Ácidos y Bases (Experimento)

Ácidos y Bases

Información Bibliográfica:

La definicion de ácidos y bases ha ido modificándose con el tiempo. Al principio Arrhenius fue quien clasifico a los ácidos como aquellas sustancias que son capaces de liberar protones (H⁺) y a las bases como aquellas sustancias que pueden liberar iones OH^-.  Esta teoría tenía algunas limitaciones ya que algunas sustancias podían comportarse como bases sin tener en su molécula el ion OH^-. Por ejemplo el NH₃. Aparte para Arrhenius solo existía el medio acuoso y hoy es sabido que en medios distintos también existen reacciones ácido-base.

Brönsted y Lowry posteriormente propusieron otra teoría en la cual los ácidos y bases actúan como pares conjugados. Ácido es aquella sustancia capaz de aportar protones y base aquella sustancia capaz de captarlos. No tiene presente en su definición al ion OH^-. Un ácido se forma por la union de un oxido no metálico con agua y una base con un oxido metálico y agua. 

De lo cual los ácidos al estar en contacto con el indicador universal tornaran un color rojo,naranja y amarillo de diferente tono, de lo que sucede lo mismo con las bases solamente que estas darán colores de azul a morado, y la neutras de color verde. 

Objetivo:

Formar y establecer la diferencia entre las Bases (Metales) y Ácidos (No metales) con base en sus comportamiento de sus óxidos con el agua. También la identificación de estas reacciones sobre su acides o basicidad, por medio de sus coloraciones respectivas de intensidad con ayuda del indicador universal.

Hipótesis:

La formación de un oxido metálico u oxido básico (Metal + Oxigeno) forma una base al juntarse con el agua. Para formar un ácido se origina por medio de la unión o reacción de un oxido no metálico (No metal + Oxigeno) con el agua, de lo cual de esta forma se da un ácido o un anhídrido. Los óxidos básicos son de carácter iónico, por lo tanto son buenos conductores de la electricidad y los anhídridos son de carácter covalente con propiedades distintas. Por medio de estas reacciones identificara qué grado de acides o basicidad se forman con cada una. Los ácidos al estar al contacto con el indicador universal y agua tornaran colores como: rojo, naranja y/o amarillo. Las bases se presentaran de colores como: azul , azul marino y/o morado. El grado de basicidad o acides se sabra por la intensidad del tono del color que den, si son colores fuertes significara que son ácidos o bases fuertes.

Materiales:

• Mechero
• Vaso de Precipitado
• Tubos de ensayo (4)
• Matraz
• Trapo
• Cuchara de combustión
• Manguera con tapón
• Agua o Agua Destilada
• Agua mineral-CO₂ (Bióxido de carbono),
• Indicador universal (Gotero)
• Una lamina de magnesio.
• Una lámina de aluminio.
• Oxido de calcio en polvo.
• Hidróxido de Sodio en polvo
• Hidróxido de Potasio en polvo
• Azufre en polvo.
• Zinc en polvo
• Hierro en polvo

Procedimiento:

1. Con el vaso de precipitado se agregara 100 ml de agua. De lo que la misma forma se agregara gotas de indicador hasta que se pueda ver visible la coloración del indicador (verde). 

2. Al tener en el vaso de precipitado el agua con el indicador universal, se le agregara Hidróxido de sodio. De lo cual al agregar el Hidróxido de Sodio, habrá una reacción espontanea soltando gas (Hidrógeno) y tornando el color del agua con el indicadora, a un color morado claro significando que es una base moderada.

3. Con el mismo vaso de precipitado se volverá agregar 100 ml de agua y de indicador, pero en este caso en ves de agregar hidróxido de sodio se agregara hidróxido de potasio. De lo cual al agregarlo sufrirá la mismo del sodio, pero en este caso aparte del desprendimiento de hidrógeno, al agregar el hidróxido de potasio habrá una pequeña reacción de una chispa rodeando todo el vaso del precipitado. Formando un color morado fuerte de lo que significa que es una base fuerte.

4. Nuevamente con el mismo vaso de precipitado se agregara 100 ml de agua e indicador universal. Pero ahora se agregara oxido de calcio. Para que ocurra la reacción se tendrá que mover un poco la sustancia ya que el proceso de indentificacion es tardada con el oxido de calcio. Al acabar de mover un poco la sustancia el color que tendrá sera un verde-azulado de lo que significa que es una base débil.

5. Ahora con un tubo de ensaye se agregara ya sea agua o agua destilada, menos de la mitad del tubo y se le agregaran tres gotas de indicador universal. Mientras que se va encendiendo el mechero-

6. Con la lamina de aluminio formaremos su oxido. Esto lo haremos poniendo la lamina de aluminio en la cuchara de combustión y lo pondremos a calentar. En el proceso de calentamiento podremos saber que se formo el oxido cuando el aluminio se haya transformado en un polvo blanco. Este dióxido que se formo lo pondremos en el tubo de ensaye con el agua y el indicador. El color que se formara sera un verde un poco mas fuerte que el color del indicador en el agua, de lo que significa que es una sustancia neutra.

7. En otro tubo de ensayo se agregara lo mismo en cuestión de agua e indicador. Pero ahora hay que calentar el magnesio en la cuchara de combustión. En esta reacción el magnesio desprenderá una luz luminosa, consumiendo la lamina de magnesio, de lo cual el polvo que genere la luz del magnesio, se pondrá en el tubo de ensaye con el agua e indicador. El color que formara sera un azul-morado de lo que es una base fuerte.

8. Ahora se calentara el hierro en la cuchara de combustión, esperando a que el hierro se pongo de un color rojizo, cuando esto pase, se agregara en un tubo de ensaye con agua y con el indicador. El color que tornara sera un verde menta, de lo que es una base debil.

9. Casi finalizando, ahora calentaremos el zinc hasta formar su oxido,de lo que la misma forma de lo que paso con el hiero la oxidación se sabrá cuando la sustancia se ponga rojiza. Al agregarse el oxido de zinc con el agua y el indicador universal el color que dará sera un azul marino de lo cual es una base fuerte.

10. Volviendo con el vaso de precipitado volveremos a agregar 100 ml de agua e indicador universal. En este caso con la manguera y el tapón los pondremos en la boquilla de la botella de agua mineral, y el extremo de la manguera la reposaremos en el vaso de precipitado sumergida. La reacción que ocurrira es que habra un burbujeo en el interior del vaso del precipitado cambiando el color del agua a uno amarillo formando un ácido débil. A la sustancia que tiene la botella de agua mineral es ácido carbónico. 

11. Para finalizar la practica, en el matraz pondremos 100 ml de agua con indicador universal. Después pondremos a calentar con la cuchara de combustión el azufre (Único no metal que se tuvo que formar su oxido en la practica que formara un ácido). Nos daremos cuenta que el azufre forma su oxido al convertirse en un liquido soltando gas. Ese gas que se desprenderá en la cuchara de combustión, lo pondremos adentro del matraz sin tocar el agua con indicador. Al momento de meter  la cuchara de combustión, hay que dejarla reposar por un momento, hasta que pueda ser visible el gas dentro del matraz, al momento que sea visible el gas, se tapara el matraz con un trapo, al momento de taparlo moveremos el matraz de un lado a otro para que el gas se mezcle con el agua (El color que dará al principio sera un color amarillo de lo que significa que es un ácido débil, pero al seguirlo moviendo el color que realmente debe de dar es uno rojo de lo que se predomina que es un ácido fuerte. En caso que no haya un cambio de color rojo al moverlo por mucho tiempo, se tendrá calentar de nuevo la cuchara de combustión con el oxido de azufre y metarla otra vez en el matraz, y volverlo a mover hasta que haya el cambio de color rojo).     

Observaciones:

En cada una de las formaciones de una base que fueron la mayoría de las sustancias que se obtuvieron (metal + OH) se presento un color azul claro, azul fuerte o morado. En el cual fue en el caso de la reacción del sodio y el potasio en el cual hubo una reacción más visible; ya que el sodio comienza a recorrer la superficie del agua liberando hidrógeno e identificando que es una base muy fuerte (color morado claro); y el potasio comienza a hacer una reacción luminosa exotérmica, por lo que cuando termina de reaccionar se forma una base muy fuerte (color morado fuerte). Pero en la cuestión de formación de los ácidos (que solamente fue el azufre); la reacción que se obtuvo fue el desprendimiento de gas y la transformación del polvo en liquido,  finalmente este gas que se obtuvo al mezclarse con el agua en el momento de la agitación cambia de color amarillo a rojo, indicando es un ácido fuerte.

Análisis:

Las bases formadas en esta práctica se presentaron de color morado y azul de diferente tono. Del cual las reacciones fueron:

· Oxido de Magnesio+ agua+ indicador universal.Se presenta una sustancia azul-morado, indicado que es una base fuerte. (Hidróxido de Magnesio) Mg₂O + H2O--> Mg (OH)₂

· Oxido de calcio + agua+ indicador universal.Se presenta una sustancia verde azulado, indicado que es una base moderada. (Hidróxido de Calcio) Ca₂O+ H20--> Ca (OH)₂

· Oxido de Sodio + agua+ indicador universal.Se presenta una sustancia morado claro, indicado que es una base moderada. (Hidróxido de Calcio) Na₂O + H₂O-> Na(OH)

· Oxido de Potasio+ agua+ indicador universal.Se presenta una sustancia morado fuerte, indicado que es una base fuerte.(Hidróxido de Potasio) K₂O + H₂O-> K (OH) 

Pero en cambio también se formaron sustancias neutras como lo son en los casos de:

· Oxido de Zinc+ agua+ indicador universal.Se presenta de color azul marino, indicando que es una base fuerte. (Hidróxido de Zinc) ZnO + H₂O--> Zn(OH)₂

· Oxido de Aluminio+ agua+ indicador universal.Indicando que es una sustancia neutra, se presento en color verde. (Hidróxido de Aluminio) Al₂O₃+ H₂0+ --> AL(OH)₃

_.Oxido de Hierro+ agua+ indicador universal.Se presenta una sustancia verde menta, indicando que es una base debil. 

(Hidróxido de Hierro II) FeO+ H₂0+ --> Fe(OH)2                             

(Hidroxido de Hierro III) Fe₂O3 + H₂0+ --> Fe(OH)₃

También en esta práctica se vio formado uno de los ácidos mas fuertes:

· Oxido de Azufre + agua+ indicador universal= Se presenta una sustancia de color rojo v, indicado que es una ácido muy fuerte.

S₂O₃+ H₂O--> HSO_{2 (Acido de azufre III)}

S₂O₄+ H₂O--> H2SO_{3 (Acido de azufre IV)}

S₂O₆+ H₂O--> H₂SO_{4 (Acido de Azufre VI)}

· CO2 + agua+ indicador universal.Se presenta una sustancia amarilla, indicado que es un ácido débil. (Ácido carbonico)  CO₂+ H₂O--> H₂CO₃

Con estas afirmaciones se pudo comprobar que por medio de la unió de la unión de un “Metal +  OH = la formación de un oxido básico o un oxido de un metal; aparte de la obtención de ácidos por medio de la unión o reacción de “No metal + OH= la formación de un oxido ácido o de un anhídrido.

Conclusión:

Con la ayuda de esta práctica podemos ahora identificar y razonar las formaciones de sustancias ácidas  bases y/o neutras; pero también conocer las propiedades de cada una de estas sustancias ya sean ácidas, bases o neutras. Lo que concluyo que las bases se presentan en colores azules (de cualquier tono) y colores morados (de cualquier tono), de lo cual estas se forman con la oxidación de un metal y la iteraccion entre el agua, de lo que la misma forma sucede con los acido solamente que son óxidos no metálicos ; los ácidos se pueden presentar en colores rojos (de cualquier tono), amarillos (de cualquier tono)  o rosas (de cualquier tono); y finalmente que las sustancias neutras presentan un color verde (de cualquier tono). Hace que cada una de las sustancias obtenga nuevas propiedades gracias al OH y el indicador universal. 

Bibliográfia:

GUERRERO GUAYASAMIN. Quimica una version moderna.
                         Edit: Limusa S,A, de C.V., Mexico, 1991, 225-229 pp.