Obtención y propiedades de hidrógeno
y oxígeno
Objetivo:
Obtener hidrógeno y oxígeno y mostrar algunas de sus propiedades
físicas y químicas
Tarea previa
1.- ¿Qué es una explosión y qué es una
implosión?
Escribe la reacción de
descomposición del
agua oxigenada
3.- Escribe la reacción que se lleva a cabo entre el agua oxigenada y el
yoduro.
Material
Lentes de seguridad
Pipeta Pasteur
Jeringas de plastico de 60 mL con tapón o llave de paso
Tapones de plastico para introducir los reactivos en las jeringas
2 botellas de plastico de 100 mL para sostener las jeringas
bandeja de plastico de 250-400 mL
charolas de plastico para pesar
mangueras de hule delgadas de 0.5 mm de diametro de 15 cm y 3 cm
tubos de ensayo de 10 y 25 mL
Encendedor piezoeléctrico
Grasa de silicón
Reactivos para Hidrógeno
30 miligramos de cinc metalico
HCl 6M
Alambre de cobre, o lana de cobre
Solución al 3% de jabón líquido
Reactivos Para Oxígeno
3 mL de solución de H2O2 al 6%
100 mg de KI en polvo
Procedimiento Experimental. Primera parte: Obtención de los gases
Sigue el procedimiento de Mattson, descrito en el apéndice de
obtención de gases por el
método de las jeringas.
Obtención de hidrógeno
La producción de H2 es muy rapida y normalmente en 30 segundos se
obtiene una jeringa
de 60 mL.
Coloca los 30 mg de cinc metalico en un vial de
plastico plano, para que flote en la
parte
superior del
cañón lleno de agua.
Coloque 1.5 mL de HCl 6M en una charolita de plastico y succione esta
sustancia con lajeringa.
Escribe la ecuación balanceada correspondiente a la obtención del hidrógeno
__________ ______ ____ __________ ______ ____ ___________
H2 y O2
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Obtención de oxígeno
La producción de O2 no es muy rapida y para producir una jeringa
de 60 mL se requiere
aproximadamente 1 minuto. Cuando se esté produciendo el O2 jala el
émbolo de la jeringa
ligeramente para tener el gas a baja presión, y agite la jeringa.
Coloca los 50 mg de KI en polvo en el vial plano, para que flote en la parte superior del
cañón lleno de agua.
Coloca 3 mL del
H2O2 al 6% en una charolita de plastico y succiona esta sustancia con la
jeringa.
Escribe la ecuación balanceada correspondiente a la obtención de
H2
__________ ______ ____ __________ ______ ____ __________ ______ ____ _________________
Reactividad del H2 y del
O2
1 Combustión del hidrógeno.
-Llena un tubo de ensayo pequeño con agua e inviértelo en una
cuba de agua adecuada,
conecta la manguera de hule de 15 cm de largo a la salida de la jeringa.
-Desplaza el agua con el hidrógeno gaseoso, como se muestra en
la Figura 1. Separa el tubo
de ensayo del
agua y sostén la boca hacia abajo y acércalo a una vela
encendida.
-Repite este experimento desplazando la mitad del volumen del
tubo con H2 y la otra mitad
con O2 e igualmente acerca este tubo a la vela encendida.
Figura 1
¿Cómo difiere el resultado obtenido en el primer experimento del
obtenido en el
segundo? ¿A qué atribuyes esa diferencia?H2
y O2
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2.- Combustión de materia organica.
-Transfiere O2 de la jeringa a un tubo de ensayo de 15 cm de alto por
desplazamiento de
aire, enciende una pajilla y apagala, introduciéndola
inmediatamente en el tubo de O2.
-Anota tus observaciones y explícalas.
Conversión reversible de Cu metalico
y óxido de cobre(II)
-Utiliza alambre o lana de cobre para llenar una pipeta Pasteur, sosteniendo la
pipeta en una
posición horizontal. (Figura 2)
Figura 2
Paso 1. (Precaución: Asegúrate que tus compañeros
de al lado y de enfrente no estén
produciendo hidrógeno y entonces prosigue a
encender el mechero). Calienta la pipeta
que contiene cobre metalico (lana de cobre)
unos 30 segundos y pase 60 mL de oxígeno
pipeta mientras continúa con el calentamiento. Anota
tus observaciones y escribe la
reacción que se lleva cabo, identificando al oxidante y al reductor.
Paso 2. Conecta la jeringa llena de hidrógeno a
la pipeta Pasteur que contiene el compuesto
de cobre obtenido en el Paso 1 (Precaución: Asegúrate que tus
compañeros de al lado y
de enfrente no estén produciendo hidrógeno y entonces prosigue a
encender el
mechero) calienta la pipeta con el contenido del Paso 1 del experimento y pasa
lentamente
60 mL de H2 continuando el calentamiento. Anota tus
observaciones y escribe la reacción
que se lleva a cabo, identificando al oxidante y al reductor.
H2 y O2
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4 Fabricación de un cohete
-Corta el final de una pipeta Beral dejandole aprox. 2
cm detallo unido al bulbo (Figura3).
-Llénala de agua, añadale por desplazamiento la mezcla
O2-H2 y sostén el bulbo y la
jeringa a 45°.
-Rapidamente ponga el alambre del
encendedor piezoeléctrico sobre la boca de la pipeta
(cohete), siempre con el bulbo hacia arriba.
-Deja algo de agua en el tallo del
cohete, el final del alambre debe estar arriba
del agua en
laregión del gas del cohete, no dirijas el cohete a nadie de
enfrente, enciende la chispa y el
cohete volara hasta 10 metros.
Figura 3
Propiedades del O2
1.- Transfiera O2 de la jeringa a un tubo de ensayo de 15 cm de alto por
desplazamiento de
aire, encienda una pajilla y apaguela, inmediatamente introduzca en el
tubo de O2 la pajilla,
la cual nuevamente se encendera; añada agua de cal al tubo y
anote lo que observe.
Exprese lo observado con ecuaciones químicas.
Utilizando gases de tanques disponibles en el
laboratorio, llena (no demasiado) un globo
con oxígeno y otro con nitrógeno. Acerca a cada uno de ellos un iman y compara su
comportamiento.
¿Cómo se explica a nivel electrónico la
diferencia en el comportamiento magnético de estos
dos gases? ¿Cómo se le llama a cada
comportamiento?
Bibliografía
Wulfsberg, G. Principles of Descriptive Inorganic Chemistry. University Science
Books
Mill Valley, California, 1991
Mattson, Bruce. Microscale Gas chemistry Experiments with Oxygen Chem. 13 News.
(1997). January.
https://antoine.frostburg.edu/chem/senese/101/kinetics/faq/mechanism-h2o2-iodide.shtml
H2 y O2
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