SÍNTESIS DE AGUA (ENTRADA 7)

SÍNTESIS DE AGUA (EXPERIENCIA DE CÁTEDRA)

Los compuestos son combinaciones químicas de los elementos. Cuando se unen dos o más para formar un compuesto se lleva a cabo una reacción química llamada síntesis o combinación. Muchas reacciones químicas de los elementos para formar compuestos son espectaculares pero deben efectuarse en condiciones especiales de laboratorio porque son riesgosas.

Problema
¿Qué ocurre cuando reaccionan entre sí el hidrógeno y el oxígeno?

Hipótesis
De acuerdo con tu respuesta, escribe una hipótesis en cuanto a, ¿qué pasa al reaccionar entre si el hidrógeno y el oxígeno?

Objetivo
- Observar una reacción química de síntesis.

Preparación

Materiales
2 matraces Erlenmeyer de 250 mL, soporte universal completo, mechero Bunsen, un tapón monohoradado, una cuba hidroneumática, tubo de vidrio, pinzas para tubo de ensayo, una jeringa, tapón simple, un envase de refresco vacío (puede ser de plástico), ácido clorhídrico al 50%, zinc en polvo, agua oxigenada, levadura fresca.

Medidas de seguridad
Usa bata de laboratorio. Ten cuidado al manejar las sustancias de laboratorio, ya que algunas son peligrosas como el ácido clorhídrico y el agua oxigenada. Para manejar sustancias sólidas utiliza espátulas. No toques las sustancias de laboratorio directamente con las manos. Pregunta a tu profesor dónde colocar los restos de sustancias obtenidos de las reacciones.

Procedimiento

I.Producción de hidrógeno
Coloca en un matraz Erlenmeyer un poco de polvo de zinc y tápalo con un tapón monohoradado por el que penetre un tubo de vidrio en forma de L. Monta un sistema de recolección de gas utilizando la botella llena de agua e invertida (el hidrógeno no es soluble en agua); con ayuda de la jeringa, introduce en el matraz Erlenmeyer acido clorhídrico al 50% para iniciar la reacción con el zinc. Si es necesario calienta un poco, permite que burbujee en el agua el aire contenido en la manguera por unos 30 segundos y colecta el gas en la botella hasta que desplace las dos terceras partes de su contenido de agua. Mantén dentro de la cuba la botella que contiene el gas

Nota: se recomienda marcar el volumen de la botella, previamente, en tres posiciones que representen 1/3 del volumen, cada uno, y así te será más fácil medir cuánta agua tienes que desalojar al introducir cada uno de los gases.

ll. Producción de oxígeno.
Utilizando el mismo sistema de recolección de gases con las indicaciones correspondientes, agrega en el otro matraz 30 mL de agua oxigenada y una pequeña cantidad de levadura. Coloca la manguera que sale del aparato generador de la botella (nunca permitas que la boca de la botella rebase la superficie del agua y trata de mantenerla seca en su interior) e inicia el calentamiento. Llena completamente la botella con el gas que se desprende, saca la botella de la cuba y tápala
de inmediato con un tapón.

lll. Combinación química de hidrógeno y oxígeno
Con la ayuda de un compañero envuelve la botella con un trapo grueso. Sujétala firmemente y enciende un cerillo. Coloca la flama en la boca de la botella, des tápala, escucha y observa (sin soltar la botella). No olvides anotar todas tus observaciones y comentarios en tu cuaderno. No dejes escapar ningún detalle.

Datos y observaciones

...

Pregunta	Observaciones
¿Qué se observa al reaccionar el ácido clorhídrico con el zinc?	Salía gas el cual consistía en hidrógeno
¿Qué se observa al reaccionar agua oxigenada con el catalizador?	Salía gas el cual consistía en oxigeno
¿Por qué es importante marcar volúmenes de 1/3 en la botella?	Para tener la relación 2:1
¿Cuáles son las evidencias de que ocurrió una reacción química al acercar la flama a la boca de la botella?	Pues en la botella se observó la humedad que no se percibía antes

Análisis y conclusión

1. ¿Por qué es Importante marcar los volúmenes 1/3 en el envase?
Para tener la relación 2:1

2. Una vez recolectados los dos gases dentro de la botella, ¿el contenido es una mezcla o un compuesto? Explica tu respuesta. 
Es un compuesto por que tiene cantidades especificas a comparación de la mezcla 

3. ¿Por qué es necesario acercar una flama para generar la reacción entre el hidrógeno y el oxígeno? 
Por que en la formula dice que necesita calor

4. Tomando en cuenta lo realizado en el laboratorio para la síntesis del agua, ¿qué opinas respecto al rendimiento de esta reacción?

Aplicación y evaluación

1. ¿Por qué, si la combinación de hidrógeno y oxígeno forma agua, no se puede obtener este compuesto en forma cotidiana para cubrir las necesidades de abastecimiento de este líquido vital?
Por que realizando el experimento te das cuenta que es muchísimas cantidades de oxigeno e hidrógeno que seria muy difícil capturar tan siquiera un vaso de este.

2. Si la proporción de gases empleado hubiera sido 1:1, esto es, la misma cantidad de volumen de hidrógeno que de oxígeno, ¿esperarías que los dos gases reaccionaran completamente? justifica tu respuesta. 
No, por que para poder realizar agua necesitas la relación de 2:1

3. ¿Qué importancia tiene el combinar químicamente hidrógeno y oxígeno en la proporción, en volumen, 2:1 respectivamente y no a la inversa?
Mucha, pues si lo haces de inversa las cantidades 1:2 no funcionaria

Para producir agua a partir de sus elementos constituyentes se requiere de una proporción 2:1, es decir, que se requiere el doble de volumen del gas hidrógeno que de oxígeno, ya que un compuesto es la combinación química de dos o más elementos que se unen en proporción fija y constante.