carbono

Objetivo:
Caracterizar al carbono y sus compuestos mediante reacciones sencillas de laboratorio.

Materiales:
Tubos de ensayos.
Pipetas
Gradilla.
Tapón con capilar.
Mechero.
Pinzas de madera.
Cuba hidroneumática.
Probeta.
Velas.
Soporte universal.
Balón con tubuladura lateral.
Tubo con tubuladura lateral.
Astilla de madera.
Gomas.

Sustancias empleadas:
Metanoico.
Óxidocúprico.
Ácido clorhídrico.
Carbonato de calcio.
Cinta de magnesio.
Agua de cal.
Cloruro de calcio.
Carbonato de sodio.
Bicarbonato de sodio.
Fenolftaleína.
Carbón.
Ácido sulfúrico concentrado.






Desarrollo de las prácticas:

1_ Características del carbono en estado de oxidación 0: “poder reductor del carbono”

Procedimiento: Se mezcló en un mortero iguales cantidades decarbón y óxido cúprico. Luego se pasó a un tubo con salida lateral, el cual estaba sujetado en un soporte universal con una pinza. Una vez armado el dispositivo se tapa el tubo. La manguera se encuentra sumergida en un tubo de ensayo que contiene agua de cal. Se comienza a calentar de manera constante aproximadamente 5 minutos el tubo que contiene óxido cúprico y carbón.

Observaciones: Al calentar,lo primero que se observa en el tubo que contenía la solución de hidróxido de calcio es que comienza a burbujear, primero se desaloja el aire, y luego se libera dióxido de carbono:

Reacción: C(s) + 2CuO(s) ----> CO2(g) + 2Cu(S)

ΔH0rxn = Σ n ΔH0f productos – Σ n ΔH0f reactivos

ΔH0rxn = [2 x 0 + (-393,5)] – [0 + 2 x (-157)]

ΔH0rxn = -79,5 Kj/molAl darnos un valor negativo (-236,5 KJ/mol) podemos decir que es una reacción exotérmica, y como tal se debe suministrar calor (Ea) para que esta ocurra, pero el calor que se desprende será mayor que el que se suministra.
Al continuar el burbujeo, el CO2 que se desprende del tubo reacciona con el hidróxido de calcio (incoloro) y se forma un precipitado blanco debido a la formación de carbonatode calcio.

Reacción: Ca(OH)2(dis) + CO2(g) ----> CaCO3(s) + H2O(l)
CO2(g)) CO2(dis) K= 4.10-2
CO2(dis) + H2O HCO3-(dis) + H+ K=4,3.10-7
HCO3- CO32- + H+ K=4,7.10-11Ca(OH)2 Ca2+ + 2OH- K=2.10-6
Ca2+ + CO32- CaCO3(s) K=(4,7.10-9)-1
H+ + OH- H2O K=1014
Ca(OH)2(dis) + CO2(g) ----> CaCO3(s) + H2O(l) K= 3,44.10-2
Una vez obtenido el precipitadoblanco, se suspende el fuego y se lo deja enfriar. Luego, al residuo que se encuentra dentro del tubo de ensayo con desprendimiento se lo vuelca sobre una hoja blanca y se van a ver pequeñas partículas de color rojo, debido a la formación de cobre.

2_ Número de oxidación (+2):

Procedimiento: Se colocó en un tubo de ensayo 3 mL de ácido fórmico y se lo cubrió con ácido sulfúrico concentrado. Selo tapa con un tapón atravesado con capilar. Se lo calienta con cuidado y se desaloja el aire.

Reacción: COOH2 H2SO4 CO(g) + H2O

El ácido sulfúrico actúa como uno deshidratante.

Reacción: CO(g) + ½ O2 CO2(g)

ΔH0rxn = Σ n ΔH0f productos – Σ n ΔH0f reactivos

ΔH0rxn = [-393,5] – [(-110,5) + 1/2 x 0]

ΔH0rxn = -283Kj/mol



Observaciones: a través de esta experiencia se pudieron determinar algunas propiedades del carbono: gas incoloro, inodoro, combustible.

Luego se volvió a preparar otra solución de ácido metanoico y sulfúrico de la misma manera que se describió con anterioridad, y se conectó mediante un capilar en forma de “U” que llegue a otro tubo que contiene óxido cúprico.

Reacción:...