Propiedades de los compuestos de carbono

Problema: ¿Qué propiedades distinguen a los compuestos del carbono?

Objetivo: Determinar experimentalmente algunas propiedades de los compuestos del carbón.

Hipótesis:Tanto los compuestos orgánicos como inorgánicos tienen diferentes propiedades, como los orgánicos que no son solubles en agua mientras que generalmente los inorgánicos si lo son.

Materiales: cuatro vasos de precipitado de 50 mL, seis tubos de ensayo, 4 tapones para tubo, gradilla, pinzas para tubo de ensayo, agitador, un vaso de precipitado de 250 mL, soporte universal completo, mechero Bunsen, marcador para rotular, detector de paso de corriente eléctrica, agua destilada, glucosa, ácido benzoico, parafina, naftalina y cerillos.

Procedimiento:

1. Solubilidad en agua. Rótula 4 vasos de precipitado de 50 mL con los nombres de los compuestos: ácido cítrico, ácido benzoico, parafina y naftalina. Agrega a cada uno 20 mL de agua destilada. Pesa 0.5 g de cada compuesto, agrega cada uno al vaso correspondiente, agita y anota tus observaciones.

2. Conductividad de corriente eléctrica. Con un detector de paso de corriente, determina si las disoluciones en agua destilada conducen la corriente eléctrica.

3. Temperatura de fusión. Rótula cuatro tubos de ensayo con el nombre de cada compuesto sólido, pesa 0.2 g de cada uno y agrégalos a los tubos correspondientes. Coloca los tubos dentro del vaso de precipitado, calienta a baño maría hasta ebullición y observa si son resistentes al calor o funden fácilmente.

Análisis y conclusiones: 

Compuestos	Solubilidad en agua	Conductividad eléctrica	Temperatura de fusión alta o baja
Glucosa	Si	No	Baja
Ácido benzoico	No	No	Alta
Parafina	No	No	Baja
Naftalina	No	No	Baja

En conclusión se sabe que las propiedades de un carbono son cuando este es insoluble en agua, su temperatura de fusión es baja y no conducen corriente eléctrica.

Propiedades de las sales

Problema: ¿Cómo establecer si las sales inorgánicas del suelo, como el cloruros, nitratos y sulfatos, entre otros, tienen propiedades semejantes o diferentes?

Objetivo: Identificar experimentalmente algunas propiedades de las sales inorgánicas.

Hipótesis: Las sales son compuestos iónicos formados por la unión de cationes diferentes y aniones diferentes y cada uno posee propiedades que lo caracterizan

Materiales: cuatro vasos dé precipitado de 50 mL, agitador, marcador, balanza, conductímetro, espátula, mechero Bunsen, agua destilada y sales como: cloruro de sodio, sulfato de calcio, bicarbonato de sodio, nitrato de potasio.

Procedimiento:

1. Solubilidad de las sales en agua. Rótula los vasos de precipitado con el nombre de las sales a estudiar, agrega a cada uno 10 mL de agua destilada, 0.5 g de la sal correspondiente y agita.

2. Por medio de un conductímetro, determina si las disoluciones conducen la corriente eléctrica.

3. Por medio de un conductímetro, determina si las sales en estado sólido conducen la corriente eléctrica.

4. Temperatura de fusión. Sobre una espátula coloca cristales de cada una de las sales, separados aproximadamente 2 cm. Coloca la espátula sobre la flama del mechero y espera unos dos minutos.

5. 

Sal	Estado físico	Solubilidad en agua	Conductividad eléctrica de la disolución	Conductividad eléctrica de la sal en estado solido	Temperatura de fusión (alta o baja)
CaSO4	Solido	.2g	No	No	Alta
NaCl	Solido	.6g	Si	No	Alta
NaHCO3	Solido	.2g	No	No	Alta
KNO3	Solido	.6g	Si	No	Baja

Análisis y conclusiones:

La mayoría de las sales son semejantes entres si ya que comparten varias de sus propiedades como los estados físicos y la temperatura de fusión. 

Sales en el suelo

Problema: ¿Cómo podemos determinar experimentalmente la presencia de sales solubles en el suelo?

Objetivo: Determinar experimentalmente la presencia de algunos cationes y aniones en la disolución del suelo.

Hipótesis: A partir de una sustancia especifica se saben las características de las sales.

Material: Muestra de suelo tamizado, dos vasos de precipitado de 250 ml, un embudo, papel filtro, pipeta con agua destilada, espátula, varilla de vidrio, tiras de papel de ph, tres tubos de ensayo rotulados del 1 al 3, ácido nítrico, nitrato de plata, cloruro de bario, sulfocianuro de potasio.

Procedimiento:

1.    Preparación de la muestra: coloca 50 ml de agua destilada en un vaso, determina su ph utilizando una tira de papel ph y anota el resultado. Agrega al vaso una cucharada de suelo tamizado, agita con la varilla de vidrio durante tres minutos. Agrega suficiente ácido nítrico hasta que el ph de la solución sea 1-2. Filtra la mezcla utilizando el papel filtro y el embudo. Obtendrás una disolución A y un residuo solido B.
ph de agua destilada: 

ph de la solución 1-2: 

2.    Análisis de la disolución A.

a)    Identificación de cloruros: coloca 2 ml de la solución A acidificada en el tubo de ensayo núm. 1. Agrega de cuatro a cinco gotas de nitrato de plata y agita, ¿qué observas?

b)    Identificación de sulfatos: coloca 2 ml de la disolución A acidificada en el tubo de ensayo núm. 2. Añade 10 gotas de cloruro de bario, ¿qué observas?

c)    Identificación de ion hierro: coloca 2 ml de la disolución A acidificada en el tubo de ensayo núm. 3. Agrega de 3 a 4 gotas de sulfucianuro de potasio, ¿qué observas?

3.    Análisis del residuo solido B.

a)    Identificación de carbonatos: pasa el residuo solido B que quedo en el papel filtro a un vaso de precipitado. Agrega aproximadamente de 2 a 3ml de ácido nítrico y observa, ¿se forman burbujas?

Análisis y conclusiones:

Prueba para iones	Reacciones testigo	Análisis de muestra
Cloruros Cl-	Se mantuvo liquida	Cambio de color a blanco
Sulfatos SO4 2-	Se mantuvo liquida	Cambio de color a un amarillo transparente
Hierro (lll) Fe3+	Se mantuvo liquida	Cambio de color a naranja
Carbonatos CO32-	Cambio a disolución	Se calentó

EL SUELO II

Problema: ¿Cómo se clasifican los componentes solidos del suelo?

Objetivo: determinar experimentalmente el tipo de componentes que constituyen la parte solida del suelo.

Hipótesis: El suelo tiene más componentes inorgánicos que orgánicos. Todo residuo orgánico hace combustión.

Materiales: microscopio estereoscópico, soporte universal, anillo de hierro, tela de asbesto, mechero Bunsen, un vidrio de reloj, vaso de precipitado de 50 ml, vaso de precipitado de 600 ml, balanza, agitador, probeta graduada de 50 ml, espátula, pinzas para vaso, agua oxigenada 20 volúmenes, ácido clorhídrico 2M, muestra de suelo tamizada.

Procedimiento: 

Coloca en un vaso de precipitado de 600 ml una muestra de 2g de suelo tamizado y agrega 20 ml de agua oxigenada de 20 volúmenes. Coloca el vaso de precipitado sobre la tela de asbesto y calienta brevemente con el mechero Bunsen. Agrega más agua oxigenada si es necesario hasta que cese la efervescencia debida a la presencia de material orgánico. Enseguida agrega 10 ml de ácido clorhídrico 2 M y deja hervir durante cinco minutos con la finalidad de eliminar sustancias indeseables. Agrega agua hasta la marca de 500 ml y agita vigorosamente, lo que permitirá lavar los sólidos que quedan. Deja reposar la suspensión y luego tira el agua. Repite el lavado hasta que nada quede en suspensión. Después de una decantación final, toma una muestra de los sólidos con la espátula, colócala sobre un vidrio de reloj y sécala sobre la tela de asbesto. Examina los fragmentos con una lupa o al microscopio.

Conclusiones: 

Hay presencia de material orgánico en la muestra de suelo.

Se observan puros materiales inorgánicos después de tratarla.

Los componentes que forman la parte solida del suelo son los orgánicos y los inorgánicos.

EL SUELO I

Problema: ¿Qué es el suelo, una mezcla homogénea o heterogénea

Objetivo: determinar experimentalmente si el suelo es una mezcla homogénea o heterogénea.

Hipótesis: El suelo es una mezcla heterogénea, tiene dos o más fases y no es uniforme en todas las partes de la mezcla.

Materiales: Microscopio estereoscópico o lupa, tres muestras de suelo, dos vidrios de reloj, aguja de disección, gotero, balanza, estufa, espátula, pinzas para crisol, hoja de papel, media de nailon.

Procedimiento:

1. Vierte con cuidado la muestra de suelo sobre una hoja de papel y disgrégalo suavemente para exponer la parte interior no alterada. Deposita una porción sobre un vidrio de reloj y colócala sobre la platina del microscopio, con la ayuda de una aguja de disección examina cuidadosamente la muestra que acaba de ser expuesta.

2. Ahora agrega una gota de agua a la superficie del suelo y observa cuidadosamente lo que pasa.

3. Coloca otra porción de suelo en un vidrio de reloj seco previamente pesado, determina la masa de la muestra con la balanza y anota esta información (m₁). Introduce el vidrio de reloj con la muestra en la estufa del laboratorio aproximadamente a 105° C durante una hora. Al termino de este periodo, saca con ayuda de unas pinzas para crisol la muestra de la estufa y determina la masa en la balanza (m₂).

Vidrio de reloj= 21.08 g.

M₁= 23.5g – 21.08g = 2.42g.

M₂=23.4g – 21.08 = 2.32g.

Conclusiones: el suelo si es una mezcla heterogénea.

TABLA DE MODELOS ATOMICOS

	DALTON	THOMSON	RUTHERFORD	BOHR
EXPERIMENTACION	De los persas retomó el concepto de volatilidad para los procesos de cambio de estado, de Lavoisier, el concepto de lo permanente para la conservación de la materia; de Leucipo la palabra “átomo” y lo asocia con el de “elemento” de Boyle; todo lo anterior le permitió elaborar una serie de hipótesis de trabajo que explicaban su posición ideológica sobre la estructura de la materia	Construyó un tubo de Geissler con una pantalla fluorescente al final del tubo, de tal manera que brillara al golpear sobre ella los rayos. En ausencia de interacciones, el haz se movía en línea recta, por lo que el brillo en la pantalla se producía al centro de la misma. Joseph John colocó además un campo magnético en el interior del tubo, que provocaba que el haz de partículas se desviaran hacia otro punto de la pantalla . Adicionalmente, insertó un campo eléctrico formado por dos láminas metálicas cargadas, una positiva y otra negativamente, hasta obtener la disposición. Si sólo se conectara el campo eléctrico, las partículas del haz serían repelidas por la placa negativa superior y atraídas por la placa positiva inferior, llevando el haz hacia abajo. Supongamos que el haz de rayos cató- dicos fuera desviado primero hacia arriba por el campo magnético. Entonces, Thomson variaba poco a poco la intensidad del campo eléctrico entre las placas, haciendo bajar paulatinamente el punto de llegada a la pantalla, hasta que el haz arribaba al centro de la misma. En ese momento, la fuerza ejercida por el campo magnético (hacia arriba) sobre las partículas se igualaba con aquélla debida al campo eléctrico (hacia abajo).	Se utilizaron partículas alfa emitidas por un elemento radiactivo para bombardear láminas delgadas de oro, platino o cobre. La fuente de partículas alfa era radio o polonio, colocado dentro de una caja de concreto. Con esto las partículas alfa solamente podrían salir por un pequeño orificio de la caja, en forma de un haz. Alrededor de la placa metálica colocaron una pantalla fluorescente, para detectar las partículas alfa después de que éstas hubieran interactuado con la lámina metálica. Igual que los electrones en los rayos catódicos, las partículas alfa sólo producen una pequeña marca de luz cuando pegan sobre la pantalla fluorescente. Lo que Rutherford esperaba observar, basándose en el modelo atómico de Thomson, era que las partículas alfa, positivamente cargadas, fueran uniformemente repelidas por las cargas positivas uniformemente distribuidas del átomo. Esto implicaba que el haz de partículas alfa pasaría por la lá- mina metálica con una pequeña desviación. Lo que Rutherford encontró fue que la mayoría de las partículas alfa pasaban a través de la lámina y pegaban en la pantalla fluorescente en el punto en línea recta. Algunas partículas alfa se desviaban en pequeños ángulos, pero ligeramente desviados de la trayectoria rectilínea. El resultado sorprendente fue que algunas pocas partí- culas alfa se desviaban con grandes ángulos.	Los experimentos de Planck y Kirckhoff junto con la propuesta del modelo de Rutherford, permitieron a   Bohr proponer un nuevo modelo compuesto por 3 postulados cuyos principios aplican al átomo de hidrógeno.
POSTULADOS	1.  Las sustancias se pueden dividir hasta partículas indivisibles y separadas llamadas átomos. 2.  Los átomos de un mismo elemento son iguales esencialmente en masa y propiedades, los de otros elementos tienen diferente masa y no se pueden crear o destruir. 3.  Al combinarse dos o más átomos forman un compuesto y la fracción más pequeña de éste es un átomo compuesto, integrado por átomos compuestos idénticos en una relación numérica sencilla de átomos de cada elemento que lo conforma. Este ejemplo ocurre cuando se combina el azufre y el oxígeno. 4.  En una reacción química, los átomos se reacomodan para formar nuevos compuestos.	1.    considera al átomo como una gran esfera con carga eléctrica positiva, en la que se distribuyen los electrones como pequeños granitos al que llamó “budín con pasas”.	El centro del átomo está constituido por el núcleo donde reside su masa con carga positiva, a la que llamóprotón, y una atmósfera electrónica compuesta de órbitas indeterminadas en las que se encuentran los electrones como el sistema planetario, por lo que debe haber espacio vacío; sin embargo, se tenían algunas dudas sobre este modelo y fue hasta 1920 que James Chadwick , con experimentos semejantes a los de Rutherford lo confirma y además descubre una partícula atómica con una masa igual a la del protón y sin carga a la que llamó neutrón . A continuación te mostramos una animación para que observes el experimento que realizó Rutherford.	1.     En el atomo de hidrogeno el electron gira alrededor del nucleo en una orbita circular que tiene una energía fija y definida 2.     El electron del atomo de hidrogeno solo puede girar en orbitas cuantizadas cuyo radio cumpla con el momento angular 3.     Cuando un electron pasa de una orbita externa a una mas interna , la diferencia de energía entre ambas orbitas se emite en forma de radiación electromagnética.
MODELO
DIFERENCIAS	En este modelo no aparecen partículas subatómicas o electrones.	El átomo presenta una carga positiva que es neutralizada por los electrones incrustados con carga negativa.	En este modelo se representa el núcleo del átomo, que es donde se encuentra concentrada la masa con carga positiva y se descubre también el protón.	Plantea niveles de energía donde se encuentran ubicados los electrones en órbitas circulares.

ÓXIDOS

METALES            NO METALES
Hierro                  Azufre

Aluminio              Carbono

1. Primero vertimos 2 mililitros de agua en 3 tubos de ensayo, 100 mililitros en un matraz erlenmeyer, 100 mililitros en un matraz y les agregamos unas gotitas de Indicador Universal a cada uno de ellos.

1.1 oxidamos el Azufre en una cucharilla, una ves estaba oxidado el azufre se metía la cucharilla en el matraz erlenmeyer sin tocar el agua con el indicador, se esperaba hasta que se ponía blanco del humo, se sacaba la cucharilla y agitabas hasta que el líquido estuviera de un color rojo.

1.2 Ahora, como crear CO2 es tardado, se ocupó agua mineral así que con un tapón conectado a una manguera se hizo que el CO2 que sale del agua mineral pasara al matraz que tiene el agua con el indicador hasta que se puso de un tono amarillo.

1.3 El aluminio con unas pinzas lo calentamos hasta que se puso blanco y lo echamos en uno de los tubos de ensayo y se empezó a hacer azul rey.

1.4 El hierro a nosotros no nos creó reacción y tampoco el magnesio.