Práctica de laboratorio 3 - Obtención de sustancias gaseosas (II)

Introducción:

Esta práctica tiene como objetivo la obtención de sustancias gaseosas, así como la oportunidad de desarrollar las habilidades básicas en el laboratorio, como las normas de uso y seguridad, e introducir tanto las reacciones químicas (concepto, reactivos, productos, ajuste) como el concepto de disolución.

Reactivos y productos utilizados:

Dióxido de manganeso:



Ácido clorhídrico:



Dicloruro de manganeso:



Agua:



Gas cloro:



Carbonato cálcico:



Cloruro de calcio:



Dióxido de carbono:




Resumen:

En esta práctica hemos trabajado dos reacciones químicas. La primera tenía como objetivo la obtención de gas cloro. Los reactivos utilizados han sido dióxido de manganeso y ácido clorhídrico y los productos obtenidos han sido dicloruro de manganeso, agua y gas cloro. La segunda reacción tenía como fin la obtención de dióxido de carbono. En este caso las sustancias que hemos hecho reaccionar han sido carbonato cálcico y ácido clorhídrico y las sustancias obtenidas han sido cloruro de calcio, agua y dióxido de carbono.

Trabajo experimental:

Primera reacción (obtención de gas cloro):

• Hemos echado una pequeña cantidad de ácido clorhídrico en un tubo de ensayo.
• Después le hemos añadido dióxido de manganeso (en cantidades pequeñas)
• Por último, hemos anotado todo lo observado y escuchado durante todo el proceso.
  

Segunda reacción (obtención de dióxido de carbono):

• Esta reacción la realizó el profesor debido a la falta de material para todo el grupo.
• Primero, se ha llenado un matraz aforado de agua, se ha tapado con el dedo dicho matraz y se ha invertido en un recipiente con agua.
• Se ha añadido una pequeña cantidad de ácido clorhídrico en un tubo de ensayo e introducido un fragmento de mármol (carbonato cálcico).
• Después se ha tapado el tubo con un corcho conectado a un conducto de vidrio, conectado a su vez con otro conducto de plástico.
• Una vez que se ha dejado expulsar el aire contenido en el tubo se introduce el conducto en el matraz.
• El dióxido de carbono asenderá (burbujas) y el gas se acumulará en la parte superior del matraz, que se llenará como consecuencia de la presión ejercida.
• Para terminar, se ha introducido una cerillo en el tubo para observar qué sucedía.
• Por último, hemos anotado lo obervado, realizado y escuchado a lo largo de todo el proceso.

Resultados y conclusiones obtenidas:

Primera reacción:

• Esta reacción tiene como objetivo la obtención de gas cloro.
• Los reactivos de esta reacción son el dióxido de manganeso (MnO2) y el ácido clorhídrico (HCl) y los productos son: dicloruro de manganeso (MnCl2), agua (H2O) y gas cloro (Cl2).
• Hemos comprobado que el ácido clorhídrico huele muy mal y que al mezclarlo con el dióxido de manganeso burbujea.
• Hemos podido observar que la reacción se tiñe de negro. Ésto se debe, probablemente, a que el dióxido de manganeso es una piedra que posee un color muy oscuro.
• Una vez que las sustancias han reaccionado podemos comprobar que expulsa, levemente, un gas denso.
• También hemos observado que se trata de un reacción endotérmica, ya que el tubo de ensayo no se calentaba, por lo que no desprendía calor.

Segunda reacción:

• Esta reacción tiene como objetivo la obtención de dióxido de carbono.
• Los reactivos son el carbonato cálcico (carbonato calcico) y el ácido clorhídrico (HCl) y los productos son: cloruro cálcico (CaCl2), agua (H2O) y dióxido de carbono (CO2).
• Al igual que en la reacción anterior, hemos comprobado que el ácido clorhídrico huele muy mal y que al mezclarlo con calcita, ésta burbujea y se deshace.
• Una vez que se ha expulsado el aire contenido, hemos podido observar cómo el matraz se vaciaba, probablemente por la presión ejercida por el gas cuando éste entra en el matraz aforado.
• Hemos comprobado que el gas que contenía el matraz era dióxido de carbono (CO2), ya que al introducir una cerilla en dicho matraz, ésta se apagaba.En nuestro caso éste método no es muy fiable ya que al tratarse de un pequeño matraz aforado a la cerilla siempre le va a faltar oxígeno, ya que el tubo es demasiado estrecho, por lo que siempre se va a apagar. Pero, de todos modos, el método para averiguarlo sí que es correcto.
• También hemos añadido naranja de metilo, que es un indicador del pH líquido, en un tubo de ensayo.
• Hemos conectado el tubo de ensayo que contiene naranja de metilo con el conducto de plástico del que procede el gas y hemos comprobado que el líquido que contenía el tubo burbujeaba y se teñía de rojo, por lo que deducimos que se trata de un gas ácido, ya que el naranja de metilo es un indicador del pH.
• Por último, hemos podido comprobar que se trata de una reacción exotérmica, ya que desprende calor, pero no hemos podido tocar el tubo de ensayo como en otras ocasiones, por lo que no estamos seguras de la cantidad de calor que emana.

Cuestiones:

1. MnO2 + HCl --> MnCl2 + H2O + Cl2 ---->MnO2 + 4HCl --> MnCl2 + 2H2O + Cl2
CaCO3 + HCl --> CaCl2 + H2O + CO2 ----> CaCO3 + 2HCl --> CaCl2 + H2O + CO2
FeS + HCl --> FeCl2 + H2S ----> FeS + 2HCl --> FeCl2 + H2S

2. Los reactivos estánindicados en rojo y los productos en verde.

3. Hemos podido comprobar que la primera reacción no era exotérmica, es decir, era endotérmica, ya que no desprendía calor.
La segunda reacción sí que era exotérmica, ya que desprendía calor, pero, como hemos dicho antes, esta vez no hemos podido tocar el tubo de ensayo, por lo que no estamos segura de qué cantidad de calor emanaba la reacción química.

4, 5 y 6. Gas cloro (Cl2): El gas cloro viene del cloro. El cloro es un elemento químico del grupo de los halógenos, cuyo símbolo es Cl y cuyo número atómico es 17. Si el cloro líquido se mezcla con el aire, se convierte en gas cloro. Es de color verde amarillento y tiene un olor fuerte.
Es un gas peligroso ya que resulta nocivo si lo respiras. Los efectos que puede producir son: ardor en la nariz, garganta y ojos (llorosos, visión borrosa), dolor, piel rojiza y ampollas, tos y dificultades repiratorias, náuseas y vómitos e incluso inhalado en grandes cantidades puede ser letal.
El cloro en fábricas, laboratorios, productos domésticos, en la purificación de aguas, como blanqueante en la producción de papel y en la preparación de distintos compuestos clorados.

Dióxido de carbono (CO2): Elemento químico que se encuentra en estado gaseoso. Está formado por dos átomos de oxígeno y uno de carbono. Es denso, incoloro y poco reactivo. forma parte de la troposfera y su ciclo en la naturaleza está vinculado al del oxígeno. Las emisiones de dióxido de carbono a la atmósfera son uno de los principales motivos del cambio climático, debido al uso de combustibles fósiles (carbón, petróleo, etc.) y a las quemas con fines agrícolas.

7. Hemos demostrado que el gas del segundo experimento era CO2 al meter una cerilla encendida en el matraz aforado, ésta se ha apagado por lo que deducimos que se trata de dióxido de carbono, ya que si el gas hubiese sido oxígeno habría avivado la llama en lugar de apagarla.

8. No hemos podido contestar a esta pregunta ya que no pudimos realizar la tercera reacción.