Ley Conservación De La Materia

SECUENCIA DE REACCIONES QUÍMICAS: “LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LA MATERIA”

RESUMEN: Se comprobó la Ley de la conservación de la Materia pasando un elemento por diferentes procesos químicos, en este caso el elemento fue el cobre (Cu) y los procesos fueron oxidación, reacciones de doble descomposición y reacción de desplazamiento y al final se obtuvo el mismo elemento y la misma cantidad con la que se inició.

1. DATOS:

A. Se pesó 0.1 g de Cu en un matraz volumétrico de 25 mL y se adicionaron en la campana de extracción, con una pipeta volumétrica de 1mL, 2 mL de HNO3 concentrado, Luego se agregaron 10 mL de agua destilada, se guardó para el paso B.

B. A la solución A con ayuda de un gotero, se agregaron gota a gota NaOH 8M y luego se le dieron 10 mL de agua destilada y por último se dejó asentar el precipitado y al terminar se decantó y el precipitado se guardó para la parte C

C. Con el precipitado de la solución B, se agregaron de nuevo, con la ayuda de un gotero, gota a gota H2SO4 6M con agitación constante, y luego se midió el pH con papel tornasol. Esta solución se guardó para la parte D.

D. Luego la solución C, se le agrego gota a gota, una solución de 8M de NaOH/Na3PO4 con agitación constante, a esta también se le midió el pH con papel tornasol, y se guardó para la parte E

E. A la solución D, se le adiciono 10 mL de HCl 6M, con una pipeta volumétrica de 10 mL, se guardó para la parte F.

F. Por último se adiciono a la solución E, Mg solido en pequeñas cantidades con ayuda de una espátula y con agitación constante.

2. RESULTADOS:

En la primera parte con los 0.1 g de Cu en el matraz volumétrico de 25 mL y al adicionar 2 mL de HNO3 concentrado se obtuvo una disolución entre un metal y un ácido fuerte, dando como resultado Cu(NO3)2 de color oscuro entre negro y azulado, luego se le agregaron 10 mL de agua destilada para diluir la solución.

A la solución de Cu(NO3)2 se agregaron gota a gota NaOH 8M, hasta que se formó un precipitado en la solución Cu(OH)2 y está a la vez se tornó azul agua marina, se siguió añadiendo NaOH hasta que la solución se volviera alcalina. Para saber cuándo estaba más alcalina, se utilizó papel tornasol para medir el pH el cual dio un color verdoso y luego se le adicionaron 10 mL de agua destilada y por último se dejó asentar el precipitado y luego se decantó la mayor cantidad de líquido posible.

Al precipitado de Cu(OH)2 que se obtuvo anteriormente se le agrego gota a gota H2SO4 6M con agitación constante, hasta que el precipitado se disolvió por completo, dando paso a una nueva solución de CuSO4 de color verde.

Con la solución CuSO4 de agregaron gota a gota una solución de 8M de NaOH/Na3PO4 con agitación constante, con la cual se obtuvo Cu3(PO4)2 en forma de precipitado con una coloración azul clara. Luego se midió el pH con papel tornasol, el cual se tornó azul oscuro, es decir que la solución estaba alcalina.

Con la solución de Cu3(PO4)2 al agregarle los 10 mL de HCl 6M, gracias a la disociación del HCl en iones H+ y iones Cl – se forma una nueva solución de CuCl2 y H3PO4 de color verde transparente.

Por ultimo al adicionar a la solución que contenía CuCl2 y H3PO4 de color verde transparente, Mg solido con una nueva espátula en pequeñas cantidades y al agitarlo formaba por algunos momentos un precipitado, sin embargo al momento siguiente volvía a su estado anterior, hasta que se formaron pequeños puntos de Cu.

3. ANALISIS DE RESULTADOS:

A. Con los 0.1 g de Cu y los 2 mL de HNO3 concentrado se formó:

Cus + 4HNO3 Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

Esta es una reacción de desplazamiento simple, donde tenemos una sustancia simple (Cu) y una sustancia compuesta (HNO3). Donde la sustancia simple desplaza al hidrogeno de la sustancia compuesta para formar un nuevo reactivo y otros subproductos, luego al agregar los 10 mL de agua destilada se disminuye la concentración de la solución, ya que el agua se utiliza como solvente, es decir que se aumenta el volumen para que la cantidad de soluto disminuya.

B. Con la solución A y al agregarle NaOH 8M, se produce la siguiente reacción:

Cu(NO3)2 + NaOH NaNO3 + Cu(OH)2

Al igual que en la reacción anterior, esta es una reacción de desplazamiento simple, donde los iones CU2+ son reemplazados por los iones de Na+ debido a la reactividad que posee cada uno con los átomos enlazantes. Además más a fondo en esta reacción se tiene que si hay exceso de HNO3, este compuesto es neutralizado con el NaOH lo cual forma más NaNO3 y agua, al igual que con la solución A, se le adiciono agua, además se decanta , el cual es un método utilizado para separar dos sustancias no miscibles (que no se pueden mezclar) con distinta densidad.

C. Con el precipitado de la solución B y al agregarle H2SO4 6M se obtuvo:

Cu(OH)2 + H2SO4 CuSO4 + 2H2O

Esta es una reacción de doble descomposición, mas también es la neutralización de una base con un ácido, las cuales normalmente forman una sal y agua. Los iones cu2+ desplazan a los iones H+ en el ácido para formar CuSO4 quedando iones libres del grupo Hidroxilo (OH-) y el grupo Hidronio (H+), los cuales al ser las formas ionizadas del agua se combinan para crear dicha sustancia.

H2O H+ + OH-

D. Con la solución C y al agregarle la solución de NaOH/Na3PO4 8M se obtuvo:

3CuSo4 + 2Na3PO4 Cu3(PO4)2 + 3Na2SO4

Esta es una reacción de doble descomposición donde se forman, una sal insoluble y una sal soluble, esta reacción al igual que en reacciones anteriores se disocia para unirse con iones distintos. En esta solución aún puede haber excesos de H2SO4, por lo cual se le agrega NaOH para neutralizar e ir formando Na2SO4 y el exceso de NaOH reacciona con el CuSO4para formar Hidróxido de Cobre y sulfato de sodio. El hidróxido reacciona con el Na3PO4 agregado para formar el Cu3(PO4)2.

E. A la solución D, al adicionar 10 mL de HCl 6M se obtuvo:

Cu3(PO4)2. +6HCl CuCl2 + 2H3PO4

Esta es una reacción simple de doble descomposición o desplazamiento, donde el Cu en el fosfato de cobre es atraído por los iones Cl- y forman un compuesto de cloruro de cobre, por lo tanto los hidrógenos entran en contacto con el grupo fosfato para crear ácido fosfórico.

F. A la solución E, a la que se le agrego Mg solido en pequeñas cantidades se obtuvo:

Mg + CuCl2 Cu + MgCl2

Reacción de sustitución simple, donde el metal más reactivo desplaza al menos reactivo, esta reacción es fácil de explicar, con el concepto de electronegatividad. Siendo el cloro un elemento muy electronegativo, atrae a los electrones del Magnesio o el Cobre, dependiendo

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