CIENCIAS: Aire. MEZCLAS Y COMPUESTOS.

EL AIRE ( https://www.youtube.com/watch?v=Uq5iJfA1svg )
 El aire es un compuesto que envuelve a la Tierra, generando un peso sobre ella.Cuando las particulas que lo conforman chocan contra la superficie generan una fuerza llamada presion.
La presión influye en las cosas que hacemos diaramiente puesto que el aire tiene una fuerza sorprende capaz de generar cambios tan simples como mover las ramas de un árbol o como hacer que una cometa vuele.

Para explicar la presión del aire, se experimenta con que la fuerza del aire es mucho mayor que la del agua, pues al sumergir el vaso con la hoja de papel y el aire, se evita que el agua entre al vaso mojando el papel.Puesto que la presión del aire es mucho mayor, ocupando totalmente el espacio en el vaso. Si se inclina el vaso dentro del agua, la burbuja de aire formada en este se vera en la función de "escapar", dando entrada a que el agua empiece a ocupar espacio en el vaso.


CIENCIAS III MEZCLA O COMPUESTO (https://www.youtube.com/watch?v=benJbAVKGVY )

Una mezcla heterogénea es aquella a la que se le puede encontrar en dos fases o más, por lo que se pueden diferenciar sus componentes a simple vista.
Una mezcla homogénea o también llamadas disoluciones pues aun que ya no puedan diferenciarse sus componentes, podrían volver a separarse.Por ejemplo en una taza de café, se coloca a hervir la solución hasta volver a separarse sus componentes. Con esto, se llega a la conclusión de que toda mezcla puede separarse por métodos físicos.Cuando ya no es posible seguir separando la mezcla por métodos físicos, se obtiene una sustancia pura.
Al referirnos a sustancias pura, no quiere decir que esta se encuentre cien por ciento "pura", pues aun que se diga esto, siempre existen pequeñas cantidades de otras sustancias.
Las sustancias puras se clasifican en elementos y compuestos.
Un elemento esta formado por el mismo tipo de átomos. En cambio el compuesto esta formado por dos o más elementos, cuyos átomos siempre están unidos de la misma manera. A esta agrupación de átomos se le llama molécula.

Es posible tener un compuesto de dos elementos a partir de un cambio químico llamado síntesis.
Se necesita aplicar mayor cantidad de energía para separar un compuesto que para formarlo. Por lo que se aplican métodos de separación químicos para lograrlos.

Las propiedades microscopias de los elementos y los elementos no son las mismas que de las moléculas que los conforman si no el resultado entre las interacciones entre dichas moléculas.

En una mezcla hay diferentes tipos de moléculas de elementos y compuestos. Mientras que en una sustancia pura hay un mismo tipo de moléculas.

MEZCLAS Y COMPUESTOS

QUÍMICA
MEZCLAS Y COMPUESTOS

REPRESENTACIÓN DE MODELOS PARA CONSTRUCCIÓN DE CONCEPTOS QUÍMICOS BÁSICOS

PROBLEMA:

¿Cómo representar átomos y moléculas tridimensionalmente?

HIPÓTESIS:

Al momento de realizar cada una de las representaciones con los modelos,podre comprender mas a fondo los tipos de enlace en una molécula o compuesto.Ademas de comprender que un átomo de un elemento tiene las mismas propiedades por lo que tendrá en el modelo el mismo tamaño y color por cada elemento.

Para la reacción química,observar que se cumple la ley de la conservación de la masa al representar la misma cantidad de átomos de cada elemento en los productos.

OBJETIVO:

Elaborar y utilizar modelos tridimensionales como auxiliar en la comprensión de conceptos químicos ( átomo, molécula, elemento, compuesto, reacción química y enlace)

PREPARACIÓN:

• 10 esferas de plastilina color rosa de menor tamanno
•   5 esferas de plastilina color blanco mas grandes que las rosas
• 15 palillos

PROCEDIMIENTO:

Con las esferas de plastilina realiza las representaciones que se solicitan a continuación, para representar el elemento del hidrógeno utiliza las esferas de color rosa,para representar el elemento del oxígeno utiliza las esferas blancas y para las uniones utiliza los palillos.

ANÁLISIS Y CONCLUSIÓN

La energía en el análisis del agua tiene como objetivo que se capturen los electrones por los cátiones en el cátodo( aquí se encontrara el hidrógeno) y la liberación de electrones por los aniones en el ánodo ( aquí se encontrara el oxigeno). Este tipo de reacción es conocida como redox pues en el cátodo ocurre una reducción y en el ánodo una oxidación.

 Se asegura que todos los átomos de los elementos por parte de los reactivos se encuentran en la misma proporción en la parte del producto, pues para corroborar con base a la ley de la conservación de la masa, se balancea la ecuación química.

Al realizarse la ecuación, como lógica se conoce que el producto de la unión química de los dos productos va a ser una sustancia con propiedades distintas a la de los elementos en parte de los reactivos, sin embargo los átomos de cada elemento se encuentran en la misma proporción que en el principio.

Una reacción química es aquel proceso en el que una o mas sustancias a las que llamaremos reactivos, se unen químicamente para transformarse en otra sustancia (s) con propiedades diferentes a los reactivos, a esta sustancia se le llamara producto.

ELECTROLISIS DEL AGUA

PROBLEMA:

¿Qué evidencias se deberán  obtener durante la electrólisis para afirmar que el agua es un compuesto o un elemento?

HIPÓTESIS:

Para corroborar de que el agua es un compuesto, se expondrá este líquido al método químico de la electrólisis donde mediante la utilización de fuentes de poder (en este caso la corriente directa de 2 pilas) lograran separarse los elementos del compuesto líquido. Con esto se obtendrá en el cátodo (polo negativo) el hidrógeno y en el ánodo (polo positivo) el oxígeno ,comprobando que en el volumen de hidrógeno sera el doble que el oxígeno (2:1)

OBJETIVO:

Observar la electrólisis del agua para determinar si es un compuesto o un elemento.

Al obtener los volúmenes de cada elemento,corroborar que el hidrógeno sea el doble con respecto al oxígeno

MATERIALES:

• Cristalizador
• 2 clavos de fierro del mismo tamaño y grosor
• 2 tubos de ensayo
• Alambre de cobre delgado
• 2 pilas de 9 volts
• 2  caimanes
• Agua
• Hidróxido de sodio
• 2 tapones

PROCEDIMIENTO:

1. Coloca agua en el cristalizador, introduce un clavo en cada unos de los tubos de ensayo que previamente han sido llenados con agua e invertidos dentro del cristalizador (de tal forma que ambos tubos queden totalmente llenos de agua al invertirse).
2. Conecta con alambre de cobre cada clavo con los polos positivo y negativo de la pila.
3. Una vez montado el aparato,agrega el hidróxido de sodio, remueve y anota tus observaciones

DATOS Y OBSERVACIONES:

¿Qué tipo de corriente se aplico?

Se aplico corriente directa pues era necesaria para que la corriente solo se dirigiera en una sola dirección (una sola dirección del positivo y una sola dirección del negativo),en este caso hacia los clavos para producir la reacción.

¿Qué papel cumple en la electrólisis el hidróxido de sodio en disolución?

Toma el papel de catalizador pues ayuda a que la reacción sea más rápida

¿Qué gas identificaste en el ánodo?

Identifique el oxígeno por ser menor su volumen ademas de identificarlo después de acercar la flama pues el oxígeno se caracteriza por ser comburente, es decir que no produce fuego si no es con otra sustancia

¿Qué gas identificaste en el cátodo?

 Identifique el hidrógeno por ser el de mayor volumen así como ser capaz de producir fuego, ya que este gas es considerado un combustible.

¿En qué proporción se obtienen los gases?

 En 2:1, que es igual a 2 volúmenes de hidrógeno y 1 volumen de oxígeno.

¿Cuál de los dos gases se obtuvo en mayor proporción?

El hidrógeno.

ANÁLISIS Y CONCLUSIÓN:

Se puede asegurar que los gases son los componentes del agua pues basándonos en su formula que es H2O, se obtuvieron 2 volúmenes de hidrógeno y 1 volumen de oxígeno. Tomando en cuenta los resultados obtenidos del aparato de Hoffman, se obtuvo lo siguiente:

Por lo que fue nuestra mayor referencia para asegurar nuestra hipótesis,cumpliendo nuestros objetivos ya que se corrobora el hecho de que el agua es un compuesto, ya que estos solo se pueden separar por métodos químicos siendo uno de nuestros razonamientos principales ya que un elemento no puede ser separado por ningún método ni físico ni químico.Tomando como base que se pueden volver a unir químicamente mediante una síntesis para formar un compuesto, fue otro de nuestros razonamientos obtenidos ya que para que el compuesto (H20) sea el correcto se obtuvo el doble de volumen de Hidrógeno a comparación del volumen del Oxígeno que es uno( Esto quiere decir que el compuesto se basa en 2 átomos de hidrógeno y 1 átomo de oxígeno).

 SÍNTESIS DE AGUA

PROBLEMA:

¿Cómo obtener Hidrógeno y Oxigeno, basándonos en Hidrógeno con volumen de 2 y Oxigeno con volumen de 1,para poder formar la reacción de H20?

HIPÓTESIS:

• Al momento de realizar de poner en practica la ecuación química, nuestros 2 reactivos ( un reactivo formado por 2 moléculas  ácido clorhídrico y un reactivo de granalla de Zinc) darán como producto cloruro de zinc e hidrógeno.
• Para obtener el oxigeno el agua oxigenada mediante el dióxido de manganeso, que sera nuestro catalizador, y luz natural se obtendrá H20 y el oxigeno.
• Para corroborar que el agua es un compuesto se obtendrá en la misma botella de vidrio los 2 volúmenes de Hidrógeno y 1 volumen de Oxigeno que al exponerlos con la flama de un encendedor creara una pequeña reacción pudiendo llegar a observar gotas de agua en la boca de la botella.

OBJETIVO:

Observar una reacción química.

Lograr obtener Hidrógeno y Oxigeno por reacciones químicas.

Analizar si el agua es un compuesto.

MATERIALES:

• 2 tubos de ensayo
• Un tapón monohoradado
• Un tapón simple
• Una botella de vidrio de 500 ml.( dividirla en tres partes pues se tomará en volúmenes)
• Un encendedor
• Cuba hidroneumática
• Dióxido de Manganeso
• Granalla de Zinc
• Ácido clorhídrico
• Agua oxigenada

PROCEDIMIENTO:

Producción de Hidrógeno

• Monta un sistema de recolección de gas utilizando la botella llena de agua e invertirla ( el hidrógeno no es soluble en el agua).
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• Introduce con cuidado,sin sacar la botella de la cuba hidroneumática, la manguera unida con el tapón monohoradado.
• En el tubo de ensayo coloca el ácido clorhídrico y con precaución agrega la granilla de zinc procurando tapar enseguida el tubo de ensayo con el tapón previamente preparado.
• Deja que el gas avance hasta la marca 2 para obtener los 2 volúmenes de Hidrógeno y retira la manguera.
• Mantener la botella dentro de la cuba.

Producción de Oxigeno

• Utilizando el mismo sistema de recolección de gases con las indicaciones correspondientes,agrega en el otro tubo de ensayo el agua oxigenada y el dióxido de manganeso procurando tapar enseguida el tubo con el tapón.

• Deja que la ultima tercera parte de la botella se llene del gas y retira la manguera.

Combinación química de hidrógeno y oxígeno

• Sin sacar la botella aun de la cuba,colócala verticalmente y sacarla del agua manteniendo la posición en vertical.

• Coloca el otro tapón para cerrar la botella
• Con ayuda de un compañero,sujeta la botella y coloca la flama en la boca de la botella.Retira el tapón y observa.

DATOS Y OBSERVACIONES

ANÁLISIS Y CONCLUSIÓN:

La primera hipótesis se cumplió. Logramos obtener 2 volúmenes de hidrógeno para nuestro compuesto.Se pensaba que el aire escaparía de la botella pero no fue así pues el hidrógeno es menos denso por lo que al mantener la botella en vertical con la boquilla hacia bajo,nunca se salio el gas.

Al igual que con el hidrógeno, el oxígeno no se salio, esto quiere decir que los dos son menos densos que el aire por lo que se mantendrán en la parte superior.Pero qué sucedió con el agua. Al ser los dos gases insolubles en el liquido se aplico el método del desplazamiento por lo que no fue como en otros casos donde solo se crea el efecto burbujeante y se queda en el mismo sitio el agua..

Ademas a nuestras reacciones químicas podemos denominarlas como: una exortérmica,que es que desprende energía( esta fue para la obtención de hidrógeno) y endotérmicas,que es cuando se necesita energía para obtener los productos( que seria para la obtención del oxigeno).

Para corroborar que nuestra reacción fue correcta no solo se consiguió una pequeña "explosión" si no que se logro el principal objetivo,al rededor de la boquilla de la botella se observaban pequeñas gotas de agua.Lo cual seria nuestro resultado pues nuestra reacción química estaba destinada para formar el compuesto del agua.Se conocía que un compuesto se puede descomponer únicamente de forma química así como formarlo solo con este régimen,ademas de que una reacción química tiene como característica el obtener algo totalmente diferente a los reactivos y eso fue lo que se corroboro pues mediante un cambio de estado se logro obtener de 2 gases a un liquido esto con el régimen de ya no poder volver a obtener los reactivos pues seria imposible volver a obtener el hidrógeno y el oxigeno de este producto mediante un método de separación.

Si lo obtuviéramos Hidrógeno y se expondría a la flama del encendedor ocasionando que se creara fuego, mientras que con el oxigeno y la flama ocasionando que esta ultima solo se avivara mas.

Reacción para obtención de Hidrógeno

** Aquí se nota que si se pudo obtener agua como producto de los reactivos de dos volúmenes de H y 1 volumen de O

PREPARACIÓN DE UNA MEZCLA Y SEPARACIÓN DE SUS COMPONENTES POR DIFERENTES MÉTODOS DE SEPARACIÓN DE MEZCLAS

Problema:

¿Qué propiedades deben tener tres sustancias que mezcladas entre si puedan ser separadas por determinado(s) método(s) de separación?

Hipótesis:

Para la mezcla elegida, en este caso, la mezcla heterogénea conformada pro dos fases: una fase sólida y otra fase sólida se va a lograr separar por método de decantacion al ser el sólido más denso que el líquido y la fase líquida por destilación pues sus puntos de ebullición son distintos.

Objetivos:

Lograr forman diferentes mezclas cumpliendo con características predeterminadas como lo son las diferencias entre Heterogénea y Homogénea así como en las fases sólida,líquida y gaseosa

Determinar los métodos de separación para una mezcla elegida

Determinar el orden en que se deben aplicar los métodos de separación de mezclas.

PREPARACIÓN

Materiales:

• Vaso de precipitado de 250 ml. ( se ocupo )
• Cápsula de porcelana
• Soporte universal completo( se ocupo )
• Mechero Bunsen( se ocupo )
• Termómetro ( se ocupo )
• Tubo de hule látex ( se ocupo )
• Tela metálica con asbesto ( se ocupo )
• Matraz ERLENMEYER ( se ocupo )
• Tapón perforado ( se ocupo)
• Embudos de separación
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Sustancias:

• Lentejas
• Arroz
• Frijol
• Azúcar blanca
• Sal de mesa
• Harina
• Alcohol
• Acetona pura
• Aceite de cocina
• Glicerina
• Agua destilada

PROCEDIMIENTO

Preparación de mezclas:

Mezcla Homogénea por una Fase Sólida:

Agua destilada

Azúcar

Harina 

Mezcla Heterogénea compuesta por una Fase Sólida y una Fase Líquida:

Acetona pura

Agua destilada

Arroz

Mezcla Homogénea compuesta por una Fase Líquida:

Agua destilada

Acetona

Alcohol

Mezcla Heterogénea compuesta por dos Fases Líquidas:

Acetona

Agua destilada

Glicerina

Después de realizar las diferentes mezclas se eligió una para someterla a dos métodos de separación de mezclas y así lograr obtener cada uno de sus componentes. La mezcla elegida fue:

Iniciamos con el método de decantación pues el arroz al encontrarse al fondo del recipiente en mas denso así que solo se paso la fase líquida a otro recipiente

 Para lograr separar la acetona pura y el agua destilada, el líquido fue sometido al método de destilación.Durante este método logramos separar los dos líquidos.El procedimiento consta de que una de las sustancias alcanza su punto de ebullición a menor grado por lo que es el primero en evaporarse y pasar por el tubo hacia el recipiente del otro extremo.

DATOS Y OBSERVACIONES

El método de decantación fue el primero al que se sometió la mezcla pues nuestro primer objetivo era separar las dos diferentes fases por lo que al observar que el solido al encontrarse en la parte inferior del recipiente se determina que es más denso que el líquido.

Para la destilación, la acetona fue la primera en pasar a estado gaseoso pues su temperatura de ebullición es menor que la del agua destilada.

La temperatura de ebullición de la acetona es de 56° mientras que la del agua destilada es de 93°

Obtuvimos primero el conocimiento de la temperatura de ebullición del agua pues al realizar nuestra primera prueba de destilación cometimos un error y solo logramos conocer acerca de los 93° del agua destilada

ANÁLISIS Y CONCLUSIÓN

Cuando se tiene una mezcla se puede llegar a someter a diferentes tipos de separación y esto se puede determinar observando sus fases y características visibles de las sustancias que la componen sin embargo pueden ocurrir cambios después de realizar algún método de separación. El punto de ebullición del agua es de 93° y de la acetona de 56°.

Y se puede observar que , en este caso el arroz, fue mas sencillo lograr separarlo por la decantación al ser mas denso que la fase líquida.

Cada método de separación depende de las características de las mezclas y esto se hace por pasos y diferentes métodos.