Lab 01 - Cambios Físicos y Químicos de La Materia

Prácticas de laboratorio de química inorgánica y orgánica___________________________________________________________________________________________________

CAMBIOS FÍSICOS Y QUÍMICOS DE LA MATERIA

Objetivos:

Estudiar transformaciones de la materia y diferenciar entre cambio físico o cambio químico en base a ciertas manifestaciones como son cambios de color, olor, desprendimiento de gases, formación de precipitado, etc.

La química es el estudio de la materia y los cambios que esta sufre. Hay distintos tipos de materia según sus propiedades, las cuales se clasifican de manera general en función de propiedades físicas y químicas. Las propiedades físicas son las características propias de una sustancia que se observan en ausencia de cualquier cambio de composición. El color, olor, sabor, estado físico, densidad, punto de congelación, punto de ebullición son propiedades físicas. Estas propiedades también pueden ser extensivas las cuales dependen de la cantidad de sustancia presente: masa, volumen, etc; y las intensivas que no dependen de la cantidad de sustancia presente: temperatura, densidad, color, etc.Las propiedades Químicas son las que exhibe la materia cuando experimenta cambios en su composición, ya sea transformándose en una sustancia nueva por descomposición o por reacción con otras especies.Como las propiedades de la materia se clasifican en función de los cambios que esta pueda sufrir, así, la materia puede transformarse y experimentar cambios estructurales. Estos cambios, muy frecuentes y constantes en la naturaleza, pueden ir desde una alteración física hasta la transformación en otra sustancia totalmente distinta, así puede experimentar cambios físico y químicos. En un cambio físico, una o más propiedades físicas de la sustancia son alteradas. Ejemplo de tales propiedades incluyen tamaño, forma, color, estado, etc. No se forman nuevas sustancias como resultado del cambio físico y se caracterizan por ser reversibles.Un cambio químico es un proceso de ruptura y formación de enlaces químicos, que va acompañado de liberación de energía (exergónico) o absorción de energía (endergónico). Al romperse y formarse enlaces químicos, los átomos se reordenan formando sustancias químicas con propiedades y composición distinta. Las evidencias que indican un cambio químico son: Aparición de un nuevo color, se libera calor o luz, desprendimiento de gas o aparición de un precipitado. Estos cambios químicos pueden ser expresados mediante ecuaciones químicas de la siguiente forma:


PROCEDIMIENTO

PARTE 1: Cambios Químicos

1. Pese 1 g ±0,01 de virutas cobre en vaso precipitado de 250 mL y observe las propiedades físicas de este.

2. Bajo campana, añadir suavemente 5 mL de ácido nítrico (HNO3) concentrado, y deje reaccionar hasta la disolución total del metal. Observe y registre todos los cambios observados. En esta primera etapa de la reacción el cobre es transformado en Nitrato de cobre II (Cu(NO3)2)

IMPORTANTE: En esta etapa tenga especial cuidado de los vapores que se desprenden de la reacción ¡¡son tóxicos!!

3. En otro vaso precipitado ponga 30 ml aproximadamente de una solución de hidróxido de sodio (NaOH) 3 M y comience a agregar sobre la solución obtenida anteriormente con precaución y gota a gota. Observe ¿qué ocurre? Agite el contenido con varilla de vidrio y continúe agregando hidróxido de sodio (NaOH) hasta que no haya más cambios. En esta etapa precipita hidróxido de cobre II (Cu(OH)2 (s))

4. Agregue agua destilada y vuelva a agitar. Caliente en placa calefactora la solución contenida en el vaso. Después de que la reacción se ha completado retirar la calefacción y deje enfriar. Anote todas sus observaciones. El sólido formado corresponde a Óxido de cobre II (CuO (s))

5. En este paso se debe separar el sólido formado del líquido sobrenadante por decantación o con una pipeta retire el líquido sobrenadante con precaución de eliminar parte del solido formado.

6. Una vez separados lavar el sólido 2 o 3 veces con agua destilada, eliminando el líquido sobrenadante cuidando de no perder parte del sólido formado.

7. Una vez separado el sólido, cuidadosamente añadir gota a gota solución de ácido clorhídrico (HCl), hasta disolver completamente. Registrar en su cuaderno todos los cambios observados. El producto de esta reacción es cloruro de cobre II (CuCl4 )-2

(ac)

8. En la solución obtenida en el paso anterior añadir bolitas de papel aluminio (Al (s)) asegúrese de colocar el vaso en un baño de agua fría (con hielo) ya que la reacción libera mucho calor. Registre todos los cambios que observe en esta etapa.

9. Finalmente separe el sólido obtenido por decantación y lave con agua destilada, descarte el agua del lavado. Nuevamente agregue una porción de agua destilada y separe ambas fases por filtración simple.

Observe cuidadosamente el producto final y elimine cualquier resto de aluminio que no haya reaccionado.


Preguntas:

¿A qué sustancia corresponde el producto final? ¿Cómo comprobaría si corresponde a tal producto? Investigue las ecuaciones químicas que representan cada uno de los cambios que observó en cada una de las etapas. Menciones todas las observaciones que realizó en cada una de las etapas y que le indicaba que ocurría un cambio químico.Realice un esquema del ciclo del cobre en donde indique cada una de las transformaciones que sufre y los reactivos utilizados. Además incluya en cada etapa el conjunto de observaciones que le indicaron que ocurrió un cambio químico

PARTE 2: Cambios Físicos

1. En un vaso precipitado de 100 mL limpio y seco agregue una punta de espátula de hierro, en polvo, y Arena hasta completar a un volumen de 50 ml aprox. Con una varilla de agitación homogenice y luego vierta el contenido del vaso sobre una hoja de papel y distribuya uniformemente.

¿Qué tipo de sustancia se ha formado? ¿Existe reacción o cambio químico involucrado? ¿Es posible revertir esta acción y obtener las sustancias iniciales por separado? ¿Cómo? Identifique cada una de las sustancias utilizadas como elemento, compuesto, mezcla según corresponda.

2. Coloque una punta de espátula de sulfato de cobre (II) pentahidratado (CuSO4*5H2O) en un tubo de ensayo. Caliente levemente sobre la llama de un mechero por unos 5 minutos. Y observe todos los cambios observados. Permita que la muestra se enfríe y entonces añada unas pocas gotas de agua.

Anote sus observaciones e investigue que tipo de cambio se ve involucrado con en esta experiencia

3. Coloque en un vaso de precipitado una pequeña cantidad de yodo. Tápelo con un matraz Erlenmeyer con agua fría. Caliente el vaso pp. Sobre un trípode con mechero. Observe y anote todos los cambios.

¿Qué cambios se ven involucrados en esta experiencia?¿Qué papel desempeña el matraz de agua fría?


PARTE 3: Características de un cambio Físico y Químico

1. En un tubo de ensayo agregar 5 mL de una solución de nitrato de plomo (Pb(NO3)2) y en otro tubo de ensayo colocar 5 mL de una solución de yoduro de potasio (KI). Pese ambos tubos con sus respectivos contenidos en un vaso precipitado y vierta cuidadosamente el contenido de un tubo sobre el otro tubo y observe. Vuelva a pesar ambos tubos al interior del mismo vaso y registre los resultados en su cuaderno.

¿Qué tipo de cambio se ve asociado durante esta experiencia?¿Cuál es la conclusión más importante que puede afirmar respecto de la masa inicial y final durante este experimento?

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