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INFORME No 2: Propiedades Cambio Físico y Cambio Químico Integrantes: CRISTIAN CAMILO CUELLAR CAMACHO, JUAN DAVID NARVAEZ GUTIERREZ, LUIS ALEJANDRO FIGUEROA MORALES Facultad de ingeniería Programa ingeniería de alimentos , Universidad de la amazonia Lugar: Laboratorio de biociencias Fecha: 28/02/ ABSTRACT This report presents the results of flame and electrical conductivity test performed in the Chemistry laboratory of the University of Amazonia. Salts such as NaCl, MgCl2, BaCl2, CaCl2, SrCl2, LiCl and CuCl2 were used to observe the emission of characteristic colors according to the metal present. In addition, the conductivity of substances such as water, NaCl, sucrose, metallic sodium, sulful, n- hexane and lemon juice was evaluated using a circuit with LED bulb and AAA battery. The results allowed differentiating between ionic and covalent compounds, highlighting the importance of these phenomena. RESUMEN En este informe se presentan los resultados de ensayos a la llama y pruebas de conductividad eléctrica realizadas en el laboratorio de Química de la Universidad de la Amazonia. Se emplearon sales como NaCl, MgCl2, BaCl2, CaCl2, SrCl2, LiCl y CuCl2 para observar la emisión de colores característicos según el metal presente. Además, se evaluó la conductividad de sustancias como H2O, NaCl, sacarosa, sodio metálico, azufre, n-hexano y jugo de limón, usando un circuito con un bombillo LED y una pila AAA. Los resultados permitieron diferenciar compuestos iónicos y covalentes, resaltando la importancia de estos fenómenos. PALABRAS CLAVES Ensayo a la llama, cationes metálicos, emisión de color, conductividad eléctrica, compuestos iónicos, compuestos covalentes, análisis químico. INTRODUCCIÓN
En el laboratorio de química de la Universidad de la Amazonia, en Florencia – Caquetá, se realizaron dos experimentos clave; los ensayos a la llama para la identificación de los cationes metálicos y la medición de conductividad eléctrica en diversas sustancias. Para los ensayos a la llama, se emplearon sales como cloruro de sodio (NaCl), cloruro de magnesio (MgCl2), cloruro de bario (BaCl2), cloruro de calcio (CaCl2), cloruro de estroncio (SrCl2), cloruro de litio (LiCl) y cloruro de cobre (CuCl2). Estas pruebas, utilizadas a nivel mundial en análisis cualitativos, permiten identificar elementos metálicos mediante la observación del color que emiten cuando sus electrones excitados regresan a su estado fundamental. Investigaciones similares han sido realizadas en universidades de Estados Unidos y Europa para optimizar técnicas espectroscópicas en el análisis de metales. En Colombia, estudios en la Universidad Nacional han aplicado estos ensayos en la identificación de minerales y materias industriales (Universidad de Alicante, s.f.). El segundo experimento se centró en la medición de la conductividad eléctrica en presencia y ausencia de agua, utilizando un circuito con un bombillo LED, cables y una pila AAA. Se analizaron sustancias como agua (H2O), sal común (NaCl), sacarosa (C12H22O11), sodio metálico (Na), azufre (S), n-hexano (C6H14) y jugo de limón, lo que permitió diferenciar entre compuestos iónicos y covalentes. Estudios previos, tanto a nivel internacional como en Colombia, han evaluado la conductividad en soluciones para aplicaciones en biotecnología y tratamiento de aguas (Estudiante anónimo, 2022). El objetivo de este trabajo es analizar la relación entre la composición química de las sustancias, sus propiedades de emisión de luz y conducción eléctrica, destacando la importancia de estos fenómenos en la química analítica y en la industria. MARCO TEORICO 6 tubos de ensayo, 1 gradilla, 1 gotero, 1 pinza para tubo de ensayo, 1 mechero bunsen, 1 agitador, 1 espátula, 2 vasos precipitados de 50Ml, un montaje interrumpido, 20 copitos, 1 mechera, 1 capsula de porcelana, 1 vidrio reloj, 1 asa. Reactivos: Agua destilada, azúcar, sal común, Hexano, sodio, azufre, MgCl2, Sulfato de cobre pentahidratado, BaCl2, CaCl2, SrCl2, LiCl.
haber alterado los resultados. Esta parte del procedimiento fue ejecutada correctamente, pues durante la deshidratación, el CuSO4*5H2O debía adquirir un tono blanco, lo cual se logró exitosamente. Una vez obtenido el color gris o blanco hueso, retiramos el crisol de la llama y lo dejamos enfriar a temperatura ambiente, hasta que pudimos manipularlo sin riesgo de quemarnos. Posteriormente, lo procedimos a la siguiente etapa que consistió en agregar agua destilada al compuesto con la ayuda de un gotero, hasta cubrirlo por completo. En cuanto el procedimiento, cabe señalar que, si bien la ejecución fue adecuada. La supervisión de la temperatura fue crucial para evitar una deshidratación excesiva, que podría haber alterado los resultados. TABLA 1. PROPIEDADES FÍSICAS Y TIPO DE ENLACE PARTE 1. Sustancia Conduce corriente eléctrico Tipo de Enlace Químico y/o fuerza intermolecular H2O Si es dúctil Muy brillante NaCl(s) (Sal común) No es dúctil No brilla C12H22O11(s) (Sacarosa) No es dúctil No brilla Sodio (Na) No es dúctil No brilla Azufre (S8) No es dúctil No brilla n-Hexano (C6H14) Si es dúctil Muy brillante Jugo de limón Si es dúctil Muy brillante
TABLA 2. PROPIEDADES FÍSICAS Y TIPO DE ENLACE PARTE 2.
Sustancia Se disuelve en el agua Tipo de Enlace Químico y/o fuerza intermolecular H2O + NaCl(s) Si es dúctil, no es covalente, iónico Tiene un buen brillo H2O + C12H22O11(s) Si es dúctil, no es covalente, solución acuosa Tiene poco brillo H2O + Na(s) Si es dúctil, no es covalente, iónica Tiene poco brillo H2O + S8(s) Si es dúctil, es covalente Tiene muy poco brillo H2O + n-Hexano Si es dúctil, no es covalente Tiene muy poco brillo H2O + Jugo de limón Si es dúctil, no es covalente Tiene muy poco brillo DISCUSION Y RESULTADOS La práctica realizada tuvo como objetivo observar los espectros de emisión de diversas sustancias al ser calentadas en la llama de un mechero Bunsen. Como se esperaba, los colores de la llama fueron característicos de cada uno de los compuestos utilizados, lo que confirmaba la teoría sobre la relación entre la energía y las transiciones electrónicas en los átomos (Chang & Goldsby, 2015). Al calentar los compuestos, los electrones de los átomos fueron excitados a niveles de energía mas altos, y al regresar a su estado fundamental, liberaron energía en forma de luz de diferentes colores, lo cual se observó de manera evidente durante la práctica. El cloruro de sodio (NaCl) mostró un color naranja brillante, que es muy comúnmente asociado con el sodio debido a la transición electrónica del nivel 3s a 3p (Hollas, 2004). Este color es uno de los mas reconocidos en la espectroscopía de emisión. El cloruro de magnesio (MgCl 2 ) mostró un color amarillo rojizo, más tenue que el sodio. Esto se debe a las transiciones electrónicas específicas del magnesio, que requieren menos energía para excitar a los electrones en comparación con otros metales alcalinos (Greenwood & Earnshaw, 1997).
a. Enlace iónico: cloruro de sodio (NaCl): sal compuesta por iones Na y Cl unidos por fuerzas eléctricas. Oxido de calcio (CaO):se encuentra en la cal viva y está formado por la Ca y O. b. Enlace covalente no polar: Dióxido de carbono (Co2): anqué los enlaces C= O son polares, la estructura lineal hace que el dipolo heto sea cero. Gas Oxigeno (O2): dos átomos comparten electrones de manera equitativa. c. Enlaces covalentes polar: Agua (H2O): El oxígeno atrae con más fuerza los elementos compartidos generando una molécula polar. Amoniaco (NH3): debido a la electronegatividad del nitrógeno se forma un dipolo. d.
2. Critica la siguiente afirmación “cuando el agua e bulle se rompe los enlaces H-O y ambos electrones escapan a la fase gaseosa como H2 y O La afirmación es incorrecta porque confunde los tipos de enlaces involucrados en el proceso de e ebullición del agua, el agua hierve, las moléculas de H2O, simplemente cambian de estado (de líquido a gas) no hay ruptura de los enlaces covalentes entre H y O ni formación de hidrogeno y oxigeno gaseoso. 3. ¿Dónde se cocinada más rápido un huevo en el Himalaya (patm= 300 torr) en la luna (patm=20torr) o en Bogotá (patm=560 torr)? El huevo se cocina más rápido en Bogotá (Patm=560 torr) y equivale a 91,51°C La temperatura de ebullición del agua depende de la presión atm; a menor presión, el agua hierve a temperaturas bajas. En el Himalaya (300 torr) y en la Luna (20 torr), el agua herviría a temperaturas muy bajas, lo que haría que los alimentos tarden mucho más en cocinarse o incluso no lleguen a cocinarse adecuadamente en la Luna, donde el agua se evaporaría rápidamente. En Bogotá (560 torr), aunque la presión es menor que al nivel del mar, es la más alta de las tres opciones, permitiendo que el agua alcance una temperatura de ebullición mayor y se cocine más rápido el huevo. 4. ¿Porque los alimentos se cocinan más fácilmente en una olla a presión?
Los alimentos se cocinan más fácilmente en una olla a presión porque esta aumenta la presión interna lo que provoca un incremento en la temperatura de e ebullición del agua, (incrementa la presión interna lo que acelera las reacciones químicas de cocción). Mayor presión = mayor temperatura de ebullición = cocción más rápida e eficiente. CONCLUSION Se puede decir que esta práctica de laboratorio se realizó con el objetivo de identificar los espectros de la llama en diferentes compuestos (sustancias o reactivos) y se realizar una comparación con la teoría y la practica en la que se verifico que la flama reaccionara según lo previsto en la teoría EVIDENCIA FOTOGRÁFICA
