Reloj De Yodo Al Arcoiris Químico 4x63

RELOJ DE YODO AL ARCOIRIS QUÍMICO

Paula García Gybram Llamas peralta María Paula Martínez Armando Kajib Tapia Meza Miguel Ángel Torres

Mayo de 2016 COLEGIO SAGRADO CORAZÓN DE JESÚS FERIA DE CIENCIAS XII EXPOSICION CIENTIFICA MANUEL ELKIN PATARROYO GRADO OCTAVO

DEDICATORIA

Nos complace dedicar este experimento a todos los docentes y estudiantes del Colegio Sagrado Corazón de Jesús de Turbaco, a nuestros padres y madres por su incondicional apoyo, a todas aquellas personas que facilitaron su dedicación para enseñarnos lo maravilloso de la ciencia como la fuente del conocimiento.

AGRADECIMIENTOS

Agradecemos todo el esfuerzo de nuestros padres de familia, nuestros docentes y familia corazonista, a todos y cada uno de los que hicieron posible este experimento, ¡¡¡¡muchas gracias¡¡¡

Abstrac

To motivate students in the study of chemistry, we present an experience that gets you noticed and can serve to introduce various concepts in the classroom. Chain consists of the reduction reaction of potassium iodate sodium bisulfite in the presence of water with other reaction in which solutions appear colored pH indicator medium rising from acidic to basic. In seven beakers containing a colorless liquid, another also colorless solution is added. The content of the glasses is changing abruptly and on to blueblack. By adding a third dissolution cups, equally colorless, it disappears the dark color and appear the seven colors of the rainbow producing a striking result. Palabras clave: Experimentos de química, ácido-base, reacciones redox, indicadores, ciencia recreativa, reloj de yodo, arco iris químico.

Tabla de contenido INTRODUCCIÓN................................................................................................ ........................ 6 OBJETIVOS........................................................................................................ ........................ 7 OBJETIVO GENERAL: ........................................................................................................ ... 7 OBJETIVOS ESPECIFICOS:.................................................................................................... 7 JUSTIFICACIÓN.................................................................................................. ....................... 8 MARCO TEÓRICO .......................................................................................................... ........... 9 PH o potencial hidrógeno ...................................................................................................... 9 Escala del PH .................................................................................................................... ....... 9 Ácidos .............................................................................................................. ....................... 9 Álcalis o Sales................................................................................................................. ....... 10 Bisulfito De Sodio ............................................................................................................... ... 10 yoduro de potasio ............................................................................................................ ... 10 Hidróxido de Sodio. .............................................................................................................. .. 10 Propiedades físicas............................................................................................................... ... 10 MATERIALES UTILIZADOS.................................................................................................... 12 MARCO METODOLÓGICO............................................................................................... ....... 13 Preparación de reactivos.......................................................................................................... 13 Preparación de indicadores...................................................................................................... 13 CONCLUSIÓNES................................................................................................ ...................... 15 BIBLIOGRAFÍA................................................................................................... ..................... 16

INTRODUCCIÓN Para introducir la diferencia entre sustancias ácidas y básicas se pueden realizar experiencias en las que se emplean distintos indicadores químicos. Los indicadores tienen la ventaja de ser sustancias que producen reacciones muy vistosas y coloridas que se pueden emplear como pretexto para la introducción de conceptos abstractos como puede ser el de PH.

El concepto de “ácido” suele ser conocido porque todos hemos experimentado alguna vez el sabor de sustancias ácidas como el jugo de limón, aunque a veces se suele relacionar con sustancias corrosivas o peligrosas. Las disoluciones “neutras” muchos las suelen asociar a sustancias inocuas o “naturales”.

La idea que se suele tener sobre el pH suele ser confusa y muchas veces equivocada. Una parte de la culpa la tienen los medios de comunicación, donde se habla del PH como un tecnicismo, presentándose productos con PH 5,5 como el PH “natural” para hacer ver que hay mucha ciencia detrás de ellos. Otra parte la tenemos los profesores como consecuencia del excesivo enfoque matemático en el que se incurre con frecuencia, presentando el PH como una mera fórmula: PH = –log [H3O+].

El PH es una magnitud cuantitativa, un valor numérico; es decir, las disoluciones no tienen pH ácidos, básicos o neutros sino que las disoluciones con valores del pH > 7 son básicas, las que tienen valores del PH < 7 son ácidas y para una disolución neutra o para el agua pura, a 25 ºC, el pH = 7.

En el Centro Principia normalmente se presenta a los alumnos y al público de Principia en general, la experiencia del “arcoíris químico” de forma

recreativa. Se muestran dos jarras: una de ellas con agua “normal” y la otra con “agua del arcoíris”. Al añadir agua de la primera de ellas a las copas “vacías” no ocurre nada extraño y el agua permanece incolora, pero al añadir “agua del arcoíris” comienzan a aparecer colores como se aprecia en la figura, con lo que se crea un conflicto entre la explicación que se les está dando (agua del arcoíris) y lo que observan. De esta manera las preguntas surgen de manera espontánea y, dependiendo del nivel de los alumnos, se puede hablar en mayor o menor profundidad de los conceptos de ácido, base, neutralización y pH, y cómo pueden afectar a las reacciones químicas.

OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL: Presentar una experiencia donde se muestre el comportamiento químico de las sustancias y compuestos, la forma cómo influyen determinados agente en la velocidad de reacción, a través de la transformación del yodato de potasio en su reducción con bisulfito de sodio en presencia de solución acuosa para detectar la formación de yodo líder y después el cambio de coloración que tiene cuando se cambia el PH. A través de una alcalización con hidróxido de sodio diluido. OBJETIVOS ESPECIFICOS: a) Realizar el montaje de la experiencia de tal forma que pueda observarse los cambios que suceden en las sustancias.

b) Diseñar la forma de presentar la variación de colores que sufren los cambios de PH con una sustancia alcalinizante.

JUSTIFICACIÓN Este experimento se realiza para para comprobar la reacción ácidos y bases para determinar el PH, considerando los valores referenciales que se determinan mediante las reacciones químicas entre elementos. Es por ello que intentaremos mostrar cómo la Química como una de las ramas de la ciencia, nos da la posibilidad de conocer reacciones cuando se juntan reactivos con otras sustancias de PH variado en la escala de colores. Presentar estos tipos de expresiones en este presente trabajo que garantiza la curiosidad del alumno por la ciencia, y favorece al auge por estas disciplinas.

MARCO TEÓRICO Para entender el experimento se hace necesario definir algunos términos que no ayudaran a entender el por qué se producen las reacciones químicas que generan los colores del arco iris en las copas que utilizamos como muestras o indicadores. El PH o potencial hidrógeno El pH es una medida de acidez o alcalinidad de una disolución. El pH indica la concentración de iones hidrogeno [H]+ presentes en determinadas disoluciones.2 La sigla significa: potencial hidrógeno o potencial de hidrogeniones (pondus hydrogenii o potencia hydrogenii; del latín pondus, n. = peso; potencia, f. = potencia; hydrogenium, n. =hidrógeno). Este término fue acuñado por el bioquímico danés S. P. L. Sørensen (1868- 1939), quien lo definió en 1909 como el opuesto del logaritmo en base 10 o el logaritmo negativo, de la actividad de los iones hidrógeno.

Ácidos Un ácido (del latín acidus, que significa agrio) es considerado tradicionalmente como cualquier compuesto químico que, cuando se disuelve en agua, produce una solución con una actividad de catión hidronio

mayor que el agua pura, esto es, un pH menor que 7. Esto se aproxima a la definición moderna de Johannes Nicolaus Brønsted y Thomas Martin Lowry, quienes definieron independientemente un ácido como un compuesto que dona un catión hidrógeno (H+) a otro compuesto (denominado base). Algunos ejemplos comunes son el ácido acético (en el vinagre), el ácido clorhídrico (en el Salfumant y los jugos gástricos), el ácido acetilsalicílico (en la aspirina), o el ácido sulfúrico (usado en baterías de automóvil), Los sistemas ácido/base se diferencian de las reacciones redox en que, en estas últimas hay un cambio en el estado de oxidación. Los ácidos pueden existir en forma de sólidos, líquidos o gases, dependiendo de la temperatura y también pueden existir como sustancias puras o en solución. Álcalis o Sales En Química. Nombre genérico de los óxidos, cuyos efectos son opuestos a los de los ácidos; fermentan con ellos y los neutralizan, mudan en verde los colores azules vegetales, y son de un sabor acre, urinoso y cáustico. Bisulfito De Sodio Es una solución química cuya concentración media es del 26 %, expresada como SO2, y su fórmula es NaHSO3. Se trata de un compuesto inestable que al reaccionar con el oxígeno se convierte en sulfato de sodio. También es conocido como Sulfito ácido de sodio, Sal monosódica de ácido sulfuroso o Hidrógeno sulfito sódico. El yoduro de potasio Es una sal cristalina de fórmula KIO3, usada en fotografía y tratamiento por radiación. Al ser menos higroscópica que el yoduro de sodio, es más utilizada como fuente de ion yoduro.

Hidróxido de Sodio. Su fórmula química es (NaOH), también conocido como sosa cáustica es un sólido blanco cristalino sin olor que absorbe humedad del aire (higroscópico). El hidróxido de sodio es muy corrosivo, generalmente se usa en forma sólida o como una solución de 50%. Es usado en la industria (principalmente como una base química) en la fabricación de papel, tejidos, y detergente.

Propiedades físicas A temperatura ambiente, el hidróxido de sodio es un sólido blanco cristalino sin olor que absorbe humedad del aire (higroscópico). Es una sustancia manufacturada. Cuando se disuelve en agua o se neutraliza con un ácido libera una gran cantidad de calor que puede ser suficiente como para encender materiales combustibles. El hidróxido de sodio es muy corrosivo. Generalmente se usa en forma sólida o como una solución de 50%.

MATERIALES UTILIZADOS 1. Siete (7) Copas de vidrio. 2. Tres (3) Jaras de vidrio. 3. Una (1) onza de Yodato Potásico (KIO3) 4. Una (1) onza de Sulfito Sódico (H2SO4) 5. Una (1) onza de hidróxido de sodio (NaOH) (Soda cáustica) 6. Agua Destilada. 7. Alcohol al 96% 8. Fenolftaleína: 1 gramo 9. Timolftaleína: 0,1 gramos 10. P-nitrofenol: 2 gramos

MARCO METODOLÓGICO Preparación de reactivos Se preparan las siguientes disoluciones: Disolución A: Disolver 6.42 g de KIO3 y añadir agua destilada hasta 1 litro. Disolución B: Disolver 3.1 g de H2SO4 en agua destilada hasta 1 litro. Conviene disolver antes el almidón en un poco de agua caliente. También se pueden utilizar 5.75 ml de disolución de NaHSO3 al 40 % (presentación comercial 5M) en lugar de los 3.1 g de sólido. Disolución C: Disolver 2 g de NaOH y añadir agua destilada hasta 1 litro. Se dispone de tres jarras de agua transparentes de un litro: una de ellas llena de agua (no importa si es del grifo) y la otra con una disolución de hidróxido de sodio (NaOH) 0,05 M (10 g en 5 litros) y siete copas o vasos transparentes en los que se vierten varias gotas de indicadores preparados como se indica a continuación: Preparación de indicadores Se parte de tres disoluciones de indicadores que se preparan del siguiente modo:  Fenolftaleína: 1 gramo + 60 ml de alcohol 96º + 40 ml agua destilada  Timolftaleína: 0,1 gramos + 60 ml de alcohol 96º + 40 ml agua destilada  P-nitrofenol: 2 gramos + 60 ml de alcohol 96º + 40 ml agua destilada Para obtener los diferentes colores, se mezclan estas disoluciones de los indicadores en las proporciones (expresadas en volúmenes) que se indican a continuación: ROJO: 5 fenolf/ 2 nitrof

 NARANJA: 1 fenolf/ 7 nitrof  AMARILLO: nitrofenol  VERDE: 3 timolf/ 5 nitrof  AZUL: timolftaleína  AÑIL: 1 fenolf/ 1 timolf  VIOLETA: fenolftaleína Una vez preparadas las disoluciones se colocan las siete copas y se añaden las cantidades que se muestran en el siguiente esquema: 1ª 1 ml de rojo + 2 gotas de H2SO42,5M

2ª

3ª

4ª

1 ml de naranja + 2 2 gotas de amarillo + 1 ml de verde + 2 gotas de 2 gotas de gotas de H2SO42,5M H2SO42,5M H2SO42,5M

5ª 1 ml de azul

6ª

7ª

1 ml 5 gotas de de violeta añil

Se añade a cada copa unos 100 ml de agua (media copa) de la primera jarra (no aparece color en ninguna) y a continuación otros 100 ml de la segunda, que contiene la disolución de NaOH 0,05 M (aparecen los “colores del arcoíris” como se muestra en la fig 1). Esta experiencia suele tener gran aceptación ya que es muy vistosa por los colores que aparecen. La solemos presentar sin explicar que se trata de reacciones químicas, de manera que sean los propios alumnos los que nos pregunten por lo que ocurre realmente, con lo que es más fácil introducir los conceptos de reacción y pH ya que están muy motivados CONCLUSIONES 1. Este experimento nos ayudó a comprender las reacciones que se dan al mezclar los ácidos y álcalis frente a los indicadores y los reactivos 2. Los reactivos químicos nos ayudan a diferenciar los ácidos de las sales sin necesidad de utilizar nuestros sentidos dado que si los utilizamos podemos correr riesgos en nuestra salud. 3. Las reacciones químicas nos pueden generar vistosos colores que generan impacto a la vista de los seres humanos

BIBLIOGRAFÍA Página web: http://clickmica.fundaciondescubre.es/recursos/unidadesdidacticas/33-unidadesdidacticas/254-reaccion-del-arcoiris-quimico https://www.youtube.com/watch?v=-F2-8w-7_GY#t=33 https://www.google.com.co/#q=el+ph+ https://es.wikipedia.org/wiki/ %C3%81cido http://www.sulfur.com.ar/bisulfitodesodio.htm https://es.wikipedia.org/wiki/Yoduro_de_potasio