PRACTICA N° 4.- “REACTIVIDAD DE ÁCIDOS Y BASES”

COMPETENCIA

Observar la reactividad de los ácidos y bases. Distinguir un acido y una base.

FUNDAMENTO

La reactividad química de una sustancia o de una especie química es la

capacidad de reacción química que presenta ante otros reactivos.

Se puede distinguir entre la reactividad termodinámica y la reactividad cinética. La

primera distingue entre sí la reacción está o no favorecida por entalpía

(competencia entre energía y entropía). La segunda decide si la reacción tendrá

lugar o no en una escala de tiempo dada. Así, hay reacciones permitidas por

termodinámica (como la combustión de grafito en presencia de aire), pero que

están bloqueadas por cinética.

Algunas sustancias tienen propiedades comunes y se pueden clasificar como del

mismo tipo. El zumo de limón, el vinagre o la aspirina tienen un sabor particular,

cortan la leche, favorecen que los metales se oxiden y destiñen algunos

colorantes. Todos ellos son ácidos.

La sosa, el amoniaco o la cal tienen unas propiedades contrarias a los ácidos y

reciben el nombre de bases o álcalis. También tienen un sabor particular, no

alteran la apariencia de la leche y colorean algunos colorantes.

Los ácidos son sustancias que liberan cationes hidrógeno y su fórmula lleva

siempre al menos un átomo de hidrógeno. Los álcalis o bases, por el contrario,

liberan iones hidroxilo, por lo que son casi siempre hidróxidos.

Los ácidos colorean el papel indicador de rojo, más rojo cuanto más ácido sea, y

los álcalis de azul, más azul cuanto más básico sea.

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Neutralización.

Cuando mezclamos un álcali con un ácido se produce una reacción química que

hace desaparecer a ambos y aparece una sal. Además, en la reacción, se

produce agua, porque el catión hidrógeno y el anión hidroxilo (que caracterizan al

ácido y a la base respectivamente) se unen y forman agua:

h+ + oh- h2o

Esta reacción en la que un ácido y una base forman una sal y agua recibe el

nombre de neutralización.

Expresión de una reacción química

Una reacción química representa de forma algebraica las proporciones en las que

se produce un proceso químico, en el que unas sustancias se transforman en

otras. Los reactivos se colocan a la izquierda de la reacción y los productos a la

derecha. Entre ambas especies no se escribe un signo igual sino una flecha de

reacción, que podrá ser simple (→) o doble () dependiendo del tipo de reacción

que tengamos.

hcl + naohnacl + h2o

las reacciones pueden ser moleculares, cuando todas las especies son neutras, o

iónicas cuando existen especies que tienen cargas.

Fecl3(s) + NaOH(aq)3nacl(Aq) + fe(oh)3(Aq)reacción molecular: reacción

iónica:14h+ + cr2o72-+ 6fe2+6fe3++ 2cr3++ 7h2o

UNDAMENTO

Características para expresar una reacción:

En general se pueden emplear distintos símbolos al escribir una reacción:

SÍMBOLO SIGNIFICADO EJEMPLO

Δ Calor. La reacción absorbe o

desprende calor.Na2O(s) + 2CO2(g) + H2O(l)2NaHCO3(s)Δ

Sustancia precipitada. Se

forma un sólido en el seno de

un líquido y éste no se

AgNO3 + KClAgCl + KNO3

2

disuelve.

Sustancia gaseosa. Se forma

una sustancia gaseosa que se

libera en la reacción.

MgCO3MgO + CO2

(s) Estado sólido de un reactivo o

productoCa(OH)2(aq) + QCaO(s)+ H2O(l)

(l) Estado líquido de un reactivo o

producto

Ca(OH)2(aq) + QCaO(s)+ H2O(l)

(aq)Especie disuelta en agua. Se

emplea cuando en la reacción

participan disoluciones.

NaCl(aq) + CuSO4(aq)Na2SO4(aq) + CuCl2(aq)

(g) Estado gaseoso de un reactivo

o producto

PCl5(g)PCl3(g) + Cl2(

→Reacción cuantitativa.

Completamente desplazada

hacia los productos.

NaNO3 + KFNaF + KNO3

Reacción en equilibrio.

Proceso reversible.

N2O42NO2

1. Como subíndices se indican los estados de agregación cada una de las

especies. Así se emplean los subíndices: (aq) acuoso o en disolución, (s) sólido,

(l) líquido y (g) gas.

NaCl(aq) + CO2(g) + H2O(l)HCl(aq)+ Na2CO3(s)

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Las reacciones cuyos reactivos y productos se encuentran en la misma fase se

dice que están en fase homogénea.

2. La reacción debe estar ajustada, esto es, el número de átomos de un elemento

debe ser el mismo tanto en los reactivos como en los productos. Delante de cada

especie se colocan los coeficientes o números que indican la proporción de esta

especie respecto a las otras.

2NaCl(aq) + CO2(g) + H2O(l)2HCl(aq)+ Na2CO3(s)

PRÁCTICAS DE REACTIVIDAD 6

3. Una Q como producto de una reacción nos indica que ésta desprenderá calor.

Ca(OH)2(aq) + QCaO(s)+ H2O(l)

4. Para indicar que una reacción necesita ser calentada para producirse debe

escribirse la letra delta (Δ) sobre la flecha de reacción.

Na2O(s) + 2CO2(g) + H2O(l)2NaHCO3(s)Δ

5. Toda sobre la flecha de reacción deben indicarse otras especies que necesiten

estar presentes en la misma para que esta se produzca, por ejemplo

catalizadores.

O2(g) + 2H2O(l)2H2O2(l)MnO2

Clasificación de las reacciones

Las reacciones químicas que nos podemos encontrar entre especies pueden

clasificarse, en función de los agrupamientos de átomos, en las siguientes

categorías:

Reacciones de síntesis

Una molécula se añade a otra ya formada dando como producto una tercera con

un peso molecular que es la suma del de las moléculas iníciales

Este tipo de reacciones son muy comunes en procesos orgánicos:

Reacciones de desplazamiento

En esta reacción se producen intercambios entre átomos de distintas moléculas,

formando diferentes productos de reacción.

Este tipo de reacciones son muy comunes y se encuentran fácilmente en muchos

procesos. También son llamadas reacciones de INTERCAMBIO, porque unos

átomos dejan sitio a otros.

El sodio (Na) y el potasio (K) se han intercambiado en sus respectivas sales.

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Reacciones de condensación

Dos moléculas pequeñas forman una mayor generalmente con pérdida de otra

molécula que en determinados casos puede ser agua. Así la glucosa reacciona

consigo misma para formar sacarosa con perdida de una molécula de agua.

+2

La condensación se presenta muy a menudo en reacciones bioquímicas.

+CH2CH2+H2CH3CH3++NaCl + KNO3KCl + NaNO3C6H12O6 +C6H12O6

C12H22O11 +H2O

PRÁCTICAS DE REACTIVIDAD 8

Reacciones de descomposición

Una molécula ya formada puede romper sus enlaces internos generando dos ó

más moléculas pequeñas.

Como se ve es un proceso inverso a las reacciones de síntesis.

En realidad la mayor parte de las reacciones pueden ser reversibles, es decir que

igual que los reactivos se unen para dar productos los productos pueden

disgregarse volviendo a originar los reactivos. Así se dice que las reacciones

pueden ser REVERSIBLES. Este hecho da lugar a una parte de la química que

estudia los EQUILIBRIOS QUÍMICOS.

Como ejemplo podemos señalar la descomposición del agua oxigenada en

oxígeno y agua. Para que la reacción se produzca es necesario emplear una

sustancia como catalizador (MnO2) que aumentará la velocidad de la reacción.

O2(g) + 2H2O(l)2H2O2(l)MnO2

Reacciones de eliminación

Una molécula grande se forma con eliminación de una molécula pequeña. Las

reacciones de condensación pueden considerarse también reacciones de

eliminación. Una reacción de eliminación consiste en la deshidratación de la

sacarosa por acción del ácido sulfúrico formando carbono.

Pero además las reacciones pueden clasificarse atendiendo a la naturaleza de los

reactivos que participan en la reacción o bien a la de los productos que se forman,

o incluso a la de las especies que se intercambian durante la misma.

En estas prácticas estudiaremos las reacciones químicas según la siguiente

clasificación:

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Reacciones ACIDO-BASE, reacciones REDOX, reacciones de

precipitación, reacciones de formación de complejos, reacciones de

combustión

Reacciones ácido-base: neutralización

Llamamos neutralización a la reacción entre un ácido y una base. En algunos

casos esta neutralización desprende gases, lo cual la hace más intuitiva.

a) Ácido + base para dar sal + agua:

H2SO4(l) + 2NaOH(aq)Na2SO4(aq) + H2O(l)

b) Ácido + carbonato para dar sal + dióxido de carbono y agua

2HCl(aq) + Na2CO3(s) 2NaCl(aq) + CO2(g) + H2O(l)

c) Ácido + amoníaco para dar sal de amonio

HCl(aq) + NH3(l) NH4Cl(aq)

Reacciones redox

Las reacciones redox o de oxidación-reducción son un tipo de reacciones

químicas en las que se producen transferencias de electrones en la disolución.

Este tipo de reacciones están asociadas con fenómenos eléctricos e implican el

cambio de oxidación simultáneo de dos especies en una misma reacción química.

Por ejemplo en la reacción:

CuSO4 + Fe FeSO4 +Cu

El cobre se reduce pasando de Cu(II) a Cu metal, mientras que el hierro con

estado de oxidación “0”, se oxida a Fe(II). Este hecho se denota por el cambio de

color del azul del sulfato de cobre (II) a un tono verdoso por la presencia del

Fe(II).

Cu2+ + FeFe2+ + Cu

Una reacción semejante se podría producir entre el cinc metálico y el Cu(II).

Cu2+ + ZnZn2+ + Cu

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Reacciones de precipitación

Las reacciones de precipitación se producen cuando en el seno de una disolución

se forma un sólido que no se disuelve en la misma. La especie sólida insoluble

formada se llama PRECIPITADO, y el agente que lo ha originado

PRECIPITANTE. Este tipo de reacciones suelen ser mayoritariamente de

desplazamiento.

Algunas de las sales que no se disuelven a temperatura ambiente si lo hacen al

calentarlas. La cantidad de una sal en gramos que se disuelve en 100 mL de agua

se denomina SOLUBILIDAD y nos permite comparar el grado de disolución de

distintas sales.

SOLUBILIDAD DE SALES COMUNES EN AGUA

ANIONES CATIONES SOLUBILIDAD

Todos Alcalinos y amonio NH4+ Solubles

NO3-, NO2- , ClO3-, ClO4-

CH3COO-Todos Solubles

Cl-

Br-

I-

Ag+, Pb2+, Hg22+, Cu+, Tl+ Insolubles

Los demás Solubles

SO42-

Sr2+, Ba2+, Pb2+ Insolubles

Los demás Solubles

S2-

Alcalinos, alcalino-térreos y

amonio NH4+Solubles

Los demás Insolubles

OH- Alcalinos, amonio, Sr2+, Ba2+, Zn2+ Solubles

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Los demás Insolubles

CO32-, SiO44-

PO43-, AsO43-, AsO33-

Alcalinos, amonio y Mg2+ Solubles

Los demás Insolubles

MÉTODO O PROCEDIMIENTO

Materiales:

-4 vasos de precipitado de 200 ó 250 ml.

-1 agitador de vidrio.

-Papel tornasol

-pipetas de 5 y de ml.

-Matraz aforado de 100 ml.

Reactivos

1.- Acido muriático

2.- Redoxon

3.-Cevalin

4.- Limpiador de estufa(EASY-OFF)

5.- Sosa caustica

¿Cuáles son las diferencias de los ácidos fuertes y ácidos débiles?

El ácido fuerte es el que tiene la propiedad de disociarse completamente en agua;

en cambio el ácido débil tiende a disociarse solo parcialmente y, en el equilibrio,

existe en la solución tanto el ácido, como base conjugada.

¿Cuáles son las diferencias de las bases fuertes y bases débiles?

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La base fuerte es aquella que se disocia completamente en el agua, es decir,

aporta el máximo número de iones OH. En cambio una base débil también aporta

iones Oh al medio, pero está en equilibrio el número de sus moléculas disociadas

con los que no lo están.

RESULTADOS

1.- ¿Qué pasaría si combinamos el redoxon (buscar e identificar el principio

activo) y le aplicamos limpiador de estufa?

Redoxon + eassy off

C6H8O6 + NaOH → C6H706Na +

H2O

Acido fuerte base fuerte

Ocurrió una neutralización.

2.-Si el procedimiento anterior lo efectuamos con acido muriático ¿Cuál será la

diferencia?

REDOXON + ACIDO MURIATICO

2C6H8O6 + 2HCL → 2C6H9O6

+ CL2

Acido fuerte acido fuerte

Papel tornasol:

Azul rojo rojo rojo

Se sumergió una franela según las indicaciones de la profesora y tomo una calor

azul marino y negro.

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3.- ¿Cual es la diferencia entre la 1 y 2 reacción?

En que en una ocurrió una neutralización y en la otra no, ya que los dos eran

ácidos.

4.- Efectuar una reacción donde utilicemos sosa caustica y acido muriático, al final

y al principio determinar cuáles son los compuestos químicos que intervienen en

la reacción e identificar con papel tornasol las características.

Sosa caustica + Acido muriático cloruro de sodio + agua

NaOH + HCL → NaCl + H2O

Base fuerte Acido fuerte Sal neutra pH neutra

Papel tornasol:

Rojo-azul Rojo-Rojo Rojo-Azul

Azul-rojo Azul- Rojo Azul-Rojo

¿Cuántas tipos de reacciones hay?, 5 ejemplos.

Hay cinco y son:

Ácido-base (Neutralización).

Combustión.

Solubilización.

reacciones redox.

Precipitación.

¿Cuál es la nomenclatura de los alcanos, alquenos, alquinos, alcoholes, acido

orgánico, aminos, amidas?

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Nomenclatura de alcanos

A continuación se señalan las reglas para la nomenclatura de alcanos. Estas

reglas constituyen la base de la nomenclatura de los compuestos orgánicos.

1.- La base del nombre fundamental, es la cadena continua más larga de átomos

de carbono.

2.- La numeración se inicia por el extremo más cercano a una ramificación. En

caso de encontrar dos ramificaciones a la misma distancia, se empieza a numerar

por el extremo más cercano a la ramificación de menor orden alfabético. Si se

encuentran dos ramificaciones del mismo nombre a la misma distancia de cada

uno de los extremos, se busca una tercera ramificación y se numera la cadena

por el extremo más cercano a ella.

3.- Si se encuentran dos o más cadenas con el mismo número de átomos de

carbono, se selecciona la que deje fuera los radicales alquilo más sencillos. En los

isómeros se toma los lineales como más simples. El n-propil es menos complejo

que el isopropil. El ter-butil es el más complejo de los radicales alquilo de 4

carbonos.

4.- Cuando en un compuestos hay dos o más ramificaciones iguales,no se repite

el nombre, se le añade un prefijo numeral. Los prefijos numerales son:

Número Prefijo

2 di ó bi

3 tri

4 tetra

5 penta

6 hexa

7 hepta

6.- Se escriben las ramificaciones en orden alfabético y el nombre del alcano que

corresponda a la cadena principal, como una sola palabra junto con el último

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radical. Al ordenar alfabéticamente, los prefijos numerales y los prefijos n-, sec- y

ter- no se toman en cuenta.

7.- Por convención, los números y las palabras se separan mediante un guión, y

los números entre si, se separan por comas.

La comprensión y el uso adecuado de las reglas señaladas facilitan la escritura de

nombres y fórmulas de compuestos orgánicos.

Alquenos (olefinas) nomenclatura

Al igual que los alcanos, utilizan la nomenclatura de la UIQPA que consiste en: a)

cambiar la terminación -ano por -eno para tener el nombre del hidrocarburo lineal,

en caso de que el alqueno sea ramificado se nombra la cadena continua mas

larga y se empieza a numerar en el extremo que tiene más cerca la doble ligadura

y b) los sustituyentes se indican por un prefijo y un numero que señale su posición

en la cadena.

Si existen dos dobles ligaduras se emplea la terminación dieno; si son tres la

terminación trieno, etc. (Bloomfield, 2001).

Alquinos (acetileno) nomenclatura

Se utilizan las mismas reglas de la UIQPA que se emplean en la nomenclatura de

alquenos, con excepción de la terminación que se sustituye por -ino (Flores y

Ramírez, 2000).

Alcoholes Nomenclatura

Los nombres se forman utilizando el nombre del hidrocarburo correspondiente y la

terminación -ol o escribiendo primero la palabra alcohol y la terminación -ílico. Si

el carbón es secundario o terciario se indica el número del carbón donde se

localiza el grupo OH.

CH3

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CH3 - C - CH2 - CH2 - CH2 - CH3 2 metil hexanol

OH

CH3CH2CH2OH Propanol o alcohol propílico

Nomenclatura de los ácidos

Los ácidos orgánicos que poseen un solo grupo funcional carboxilo se denominan

ácidos monocarboxilados. Se lo nombra cambiando la última vocal o del alcano

respectivo por el sufijo oico. De allí que el alcano metanol se denomina ácido

metanioco, el etanol se lo llama ácido etanoico, etc.

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CONCLUCION

“Una vez aplicado el instrumento de recolección de datos, procesados los mismos

y obtenido la información que de ello se generó conjuntamente con los

respectivos análisis, se obtuvieron unos resultados que nos permite presentar el

siguiente conjunto de conclusiones:”

La primera definición de ácido y base fue acuñada en la década de 1880 por

Savane Arrhenius quien los define como substancias que pueden donar

protones (H+) o iones hidróxido (OH-) respectivamente. Esta definición es por

supuesto incompleta, pues existen moléculas como el amoniaco (NH3) que

carecen del grupo OH- y poseen características básicas.

Una definición mas general fue propuesta en 1923 por Johannes Brönsted y

Thomas Lowry quienes enunciaron que una substancia ácida es aquella que

puede donar H+, exactamente igual a la definición de Arrhenius; pero a diferencia

de éste, definieron a una base como una sustancia que puede aceptar protones.

De acuerdo con esta definición, cualquier reacción ácido-base puede ser escrita

como:

HA + H2O ↔ H3O+ + A-

 en donde un ácido (HA), reacciona con una base (H2O) para formar la base

conjugada del ácido (A-) y el ácido conjugado de la base (H3O+). La reacción

generalmente se escribe omitiendo al agua:

HA ↔ H+ + A-

 De acuerdo con lo anterior, el ion acetato (CH3COO-), es la base conjugada del

ácido acético (CH3COOH); de la misma forma el ion amonio (NH4+) es el ácido

conjugado del amoniaco (NH3), esto es:

CH3COOH↔ CH3COO- + H+

Y

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NH4+ ↔ NH3 + H+

Una definición mas general sobre la definición de ácidos y bases fue propuesta

por Gilbert Lewis quien describió que un ácido es una sustancia que puede

aceptar un par de electrones y una base es aquella que puede donar ese par.

Se conoció también los diferentes tipos de reacciones por medio de la práctica

como es la neutralización que es un acido+base y otros mas. Entre ellos existen

cinco y son:

Ácido-base (Neutralización).

Combustión.

Solubilización.

reacciones redox.

Precipitación.

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BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA

- http://es.wikipedia.org/wiki/Reactividad

- http://www.quimicaorganica.org/alcanos-teoria/nomenclatura-de-alcanos.html

-Beyer, H. y Walter, W., 1987, Manual de Química Orgánica, Ed. Reverté, España, 65, 99,

121 y 155.

-Bloomfield, M. M., 2001, Química de los Organismos Vivos, Ed. Limusa, México, 377-

382,384, 387, 397, 409, 438, 440, 442, 447-449, 468, 469, 475 y 476.

-Burton, D.J. y Routh, J.I., 1977, Química Orgánica y Bioquímica, Ed. Mc Graw-Hill

Interamericana, México.

-Flores, L.T. y Ramírez, D.A., 2000, Química Orgánica para Nivel Medio Superior, Ed.

Esfinge, 12ª ed., México, 28-30, 80-82, 112, 114, 144, 199, 200, 226, 227, 232, 246 y 276.

-Ouellette, J.R., 1970, Introducción a la Química Orgánica, Ed. Harper & Row, Nueva

York, 75, 78, 115 y 280.

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