Asociación Profesorado de Córdoba por la Cultura Científica




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fecha de publicación15.01.2016
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Paseo por la Ciencia 2010

Asociación Profesorado de Córdoba por la Cultura Científica
No es magia….¡ES QUÍMICA!
REACCIONES DE PRECIPITACIÓN Y

SOLUBILIZACIÓN DE PRECIPITADOS



PROFESORADO:

- Concepción Lara Feria

- Concepción Pérez-Parra Castillo

- José Manuel Ramírez Fernández

I.E.S. “GRAN CAPITÁN” CÓRDOBA

INTRODUCCIÓN:

El sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4·5H2O) es una sal de color azul (en su forma anhidra CuSO4 es blanca) conocida por su uso en el tratamiento del agua para combatir las algas en las piscinas, de ahí que además de tenerlo en los laboratorios se pueda adquirir en droguerías o tiendas con productos de mantenimiento de piscinas. Cristaliza en el sistema triclínico, pudiéndose obtener cristales gigantes muy llamativos partiendo de una disolución saturada y con bastante paciencia.

La “magia” del sulfato de cobre pentahidratado se puede producir mediante diversas reacciones utilizando productos utilizados en la limpieza doméstica, como son el amoníaco (se comercializa en disolución acuosa de hidróxido amónico, NH4OH) y la sosa cáustica(hidróxido sódico NaOH) que la encontramos habitualmente en lentejas sólidas.

Una reacción de precipitación se produce cuando, como producto, se obtiene una sustancia que es insoluble quedando un sólido en el seno de la disolución (decimos que se ha formado un precipitado).

Es posible solubilizar los precipitados por distintos métodos, si conseguimos desplazar el equilibrio de solubilidad, por ejemplo si se forma otro compuesto más insoluble o un complejo de coordinación.

MATERIALES EMPLEADOS:

  • Vasos de precipitados

  • Cucharilla y varilla de vidrio

  • Pipetas Pasteur o cuentagotas

  • Hornillo de gas

  • Caja reveladora de mensajes secretos”

  • Disolución de sulfato de cobre pentahidratado

  • Hidróxido sódico (sosa caústica)

  • Hidróxido amónico (amoníaco)

  • Agua destilada

METODOLOGÍA:


Pondremos en tres vasos la disolución de sulfato de cobre y tomaremos uno de ellos como referencia. Los procesos los podemos esquematizar así: Al añadir amoníaco se produce un precipitado verde azulado:

2Cu2+ + SO42- + 2NH3 + 2H2O → Cu2SO4(OH)2(s) ↓+ 2NH4+

Si añadimos más amoníaco disolvemos el precipitado al formarse un complejo de color azul intenso:

Cu2SO4(OH)2(s) + 8NH3 → 2Cu(NH3)42+ + SO42- + 2OH-





Cuando añadimos sosa cáustica se obtiene una sustancia sólida gelatinosa de color azul:

2NaOH + CuSO4 → Na2SO4 + Cu(OH)2(s)

Si seguimos añadiendo sosa cáustica se disuelve parte del precipitado y el color azul es más intenso (se forma el anión cuprato, CuO22-, con exceso de OH-). Podemos favorecer la solubilización del precipitado si calentamos suavemente, pero si llegamos al punto de ebullición se formaría un precipitado negro de óxido de cobre (II), CuO, que es más estable.

Tomando como fundamento la formación del complejo de coordinación tetramincobre (II) (Cu(NH3)42+) podremos revelar un mensaje secreto que escribiremos utilizando como tinta la disolución de sulfato de cobre y como pluma un palillo mondadientes, para introducir el mensaje en nuestra “caja reveladora de mensajes secretos”, pero… No es magia: ¡ES QUÍMICA!.

RESULTADOS O CONCLUSIONES O ACTIVIDADES:

Podemos hacer en casa cristales gigantes si preparamos una disolución concentrada de sulfato de cobre II (5 cucharadas del producto en medio vaso de agua). La mitad de esa disolución se calienta en un recipiente y se deja cristalizar en un plato pequeño, se formarán varios cristales de color azul. Se coge el más grande y se ata a un hilo de pescar limpio (no de algodón).

A la otra mitad de la disolución anterior se le añaden otras cinco cucharadas de producto, se calienta y se filtra (filtro de cafetera o tela) asegurándonos de que está sobresaturada. Ponemos esta disolución en un vaso de vidrio y se introduce en ella el cristal que hemos atado al hilo y sujetamos con un palito (puede servir un lápiz) dejándolo reposar sin mover durante 24 horas.

Al sacar el cristal, éste habrá crecido considerablemente, pero seguirá teniendo su forma de cristalización triclínica. Repita la operación tantas veces como quiera y el cristal irá creciendo. Si queremos un cristal limpio, quite con cuidado los pequeños cristales adheridos, con una servilleta.

¡ATENCIÓN!: El sulfato de cobre II es tóxico, no lo toque con las manos, póngase guantes y lávese al terminar.

¡Ánimo y paciencia! El resultado merece la pena.







Paseo por la Ciencia 2010

Asociación Profesorado de Córdoba por la Cultura Científica
No es magia….¡ES QUÍMICA!
VELOCIDAD DE REACCIÓN: CATALIZADORES



PROFESORADO:

- Concepción Lara Feria

- Concepción Pérez-Parra Castillo

- José Manuel Ramírez Fernández

I.E.S. “GRAN CAPITÁN” CÓRDOBA

INTRODUCCIÓN:

El agua oxigenada (peróxido de hidrógeno) se descompone en agua y oxígeno, según la reacción:

H2O2(aq) → H2O(l) + ½ O2(g)

La velocidad de una reacción puede modificarse utilizando unas sustancias denominadas catalizadores (pueden aumentar la velocidad o disminuirla) y que tienen la propiedad de no alterarse en la reacción, por lo que al final se encuentran igual que al principio En el ejemplo anterior el proceso puede transcurrir espontáneamente, pero es extraordinariamente lento. Sin embargo, en presencia de un catalizador se desarrolla muy rápido.

Por ejemplo, si añadimos una disolución de yoduro potásico (KI) el proceso va mucho más rápido, debido a que esa sustancia actúa como catalizador. Las reacciones son:

H2O2(aq) + I - (aq) → H2O(l) + IO -(aq)

H2O2(aq) + IO -(aq) → H2O(l) +I -(aq) + O2(g)

_____________________________________

2 H2O2(aq) → 2 H2O(l) + O2(g)

MATERIALES EMPLEADOS:

  • Recipiente de plástico (cubeta-terrario)

  • Probeta de 50 mL

  • Vaso de precipitados de 50 mL

  • Papel de filtro

  • Disolución saturada de yoduro potásico

  • Agua oxigenada comercial (30% en volumen)

  • Jabón líquido (Fayri)

  • Agua destilada

METODOLOGÍA:

Ponemos dentro de una cubeta-terrario la probeta sobre la cual vamos a añadir el agua oxigenada. Para que el desprendimiento de oxígeno sea más espectacular añadiremos un poco de jabón líquido (fayri). También se puede añadir un colorante alimenticio.




Con un vaso de precipitados pequeño (50 mL) añadiremos la disolución de yoduro potásico. Se desprenderá oxígeno y con el jabón líquido formará una gran espuma (con desprendimiento de calor), que saldrá de la probeta y recogeremos en la cubeta-terrario.

Realizamos la “puesta en escena” con un pequeño relato en el que se compara el efecto conseguido a la preparación de una pasta de dientes para elefantes, con una presentación divertida, pero… No es magia: ¡ES QUÍMICA!.




RESULTADOS O CONCLUSIONES O ACTIVIDADES:

La importancia de los catalizadores se pone de manifiesto en distintos ámbitos, que seguro hemos observado alguna vez. Por ejemplo, en los tejidos vivos existe una enzima (biocatalizador) en las células, la catalasa, que actúa como catalizador y el proceso se desarrolla con extraordinaria rapidez. Podemos ver el burbujeo que se produce al echar agua oxigenada en una herida debido al oxígeno desprendido en la descomposición. También en las células vegetales podemos detectar la presencia de catalasa, añadiendo un trozo de patata pelada sobre agua oxigenada.

Otra aplicación de utilidad es en el campo de la automoción, donde el convertidor catalítico, utilizando platino y óxido de níquel (II) convierte los gases más nocivos en menos contaminantes.


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