Método Científico Experimental

Química. Técnicas instrumentales. Cambios. Reacciones. Hipótesis. Desarrollo. Material. Reactivos. Diagrama de flujo

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FACULTAD DE QUÍMICA

LABORATORIO DE QUÍMICA GENERAL


Practica # 1

Método Científico Experimental

Problema: ¿Qué ocurre cuando se mezcla NaHCo3 y CaCl2 y Agua Destilada?

Objetivo: Familiarizarse, Comprender y Aplicar el Método Científico

Introducción:

Desde que la ciencia fue objeto de estudio se realizaban pruebas inequívocas empíricas para desarrollar, descubrir y explicar estructuras sistemáticas dentro de los cuales se pueden explorar las interacciones. La evolución de la ciencia fue en pequeños pasos. Para esto la ciencia diseño un método por el cual aseguraba que los resultados tuvieran calidad. Así surgió el método científico aplicado a ciencias exactas. La investigación se basa en este método en el cual obtenemos los pasos que se muestran en el siguiente orden:

Formulación del problema: Interrogante a resolver.

Investigación: Se acumula la mayor cantidad posible de información y bases teóricas para conocer del tema.

Hipótesis: Se supone una respuesta que será afirmada o no por experimentación.

Diseño experimental: Se traza el procedimiento experimental en base a la teoría.

Resultados: Después de seguir el diseño experimental, se obtienen resultados los cuales se anotan en gráficas y tablas para su fácil análisis y comprensión.

Análisis de resultados: Se analizan los datos para dar una explicación del comportamiento de los fenómenos que se observan, además de confrontarse la hipótesis con dicho comportamiento y así concluirse si la hipótesis es satisfactoria o se requiere formular una nueva.

Conclusiones: Se concluye finalmente, aprobando la hipótesis formulada y dando un resumen final de lo obtenido.

Para la resolución de este problema la base teórica nos muestra la respuesta:

El bicarbonato de Sodio es un polvo blanco de granos finos, cuando se mezcla con CaCl2 en estado sólido no hay ningún cambio. Cuando el agua es agregada a esta mezcla ocurren diversos cambios, al realizarse en una bolsa se puede apreciar el aumento de temperatura, y gas que se observa al interior de esta ya que se empieza a inflar.

Por separado se pueden apreciar los siguientes cambios

NaHCO3 + agua

El Polvo blanco se disuelve, se forman algunas burbujas y se infla la bolsa

CaCl2 + agua

La temperatura aumenta dentro de la bolsa

NaHCO3 + CaCl2 + agua

La bolsa se siente caliente y se infla

Las moléculas reaccionas de forma impredecible. La energía y la masa no se pierde. La forma de predecir esto es con ecuaciones químicas, y el balance de estas.

Por ejemplo si 1 mol de Cloruro de Calcio es disuelto en agua, este se disocia en una mol de Ca2+ y dos moles de Cl-. Sí ua mol de Bicarbonato de Sodio (NaHCO) se agrega a la solución se disociará en una mol de Na+ y una mol de HCO3-.
Formando las ecuaciones sabremos que producto se va a obtener cuando se agrega agua a la mezcla atrás mencionada :

CaCl2 <==> Ca2+ + 2Cl-

NaHCO3 <==> Na+ + HCO3-

Dando como resultado:

CaCl2 + 2NaHCO3 <==> Ca(HCO3)2 + 2NaCl

Hipótesis: Al mezclarse las dos sales, no reaccionan debido a que se hayan en forma sólida. Al agregar el agua destilada se mezclan en proporciones iguales de las cuales se pueden obtener el porcentaje de cada una y reaccionan dando como producto carbonato de calcio, además de liberar el oxígeno el carbonato de sodio.

CaCl2 + 2NaHCO3 = Ca(HCO3)2 + 2NaCl

Este producto es el que se obtiene al final. Las propiedades de éste son las que se observan.

Además de que al agregar el agua se ionizan las sustancias, lo que hace que éstas se combinen.

Desarrollo experimental.

Material Reactivos

T.E. CaCl2 (G.T.)

V.P.P. NaHCO3"

Papel filtro Whatman núm.1 NaCo2

Embudos de filtración NaCl

rápido Ca(OH)2

Agitador HCl 1M

Espátulas HCl 12M

Goteros Fenoftaleína 1%

Vidrio de reloj AgNo3 .1M

Puntilla de grafito Agua destilada

Piseta

Tapones

Tubo de vidrio

Mechero de Bunsen

Soporte

Anillos

Tripié

Tela de asbestos

Bolsa de plástico

Diagrama de Flujo

Fin.

Resultados

Procedimiento I

Sustancia

Sol. en Agua

Reacción con Fenof

Reac. Hcl 1M

Coloración a La Flama

Bicarbonato de sodio

MS

2 fases, 1 rosa y otra Se torna blanco, transparente s/p

Naranja

Carbonato de sodio

MedS

Rosa mexicano,

1 fase s/p

Nada

Naranja

Cloruro de sodio

MS

Nada

Nada

Naranja

Hidróxido de calcio

MedS

Rosa precipita.2 fases

Continúa rosa

Rojo cereza

Carbonato de calcio

MedS

Precipita.2 fases

y blanco

rosa Se acidifica

Rojo

Cloruro de calcio

MS

Rosa pálido, transparente s/p, 2 fases

Se acidifica

Naranja-amarillo

CUESTIONARIO

¿Se trata de un cambio físico o químico?

Físico y principalmente químico.

Todas tus observaciones son coherentes con la información que consultaste: Sí.

¿Consideras que la hipótesis que propusiste queda resuelto el problema que se te planteó?: Sí.

¿Qué se identifica en la prueba con Fenof.? Sí es ácida o básica la solución., además de que reacciona y hay precipitados

¿Se trata de cambios físicos o químicos? Físicos y químicos

¿Qué se identifica en las pruebas a la llama? Es un análisis cualitativo. Se identifica de qué iones está compuesta la sustancia.

MEZCLA CON AgNo3::¿Qué ocurre en esta reacción? Se forma un precipitado de AgCl3 . ¿Qué especie química se identifica? NaCl

Conclusiones

Por medio del metódo científico constatamos que se da una respuesta a un problema bien definido. En este caso las bases teóricas nos mostraron la respuesta y únicamente se realizo el desarrollo experimental constatando lo que se obtuvo en la investigación previa.

Finalmente se constato por las siguientes pruebas que el producto de esta mezcla fue Ca(HCO3)2 :

Coloración a la flama: mostró que este era igual al reactivo puro probado con anterioridad dando un color rojizo

Al realizar el precipitado con AgNo3 de las aguas del lavado del producto se corroboró que se encontraba NaCl ya que este + AgNo3 nos da como producto AgCl3.

Colocar 1g en bolsa del CaCl2 y de NaHCo3, Mezclar bien y anotar

Añadir 40 mL de H2O destilada y cerrar de inmediato y anotar

Repetir las veces necesarias hasta tener las observaciones completas

Disuelve por separada cada reactivo y mezcla

Anota si es igual a la mezcla en la bolsa

Modifica las cantidades de reactivos y anota

Plantea hipótesis y justifica

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL II

Coloca 100 mg. de cada sustancia de las cuales investigaste la solubilidad en diferentes tubos y añade 3 mL de H2O destilada

Agita para que la solubilidad se verifique

Anota

Agrega dos gotas de Fenof

Agrega gota a gota HCl 1M y agita enseguida de cada gota

Observa y anota. Si no hay cambio no agregues más HCl. Anota propiedades físicas y químicas e identifica

En un vidrio de reloj coloca 20 mg. de cada sustancia mencionada

Añade 3 gotas de HCl 12M

Humedece una puntilla de grafito con cada caso y acerca a la llama, observa la coloración y anota

a) A 2 mL de la Sol. 1 agrega AgNO3

Anota las propiedas físicas y químicas

Repite el procedimiento I y formula una hipótesis de las sustancias disueltas y las que precipitaron en el procedimiento II. Filtra los precipitados de las soluciones, lava con H2O d. hasta hacer negativas con Sol. de Nitrato de Ag

Identificación de la solución I

b) Calienta 2 mL de Sol.1 hasta obtener residuo

Agrega dos gts. de HCl 12 M y realiza prueba a la llama