tras añadir extra to de ol lombarda . . . . . . . . 176

1.120.Equilibrios entre las formas en medios á ido y bási o . . 178

1.121.Equilibrios entre formas en medios bási o y fuertemente

bási o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178

1.122.Varia ión de olor de la fenolftaleína . . . . . . . . . . . 179

1.123.Desprendimiento de hidrógeno . . . . . . . . . . . . . . . 181

1.124.Rea ión del Al on el Cu

2+. . . . . . . . . . . . . . . . 182

1.125.Desprendimiento de oxígeno . . . . . . . . . . . . . . . . 183

1.126.Cloruro de obre y loruro de obre dihidratado . . . . . 186

1.127.Forma ión del heptaóxido de dimanganeso . . . . . . . . 188

1.128.Combustión de la a etona . . . . . . . . . . . . . . . . . 189

1.129.Estados de oxida ión III (i) a VII (d) . . . . . . . . . . . 191

1.130.Cl2/Br−, Cl2/I

− yBr2/I−

. . . . . . . . . . . . . . . . . . 193

1.131.Disolu ión on a etato (i) y sin a etato (d) . . . . . . . . 195

1.132.Color de las disolu iones A y B al abo de 30 minutos . . 196

1.133.Representa ión grá� a 1/R-t . . . . . . . . . . . . . . . . 198

1.134.Dispositivo experimental . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199

1.135.Azufre oloidal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199

1.136.Disolu iones obtenidas al mez lar A y B (i), y C y D (d) 201

1.137.El hipo lorito oxida al ioduro . . . . . . . . . . . . . . . 202

1.138.Redox y pre ipita ión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203

1.139.La disolu ión de arbonato sódi o es al alina . . . . . . . 205

1.140.Disolu ión de iodo sin(i) y on (d) arbonato sódi o . . . 206

1.141.Pre ipitado de hidróxido férri o . . . . . . . . . . . . . . 207

1.142.Redisolu ión del pre ipitado . . . . . . . . . . . . . . . . 207

1.143.Forma ión de la nube gaseosa . . . . . . . . . . . . . . . 209

306


1.144.Pila Daniell on disolu ión de on entra ión des ono ida 212

1.145.Pila magnesio- obre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214

1.146.Pilas Mg/Cu y Zn/Cu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215

1.147.Pila on ele trodos inertes . . . . . . . . . . . . . . . . . 217

1.148.Componentes de la pila de Volta . . . . . . . . . . . . . . 219

1.149.Pila de Volta on un limón . . . . . . . . . . . . . . . . 220

1.150.Corriente generada al to ar las pla as . . . . . . . . . . . 220

1.151.Tras quin e minutos (i) y dos horas (d) . . . . . . . . . . 223

1.152.Aspe to del lavo no urvado trans urridas unas dos horas 224

1.153.Aspe to del lavo urvado trans urridas dos horas . . . . 224

1.154.Ele trolisis del agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225

1.155.Ele trolisis del KI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226

1.156.Ánodo y átodo en la ele trolisis del sulfato de obre . . 227

1.157.Colora ión del indi ador en distintos medios . . . . . . . 228

1.158.Evolu ión de la ele trolisis . . . . . . . . . . . . . . . . . 229

1.159.Migra ión de iones (1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230

1.160.Migra ión de iones (2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231

1.161.Rota ión de la orriente de iones . . . . . . . . . . . . . . 234

1.162.Desprendimiento de gases en los ele trodos . . . . . . . . 234

1.163.Fuerza sobre los iones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235

1.164.Voltámetro de Ho�mann . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237

1.165.Distintos tipos de isomería . . . . . . . . . . . . . . . . . 239

1.166.Captura de imágenes de propanal (i) y propanona (d) . . 240

1.167.Molé ula del á ido lá ti o . . . . . . . . . . . . . . . . . 240

1.168.Onda ele tromagnéti a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241

1.169.Carbono asimétri o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242

1.170.Rela ión entre intensidad luminosa y resisten ia . . . . . 243

1.171.Birrefringen ia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244

1.172.Imágenes on luz polarizada . . . . . . . . . . . . . . . . 245

1.173.Formas oxidada y redu ida del azul de metileno . . . . . 246

1.174.Varia ión del olor de la disolu ión on el tiempo . . . . 248

1.175.Evolu ión de la rea ión . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250

1.176.Luminosidad del luminol y de la mez la on �uores eína. 253

1.177.Quimioluminis en ia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253

1.178.El faro quími o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255

1.179.Negativo y positivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257

1.180.Evolu ión del olor de la disolu ión . . . . . . . . . . . . 258

1.181.Rea iones on agua de bromo y KMnO4 . . . . . . . . . 260

1.182.Combustión del etileno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261

307


1.183.Deposi ión del negro de humo . . . . . . . . . . . . . . . 262

1.184.Rea ión a etileno- loro . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263

1.185.Ion manganato (i) y MnO2(d) . . . . . . . . . . . . . . . 265

1.186.Redu ión del MnO2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265

1.187.Rea ión de Fehling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266

1.188.Pre ipitado de Cu2O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267

1.189.Ensayos de Fehling negativo (i) y positivo (d) . . . . . . 267

1.190.Oxida ión del Cu+a Cu2+

. . . . . . . . . . . . . . . . . 268

1.191.El espejo de plata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269

1.192.Forma ión del enla e peptídi o . . . . . . . . . . . . . . . 271

1.193.Complejo on Cu2+. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271

1.194.Rea ión xantoprotei a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272

1.195.Prueba del biuret . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272

1.196.Rea ión xantoprotei a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273

1.197.Rea ión del Fe

3+ on á ido sali íli o (i) y a etilsali íli o

(d) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275

1.198.Rea ión on á ido a etilsali íli o hidrolizado . . . . . . . 275

1.199.Dete ión de ompuestos fenóli os en extra tos vegetales 276

1.200.Hidrólisis de la sa arosa . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277

1.201.Prueba de Fehling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278

1.202.Pruebas del lugol y de Fehling . . . . . . . . . . . . . . . 279

1.203.Pre ipitado de iodoformo . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281

1.204.Ensayo del iodoformo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282

1.205.Oxida ión en medio neutro (i) y á ido (d) . . . . . . . . 283

1.206.Combustión de la nitro elulosa . . . . . . . . . . . . . . 285

1.207.Combustión de la peroxia etona . . . . . . . . . . . . . . 287

1.208.Evolu ión de la bola de fuego . . . . . . . . . . . . . . . 288

1.209.Polímero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290

1.210.El nylon 6.10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291

1.211.Fórmulas de la a rilamida (i) y polia rilamida (d) . . . . 293

1.212.Diámetros antes y después . . . . . . . . . . . . . . . . . 293

1.213.Índi e de refra ión semejante al del agua . . . . . . . . 294

1.214.Una lente esféri a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295

1.215.Estru tura del polímero urea-formaldehído . . . . . . . . 296

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1.219.Bioplásti o de maíz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300

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