PRACTICA  No. 3

 OBTENCIÓN Y PROPIEDADES DEL OXÍGENO, INTRODUCCIÓN A LA   CATÁLISIS Y A LA ESTEQUIOMETRÍA.

INTRODUCCION

            El oxígeno es el elemento más abundante en la naturaleza. Se encuentra en estado libre en el aire en una proporción en volumen del 21% . La mayor parte del Oxígeno se encuentra en forma de compuestos, sobre todo agua, óxidos, silicatos y carbonatos. De los compuestos en los que se encuentra de manera natural la mayoría son muy estables químicamente, por lo que no es posible utilizarlos todos para su preparación. Existen distintos procesos que se utilizan para prepararlo,  utilizando el aire como materia prima se utiliza la Destilación Fraccionada del aire líquido, permitiendo separar y obtener Oxígeno, Nitrógeno , Bióxido de Carbono y Gases nobles. El otro proceso es la Electrólisis del Agua que permite obtener Oxígeno en cantidades menores pero de mayor pureza. Finalmente tenemos la descomposición por el calentamiento de sus compuestos, donde podemos apreciar que aparte del Oxido de Mercurio donde se puede apreciar el desprendimiento considerable de oxígeno, el resto de sus compuestos son tan estables que aún por encima de su punto de fusión no se observa descomposición. El Clorato de Potasio al calentarse a elevadas temperaturas si se descompone desprendiendo una gran cantidad de Oxígeno por lo que es necesario mezclarlo con Bióxido de Manganeso para que la descomposición de este compuesto se lleve a menor temperatura.

OBJETIVOS:

1.- Identificar el concepto de catálisis.

2.- Conocer algunos de los métodos empleados en el laboratorio para la obtención del oxígeno.

3.- Observar algunas propiedades físicas y químicas de éste elemento y reconocer su presencia.

4.- Determinar la composición porcentual del Oxígeno en el Clorato de Potasio.

5.- Investigar la Estequiometría de la reacción.

6.- Ilustrar una reacción de la descomposición térmica.

PROCEDIMIENTO PRELIMINAR

1.-Tome 5 tubos de ensayo de 18 x 100 y numérelos del 1 al 5.

2.- Agregue 0.5 g de Oxido de Calcio al No. 1, 0.5 g de Oxido de Mercurio al No. 2, 0.5 de Bióxido de Manganeso al No. 3, 0.5 g de Carbonato de Calcio al No. 4 y Finalmente al No. 5 agregue 0.5 g de Clorato de Potasio.

3.-Sujete el tubo No. 1 a un soporte universal mediante unas pinzas múltiples en forma vertical y colóquele un tapón monohoradado, conectándole un tubo de desprendimiento dirigido a una cuba hidroneumática llena de agua.

4.-Coloque en la boca del tubo de desprendimiento un tubo de ensayo invertido y lleno de agua.

5.-Caliente lentamente el tubo de ensayo No. 1 y observe si  hay desprendimiento.

6.-Si el tubo que se encuentra invertido en la cuba desplaza la totalidad del agua, reemplácelo por otro y continúe calentando.

7.-Repita los pasos 5 y 6 con los tubos restantes, observe y anote.

8.-Para comprobar si lo obtenido es oxígeno, coloque una astilla en ignición en el tubo de ensayo que se halla llenado, anote  lo observado.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

I.- CATÁLISIS.

1.- Coloque en dos tubos de ensayo 1 gramo de Clorato de Potasio  A uno de ellos agréguele 0.3 gr. de Dióxido de Manganeso y mézclelos bien.

2.- Sostenga los tubos de ensayo con pinzas como se muestra en la figura 1 y caliéntelos con la misma intensidad.

3.- Para comprobar la presencia de Oxígeno, ensaye los tubos de forma alterna con una astilla de madera; déjelo arder un momento y apague la llama, de tal manera que permanezca en punto de ignición; acerque la astilla a la boca de cada tubo, registre sus observaciones.

II.- PREPARACIÓN DE OXIGENO.

1.- En un tubo de ensayo limpio y seco (previamente pesado) agregue 4 gr. de Clorato de Potasio puro y seco, pese de nuevo y anote los pesos como peso 1 y peso 2.

2.- Agregue al tubo 0.5 gr. de Bióxido de Manganeso y pese de nuevo tomándolo como peso 3. Anote los tres pesos. Coloque un tapón de caucho monohoradado y un tubo de desprendimiento como se aprecia en la figura 2.(Anexo)

3.-  Llene la cuba hidroneumática hasta 2/3 partes de su volumen y coloque dentro de ella dos frascos de boca ancha llenos de agua e invertidos.

4.- Encienda el mechero y caliente el tubo con la mezcla, coloca en el extremo del tubo de desprendimiento el primer frasco y recoja el Oxígeno que burbujea, una vez lleno se retira y se tapa. Coloque el frasco 2 en el extremo del tubo de desprendimiento y realice la misma operación. Observe y registre las propiedades que pueda apreciar.

5.- Cuando haya disminuido el desprendimiento de burbujas caliéntese con mas intensidad pero lentamente, con precaución retire el tubo de desprendimiento del agua antes de suspender el calentamiento de la mezcla. Pese de nuevo el tubo, una vez que se enfríe y anótelo como peso 4.

6.- El residuo se recoge en un papel filtro y se envía a confinamiento.

RESULTADOS

1.- CATÁLISIS

a).- En cuál tubo se libera primero el Oxígeno? ______ . Como sucede? _______________

________. Porqué sucede así.

2.- PREPARACIÓN DE OXIGENO

a).- Peso del tubo de ensayo vacío............................ ______ gr.

b).- Peso del tubo de ensayo + KClO3...................... ______ gr.

c).- Peso del tubo de ensayo + KClO3 +MnO2 ......... ______ gr.

d).- Peso del tubo de ensayo + el residuo ................ ______  gr.

e).- Peso del residuo .................................................. ______ gr.

                        MATERIAL                                                  REACTIVOS

8 Tubos de ensayo de 18x100 con tapón                             Clorato de Potasio

2 Matraces Erlenmeyer de 250 ml. con tapón                      Oxido de Mercurio

Un soporte universal                                                             Carbonato de Calcio

Un mechero de Bunsen                                                         Bióxido de Manganeso

1 Pinzas múltiples                                                               Oxido de Calcio

1 Probeta de 50 ml.

1 Tubo de desprendimiento

1 Cuba

1 Balanza

 CUESTIONARIO

1.- Que se entiende por catalizador?

2.- Cuál es el catalizador en ésta práctica?

3.- Según la cantidad de KClO3 utilizada, cuántos ml. De Oxígeno esperaría obtener?

4.- Cuál es el color y olor del Oxígeno?

5.- Es soluble el Oxígeno en agua?

6.- Porque hay que retirar el tubo de desprendimiento antes de suspender el calentamiento?

7.- Investigue un método industrial para producir Oxígeno.

8.- Describa los principales usos del Oxígeno.