EXPERIENCIAS ACIDO/BASE- INDICADORES pH |
Experiencia 01.- Construimos un minivolcán.
Experiencia 02.- El globo extintor.
Experiencia 03. - Hinchar un globo I
Experiencia 04.- Hinchar un globo II,
Experiencia 05.-. El globo volador.
Experiencia 06.- Bolitas saltarinas.
Experiencia 07.- El huevo de goma.
Experiencia 09.- Extintor casero.
Experiencia 10.- Cambios mágicos.
Experiencia 11.- Una reacción estomacal.
Experiencia 12.- Indicador de col morada
Experiencia 13.- Indicador de pétalos de rosa.
Experiencia 14.- Eres lobo o eres oveja
Experiencia 15.- Sustancias camaleónicas I.
Experiencia 16.- Sustancias camaleónicas II
Experiencia 1. Construimos un minivolcán en el laboratorio. |
¿Qué queremos hacer?
Construir un volcán y simular una erupción volcánica.
Realizar una reacción acido –base:
Acido acético + bicarbonato = acetato de sodio + dióxido de carbono + agua
Material.
o Una bandeja.
o Arena, gravilla o tierra
o Botellita de plástico,
o Vaso de precipitados.
o Bicarbonato
o Vinagre,
o Colorante alimentario (ej azafrán)
o Pimentón.
Procedimiento.
Introducimos en una botellita de plástico o en un matraz el bicarbonato.
Colocamos la botella en el centro de la bandeja y a su alrededor amontonamos la arena dándole una forma cónica (para simular un volcán).
En un vaso de precipitados vertemos el vinagre, para simular la lava le añadimos azafrán y pimentón.
Con ayuda de un embudo echamos el contenido del vaso en la boca de la botella de nuestro volcán y nos retiramos rápidamente.
¿Qué sucede?
Se produce una especie de erupción.
Explicación.
Lo que sucede en un volcán es un proceso diferente a lo que sucede en nuestra experiencia, sobre todo porque los materiales son distintos, pero nos puede ayudar a comprender este fenómeno.
En nuestra experiencia al reaccionar el vinagre con el bicarbonato sódico se produce un gas el dióxido de carbono, que busca una salida, la boca de la botella y arrastra con él otros elementos (erupción).
En el interior de la Tierra hay minerales fundidos a temperaturas de hasta 1500 ºC que comparten espacio con bolsas de gases que buscan una salida para expandirse, cuando la presión es muy elevada la corteza se agrieta por aquellos puntos en que es más débil y deja escapar los gases que se proyectan al exterior, con la explosión se escapan también minerales tanto en estado líquido como sólido (erupción volcánica).
Experiencia 2. Globo extintor. |
.
¿Qué queremos hacer?
1ª Parte Hinchar un globo sin soplar y sin bomba.
Realizar y observar el resultado de la reacción química entre el bicarbonato sódico y el vinagre (disolución de ácido acético) .
2ª parte. Usar como extintor el globo que hemos hinchado
Material.
o Globo,
o Matraz o una botella pequeña
o 1 Embudo.
o Bicarbonato sódico.
o Vinagre (disolución de acido acético) o zumo de limón (ácido cítrico C6H8O7).
o Vela, plastilina y cerilla.
Procedimiento.
1ª Vertemos el vinagre o el zumo de limón dentro de un recipiente pequeño (un matraz, una botella)
Introducimos el bicarbonato dentro de un globo.
Ajustamos la boca del globo a la boca del matraz, levantamos el globo dejando que caiga el bicarbonato dentro del matraz y esperamos a que finalice la reacción.
2ª Sujetamos la vela a una superficie con ayuda de la plastilina, la encendemos con cuidado.
§ Acercamos el globo y dejamos salir parte del gas que contiene, cerca de la llama.
¿Qué sucede?
1ª Se hincha el globo.
2ª La vela de apaga
Explicación
1ª Se hincha el globo: Se ha producido una reacción de neutralización desprendiéndose un gas el dióxido de carbono que hincha el globo.
CH3COOH + NaHCO3 ---> CH3COONa + H2O + CO2
Ácido acético + bicarbonato de sodio --> acetato de sodio + agua + dioxido de carbono gas
Ácido acético + bicarbonato de sodio --> acetato de sodio + agua + dioxido de carbono gas
.
2ª Se paga la vela. Para que se produzca la combustión es necesaria la presencia de oxígeno.
Al echar dióxido de carbono sobre la llama éste desplaza al oxigeno, por lo que la combustión cesa y la llama se apaga.
Cuando respiramos también desprendemos dióxido de carbono, por ello cuando soplamos sobre una vela sucede lo mismo, la llama se apaga.
Algunos extintores contienen dióxido de carbono.
Experiencia 03. Hinchar un globo I.
¿Qué queremos hacer?
Hinchar un globo
Observar una reacción química de neutralización.
Material
o 20 ml. de ácido clorhídrico (cloruro de hidrogeno) al 4% y 20 ml de agua destilada.
(Puede usarse salfuman que es una disolución de ácido clorhídrico)
o 1 pastilla de alkar-seltser (composición: Aspirina 0.325g, Bicarbonato de sodio 1.700g
Ácido Cítrico 1.000g
Ácido Cítrico 1.000g
o Probeta
o Matraz erlenmeyer
o Un globo
Procedimiento.
En un matraz erlenmeyer mezclamos 20 ml de agua destilada y 20 ml de HCl utilizando la probeta,
En el mortero trituramos una pastilla de alka-seltzer y vertimos el polvo en el interior de un globo.
Ajustamos la boca del globo con la del matraz erlenmeyer, asegurándose de que no caiga alka-seltzer dentro del matraz.
Levante el globo para que el alka-seltzer caiga dentro del matraz y espere a que la reacción que se produce finalice.
¿Qué sucede?
El globo se infla.
Explicación
Se ha producido una reacción de neutralización desprendiéndose un gas que hincha un globo,
El Alka seltzer es una mezcla de aspirina, acido cítrico y bicarbonato de sodio.
La reacción con ácido clorhídrico produce burbujas de dióxido de carbono ya que el ácido clorhídrico reacciona con el bicarbonato de sodio formando acido carbónico, inestable, que se descompone en agua y dióxido de carbono
La reacción con agua también produce burbujas de dióxido de carbono ya que cuando se disuelve el acido cítrico se disocia y reacciona con el bicarbonato de sodio.
Alka seltzer en agua:
HOC(CH2COOH)2COOH + H2O <--> (HOC(CH2COOH)2COO-) + (H+)
NaHCO3 + H2O <--> (Na+) + (HCO3-)
(HCO3-) + (H+) --> H2CO3 --> H2O + CO2
Alka seltzer en HCl:
HCl + H2O --> (Cl-) + (H+)
NaHCO3 + H2O <--> (Na+) + (HCO3-)
(HCO3-) + (H+) --> H2CO3 --> H2O + CO2
De todos modos está bien pensar que es solo el ácido clorhídrico el responsable de la descomposición del bicarbonato de sodio ya que frente al ácido clorhídrico el ácido cítrico esta poco disociado (si el ácido clorhídrico es concentrado podría descomponer también al ácido cítrico).
La reacción con ácido clorhídrico produce burbujas de dióxido de carbono ya que el ácido clorhídrico reacciona con el bicarbonato de sodio formando acido carbónico, inestable, que se descompone en agua y dióxido de carbono
La reacción con agua también produce burbujas de dióxido de carbono ya que cuando se disuelve el acido cítrico se disocia y reacciona con el bicarbonato de sodio.
Alka seltzer en agua:
HOC(CH2COOH)2COOH + H2O <--> (HOC(CH2COOH)2COO-) + (H+)
NaHCO3 + H2O <--> (Na+) + (HCO3-)
(HCO3-) + (H+) --> H2CO3 --> H2O + CO2
Alka seltzer en HCl:
HCl + H2O --> (Cl-) + (H+)
NaHCO3 + H2O <--> (Na+) + (HCO3-)
(HCO3-) + (H+) --> H2CO3 --> H2O + CO2
De todos modos está bien pensar que es solo el ácido clorhídrico el responsable de la descomposición del bicarbonato de sodio ya que frente al ácido clorhídrico el ácido cítrico esta poco disociado (si el ácido clorhídrico es concentrado podría descomponer también al ácido cítrico).
Experiencia 04. Hinchar un globo II.
¿Qué queremos hacer?
Hinchar un globo
Material
o 20ml de acido clorhídrico HCl
o 1,5 g de bicarbonato sódico NaHCO3,
o Matraz erlenmeyer
o Probeta
o Balanza
o Globo.
Procedimiento.
Colocamos en un matraz erlenmeyer 20 ml de HCI, empleando la probeta.
Introducimos en el interior del globo 1,5 g aproximadamente de NaHCO3
Colocamos en un matraz erlenmeyer 20 ml de HCI, empleando la probeta.
Introducimos en el interior del globo 1,5 g aproximadamente de NaHCO3
Ajustamos la boca del globo con la del matraz erlenmeyer
Levantamos el globo para que caiga dentro del matraz el bicarbonato y esperamos a que la reacción finalice
¿Qué sucede?
Se hincha el globo
Explicación
Se ha producido una reacción de neutralización desprendiéndose un gas que hincha el globo.
2NaHCO3 + 2HCl -> 2NaCl +2 H2O + 2CO2 (gas)
Bicarbonato sódico y acido clorhídrico= cloruro de sodio, agua y dióxido de carbono gas
Experiencia 05. El globo volador.
Qué queremos hacer?
Hinchar un globo y que éste se eleve.
Observar la reacción química del acido clorhídrico y el cinc.
Hay que extremar las precauciones el ácido clorhídrico genera gases tóxicos y el gas que se desprende tras la reacción es muy inflamable..
Material
o 1g de cinc
o 50 ml de ácido clorhídrico diluído HCl
o Matraz
o Probeta
o Globo
Procedimiento
Vertemos el HCl en el matraz
introducimos el cinc en el globo, ajustamos el globo a la boca del matraz, lo levantamos dejando caer el cinc, esperamos a que finalice la reacción.
¿Qué es lo que sucede?.
Se hincha el globo, lo atamos procurando que no salga el gas que hay en su interior, lo dejamos libre y el globo se eleva en el aire
Explicación
Al reaccionar el salfumán y el cinc se desprende un gas, el hidrógeno que es menos denso que el aire y por ello se eleva.
Zn+2HCl ZnCl2+H2
Cinc y acido clorhídrico- cloruro de cinc e hidrogeno
El hidrogeno es un gas fácilmente inflamable.
Experiencia 06. Bolitas saltarinas.
¿Qué queremos hacer?
Observar el movimiento de ascenso y descenso de unas bolitas de naftalina en el seno de un líquido.
Reacción de neutralización.
Material.
o Vaso de precipitados.
o Agitador y espátula.
o Lija.
o Bolas de naftalina o alcanfor,( es un hidrocarburo llamado Naftaleno C10H8).
o Vinagre, (tiene una concentración de 3 a 5% de ácido acético o etanoico (C2H4O2).
o Agua destilada.
Procedimiento.
Introducimos en un recipiente 2 ó 3 cucharadas de bicarbonato sódico y 10 bolitas de naftalina, como su superficie es un poco lisa, las rasparemos un poco con una lija para que su superficie sea más áspera.
Añadimos ¾ partes del recipiente de agua.
A continuación, agregamos lentamente vinagre (ácido débil) y vemos qué sucede.
¿Qué sucede?
Las bolas caen inicialmente al fondo del vaso, pero al cabo de un tiempo apreciaremos unas burbujitas a su alrededor, entonces las bolitas ascienden para volver a caer, luego vuelven a ascender y a caer y así sucesivamente.
Explicación.
Al reaccionar el vinagre con el bicarbonato se forma un gas el dióxido de carbono que se adhieren a la superficie de las bolitas, como si fueran unos flotadores y las hacen ascender a la superficie.
Cuando las burbujitas de gas dióxido de carbono llegan a la superficie pasan al aire y las bolitas desprovistas de sus flotadores vuelven a caer, hasta que de nuevo se adhieren a ellas otras burbujitas de dióxido de carbono y ascienden de nuevo y así sucesivamente.
Experiencia 07. El huevo de goma.
¿Qué vamos a hacer?
Obtener un huevo que es capaz de botar.
Material.
o Huevo,
o Vinagre (disolución de ácido acético o etanoico).
o Un frasco o vaso de precipitados.
Procedimiento.
Llenamos un vaso de precipitados con 100 ml de vinagre e introducimos un huevo entero y crudo y lo tapamos o ponemos un vaso de precipitados mayor sobre éste, para evitar que se escape el mal olor, pues tanto el acido acético que contiene el vinagre y el carbonato de calcio que obtendremos huelen mal.
Se observan unas burbujitas
Al día siguiente vaciamos el contenido del vaso y volvemos a verter vinagre.
Al segundo o tercer día sacamos el huevo, su tamaño ha aumentado y además si lo dejamos caer no se rompe e incluso puede efectuar pequeños botes.
Lo introducimos en miel y el huevo disminuye su tamaño.
Explicación.
La cáscara del huevo es un 94% carbonato cálcico.
El vinagre contiene ácido acético que reacciona con el carbonato de calcio de la cáscara haciéndola desaparecer poco a poco, desprendiéndose un gas el dióxido de carbono (las burbujitas que observábamos).
Al cabo de 2 ó 3 días la cáscara del huevo ha desaparecido y la membrana que hay debajo de la cáscara adquiere una consistencia gomosa, que le permite botar.
Su tamaño ha aumentado debido a que parte del líquido atraviesa la membrana que es semipermeable.
Al introducirlo en miel, el líquido atraviesa la membrana semipermeable y sale al exterior por lo que el huevo disminuye de tamaño.
Carbonato de calcio y-disolución de acido acético= agua + acetato de calcio ´+ CO2(gas)
Experiencia 08. Extintor casero.
¿Qué queremos hacer?.
Vamos a fabricar un extintor casero.
Observar la reacción del bicarbonato y el ácido acético.
Material.
o 10 g Bicarbonato sódico o hidrógenotrioxocarbonato (IV) de sodio
o 30 ml de vinagre (disolución de acido acético).
o Papel de filtro o servilleta
o Botella pequeña de agua vacía o un bidón de ciclista.
o Un hilo.
o Vela
Procedimiento.
Abrimos una servilleta de papel o un cuadrado de papel de filtro y depositamos el bicarbonato; la cerramos en forma de bolsita anudándola con un hilo.
Echamos el vinagre en la botella
Realizamos un agujero en el tapón de la botella con un berbiquí e introducimos una pajita acodada, para que quede bien ajustado usamos plastilina.
Introducimos la bolsita con el bicarbonato y la dejamos colgando en el interior de la botella (sin que toque el vinagre).
Ponemos el tapón.
Probamos nuestro extintor: Encendemos una vela.
Agitamos la botella manteniéndolo tapado el extremo de la pajita.
Lo acercamos a la llama de la vela y retiramos el dedo para que salga el gas
¿Qué sucede?.
La vela se apaga.
Explicación.
El vinagre (ácido acético) al agitar la botella reacciona con el bicarbonato de la bolsita produciéndose una reacción que desprende un gas, el dióxido de carbono, que al ser más pesado que el oxigeno del aire, desplaza a éste y la llama, sin oxígeno, se apaga (sin oxigeno no hay combustión).
Esta es la reacción:
Vinagre- bicarbonato = acetato de sodio + agua + CO2 (gas)
Los antiguos extintores disponían de dos depósitos que al juntarse producían una reacción química que desprendía un gas. Los actuales extintores utilizan sustancias a presión y no bicarbonato y vinagre; ya que elevadas concentraciones de dicho gas en un lugar cerrado son peligrosas para el ser humano (muerte por asfixia)
INDICADORES DE pH
A continuación vamos a realizar una serie de experiencias con los indicadores de pH.
Un indicador de pH es una sustancia que permite medir el pH de un medio. Habitualmente, se utiliza como indicador sustancias químicas que cambia su color al cambiar el pH de la disolución.
La fenolftaleína, Se forma principalmente por reacción del fenol, anhídrido ftálmico y ácido sulfúrico (H2SO4) sus cristales son incoloros. Tiene un punto de fusión de 254°C. Su fórmula es C20H14O4. No es soluble en agua, con lo que normalmente se disuelve en alcohol para su uso en experimentos. Vira desde un pH 8 hasta un pH 10, transformando disoluciones incoloras en disoluciones con colores rosados / violetas.
naranja de metilo, o anaranjado de metilo, (Heliantina o tropeolina D) C14H14N3NaO3S - (PM: 327,3) - Sal sódica del ácido dimetilaminoazobenceno sulfónico o dimetilaminoazobenceno sulfonato sódico. Polvo o escamas cristalinas de color amarillo anaranjado. Poco soluble en agua fría; fácilmente soluble en agua caliente; insoluble en alcohol. Vira en el intervalo de pH 3,1 - 4,4, de color rojo a naranja, o de rosado a amarillo
Otros son El rojo fenol, el azul de timol, la timolftaleína, el azul de bromotimol, azul de bromofenol y el cresol el violeta de metilo, verde de metilo, el verde brillante, el verde malaquita, el rojo congo, rojo de metilo, amarillo de alizarina
lombarda (repollo morado) roja en medio ácido, morada en medio neutro y verde en medio básico.
Principales diferencias entre papel indicador y los indicadores líquidos?
Los indicadores líquidos (fenolftaleina y naranja de metilo) se echan directamente sobre la sustancia que se quiere conocer el pH mientras que en el caso del papel indicador se extrae una pequeña cantidad de la muestra y es depositada en el papel indicador. Otra diferencia es que el papel indicador es mucho más preciso que los indicadores líquidos, ya que estos últimos dan una referencia de si la sustancia es ácida o base pero no nos indican su pH exacto
Experiencia 09. Líquido mágico.
¿Qué vamos a hacer?.
Esta experiencia resulta muy atractiva para los alumnos consiste en observar como una sustancia aparentemente agua cambia de color mágicamente al pasarla simplemente de un recipiente a otro aparentemente vacio.
Material
o 3 jarras de cristal de litro
o Agua
o Hidroxido sódico NaOH
o Acido clorhídrico HCl
o Fenoltaleina.
o
Procedimiento
En una jarra depositamos unas gotas de fenoltleina y añadimos agua hasta llenarla completamente.
En otra jarra depositamos un poco de hidróxido sódico.
En otra un poco de ácido clorhídrico sin que se aprecie.
A continuación realizamos una pequeña dramatización (como si fuéramos a hacer un truco de magia) y vertemos el contenido de la primera jarra sobre la segunda jarra (aparentemente vacía) y mágicamente esta cambiara sin que aparentemente hagamos nada.
A continuación vertemos el contenido en la jarra que tiene el acido clorhídrico, de tal forma que aparentemente parezca vacía y desaparece el color
Conviene practicar la realización de esta experiencia antes de realizarla con los alumnos hasta conseguir los resultados previstos y producir el efecto esperado.
¿Qué sucede?
El agua cambia mágicamente de color al ser introducida en la otra jarra, ¿cómo es posible? ¿Es magia?
Explicación
La fenoftaleína al entrar en contacto con una base el hidróxido sódico NaOH adquiere color rojizo o morado.
Al pasarla a la otra jarra se neutraliza el acido clorhídrico y el hidróxido de sodio y la fenotaleina se vuelve incolora.