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UNAM Colegio de Ciencias y Humanidades Plantel Oriente Experimentos de QuĂ­mica


Contenido Sacando el diablo de la botella ...................................................................................... 4 Introducción.-.................................................................................................................. 4 Objetivo: .......................................................................................................................... 4 Desarrollo ........................................................................................................................ 4 Sacando el diablo de la botella ...................................................................................... 6 Introducción.-.................................................................................................................. 6 Objetivo: .......................................................................................................................... 6 Desarrollo ........................................................................................................................ 6 Consideraciones .............................................................................................................. 7 Síntesis del Agua ............................................................................................................. 9 Introducción .................................................................................................................. 10 Objetivo ......................................................................................................................... 10 Material ......................................................................................................................... 10 Procedimiento ............................................................................................................... 10 Densidad del gas de un encendedor ............................................................................ 11 Introducción:................................................................................................................. 11 Objetivos: ...................................................................................................................... 11 Material ......................................................................................................................... 11 Procedimiento ............................................................................................................... 11 Densidad del gas de un encendedor ............................................................................ 12 Introducción:................................................................................................................. 12 Objetivos: ...................................................................................................................... 12 Material ......................................................................................................................... 12 Procedimiento ............................................................................................................... 13 Consideraciones ............................................................................................................ 13


Sacando el diablo de la botella


Sacando el diablo de la botella (Versión Alumnos)

Introducción.El experimento tiene como finalidad desarrollar tu capacidad de observación, a través de un fenómeno que presenta muchas manifestaciones como son: visuales, auditivas y de tacto. Debes de poner mucha atención en el desarrollo del fenómeno, buscando encontrar sus causas y de que depende que se lleve a cabo en forma total o parcial.

Objetivo: Demostrar:  Fenómeno de combustión.  Desarrollar la capacidad de observación.  Establecimiento de Hipótesis y su comprobación de veracidad o falsedad.  Establecimiento y control de variables  Manipulación de un experimento.

Desarrollo El profesor presenta el fenómeno simplemente siguiendo las indicaciones: Parte A  Se toma una botella deshechable vacía de capacidad de 2 litros de refresco limpia.  Se agrega un poco de alcohol (aprox. 50 ml)  Se agregan tres clips  Se tapa la botella cuidando que quede bien cerrada  Se agita durante un lapso corto de tiempo (aprox. 15 a 30 seg)  Se coloca sobre una superficie plana.  En ese momento se le pregunta a los alumnos ¿qué sucederá si acercamos una flama a la boca de lo botella?  Se apuntan las hipótesis generadas por los alumnos.  Se destapa la botella y se acerca la flama de un encendedor, teniendo mucho cuidado de acercarla lateralmente para evitar una posible quemadura al presentarse la combustión.  Se les pide a los alumnos que expresen sus impresiones del fenómeno presentado y se les pide que busquen cuales son las causas de que se haya presentado de tal manera. Parte B  Se repite el procedimiento A, pero ya no se debe de agregar mas alcohol a la botella, pero se pide que ahora un alumno sea el que acerque la flama a la


botella. (teniendo cuidado de que no coloque la mano sobre la boca de la botella) Se repite varias veces este procedimiento y después se le deja que los alumnos en equipo de 5 a 6 integrantes lo realicen, realizando observaciones del fenómeno, para encontrar las variables que controlan el experimento, lo cual se manifestara porque pueden repetir el fenómeno en forma continua y llevándose a cabo en forma completa.


Sacando el diablo de la botella (Versión Profesores)

Introducción.El experimento tiene como finalidad desarrollar la capacidad de observación de los alumnos, a través de un fenómeno de combustión que presenta muchas manifestaciones como son: visuales, auditivas y de tacto. La atención del alumno es fijada por lo impresionante del fenómeno. Y a través de la manipulación del profesor, permite llevarlo a la contradicción, permitiendo que establezca hipótesis, que busque demostrarla, encontrar la causas de que el fenómeno se presenta, así mismo buscar controlar las variables que se presentan para poder hacer que el fenómeno se presente.

Objetivo: Demostrar:  Fenómeno de combustión.  Desarrollar la capacidad de observación.  Establecimiento de Hipótesis y su comprobación de veracidad o falsedad.  Establecimiento y control de variables  Manipulación de un experimento.

Desarrollo El profesor presenta el fenómeno sin explicarlo, aun cuando el alumno haga preguntas acerca del procedimiento, las siguientes indicaciones: Parte A  Se toma una botella deshechable vacía de capacidad de 2 litros de refresco limpia.  Se agrega un poco de alcohol (aprox. 50 ml)  Se agregan tres clips  Se tapa la botella cuidando que quede bien cerrada  Se agita durante un lapso corto de tiempo (aprox. 15 a 30 seg)  Se coloca sobre una superficie plana.  En ese momento se le pregunta a los alumnos ¿qué sucederá si acercamos una flama a la boca de lo botella?  Se apuntan las hipótesis generadas por los alumnos.  Se destapa la botella y se acerca la flama de un encendedor, teniendo mucho cuidado de acercarla lateralmente para evitar una posible quemadura al presentarse la combustión.  La combustión se presenta, apareciendo una flama de aproximadamente 50 cm, saliendo con gran velocidad, para después retroceder y terminar extinguiéndose en el centro de la botella.  Inmediatamente se tapa y se les entrega a los alumnos, para que hagan observaciones, normalmente los alumnos notan que se encuentra caliente y


hay un cambio ligero del alcohol. Un fenómeno que se presenta cuando se va enfriando la botella, es que se empieza a contraer que es algo muy perceptible.  Se les pide a los alumnos que expresen sus impresiones del fenómeno presentado y se les pide que busquen cuales son las causas de que se haya presentado de tal manera. Parte B  Se repite el procedimiento A, pero ya no se debe de agregar más alcohol a la botella, pero se pide que ahora un alumno sea el que acerque la flama a la botella. (teniendo cuidado de que no coloque la mano sobre la boca de la botella)- La combustión no se presenta y los alumnos se desconcierta –  Se les pide que observen la botella para que encuentren que es lo que ha cambiado, pero mientras esto sucede se afloja la tapa de la botella, buscando que los alumnos no se percaten de este hecho, y cada vez que se les muestra, se aprieta y se suelta la botella para que supuestamente la observen a contraluz con las lámparas del techo, buscando que vaya entrando aire a su interior, cuando se considere que ya tiene suficiente oxígeno se continua con el experimento.  Nuevamente se aprieta la tapa de la botella cuidando que quede bien cerrada  Se agita durante un lapso corto de tiempo (aprox. 15 a 30 seg)  Se coloca sobre una superficie plana.  Se destapa la botella y se acerca la flama de un encendedor, teniendo mucho cuidado de acercarla lateralmente para evitar una posible quemadura al presentarse la combustión.  Ahora nuevamente se presentara el fenómeno, lo cual desconcertara mas a los alumnos, motivándolos en la búsqueda de respuestas.  Se repite varias veces este procedimiento y después se le deja que los alumnos en equipo de 5 a 6 integrantes lo realicen, realizando observaciones del fenómeno, para encontrar las variables que controlan el experimento, lo cual se manifestara porque pueden repetir el fenómeno en forma continua y llevándose a cabo en forma completa.

Consideraciones Entre los puntos importantes que se deben de considerar son los siguientes:  Se debe de tener mucho cuidado con las flamas, debido a que alcanzan temperaturas muy altas, por lo cual, puede provocar quemaduras graves.  Se debe de permitir que los alumnos expresen sus ideas, cuestionándolos para que argumenten y defiendan sus opiniones, marcando aquellas que son hipótesis.  Cuando los alumnos logran controlar el fenómeno, al descubrir la importancia de la mezcla del alcohol con el oxígeno, se presenta el fenómeno de formación de una niebla de vapor dentro de la botella, la cual desaparece al presionar la botella (debe de encontrarse muy bien cerrada) y al soltarla se vuelve a presentar.  Una opción que se puede realizar es que ya encontrado el fenómeno, se puede pedirles que varíen el número de veces que renuevan el aire dentro de la botella y ver como afecta la combustión, para después variar las veces que agitan la botella y ver sus efectos.


Este experimento es el principio de la turbina que utilizan los aviones y puede ser mencionado a los alumnos para que aprecien la importancia del fen贸meno, se les puede ocurrir de colocar la botella en forma horizontal como una turbina, pero puede lanzar el alcohol encendido, si quiere realizar esta demostraci贸n antes de encender la botella, se vac铆a todo el alcohol de la botella y se enciende con un encendedor de antorcha, para evitar las quemaduras.


SĂ­ntesis del Agua


Síntesis del Agua Introducción La síntesis del agua es una actividad experimental que es muy atractiva para motivar a los alumnos en el estudio de la Química, sin embargo se tiene que tener mucho cuidado en preparar los reactivos (hidrógeno y Oxígeno), ya que en muchas ocasiones se presentan sustancia que interfiere con la reacción química. Es importante para el alumno poder comparar la reacción bajo diferentes combinaciones del Hidrógeno y del Oxígeno, para verificar su fórmula.

Objetivo  Demostrar que la fórmula del agua es H2O  Establecer una reacción química exotérmica

Material 1. 2. 3. 4.

Dos botellas deshechable de refresco de 2 litros Una botella deshechable de 650 ml de refresco por cada equipo Un encendedor Cuba hidroneumática

Procedimiento 1. Se procede a obtener el oxígeno e hidrógeno: H2O2  H2 + O2 Catalizada co Dióxido de Manganeso 2Al + 2NaOH + 2H2O  2NaAlO2 + 3H2 2. Se marcan las botellas de reacción de 650 ml con volúmenes de 100 ml, 200 ml y 300 ml. 3. Se llenan las botellas de reacción con agua y se invierte en cuba hidroneumática, y se procede a llenarlo con una mezcla de Hidrógeno y Oxígeno, según la siguiente tabla: Experimento 1 2 3

Hidrógeno 100 ml 200 ml 100 ml

Oxígeno 100 ml 100 ml 200 ml

Mezcla 300 ml 300 ml 300 ml

4. Se coloca la botella en una superficie horizontal, en un espacio abierto para evitar daños a los oídos, debido a la fuerza de la explosión, el alumno que acerca la flama a la botella debe de protegerse su oído 5. Comparar la explosiones de cada mezcla y decidir la que se llevo a cabo con mayor intensidad, que nos indicara la mezcla estequiométrica en la síntesis del agua que nos permitirá obtener su fórmula.


Densidad del gas de un encendedor Introducción: Una de los grandes problemas de la concepción de la materia discontinua es el estado gaseoso, debido a que es difícil percibir las distancias entre moléculas del estado líquido comparado con la del gaseoso. Este experimento busca establecer esta discontinuidad y poder tener una idea cercana a las distancias relativas entre las moléculas al momento de cambiar de estado Físico.

Objetivos: Medir el Volumen de la masa y volumen de un gas

Material       

Encendedor nuevo Probeta de 100 ml Balanza electrónica Cuba Hidroneumática Manguera para el encendedor Jeringa Hoja milimétrica

Procedimiento 1. Se quitan todas las piezas móviles del encendedor. 2. Se nivela el nivel del gas en estado líquido en el encendedor y con un objeto metálico marca sobre el plástico este nivel, cuidando que la marca se borre al manipular el encendedor durante el experimento. 3. Se coloca la manguera en la salida del gas. 4. Se pesa el encendedor con manguera 5. Se coloca la probeta en la cuba hidroneumática, para medir volúmenes de gases 6. Se coloca la salida de la manguera en la boca de la probeta dentro del agua, cuidando que no se moje el encendedor, para evitar errores en la pesada. 7. Se deja salir el gas abriendo la válvula del encendedor, jalando la manguera con cuidado para que no se suelte de la válvula, se suspende cuando se llegue a lo máximo de la probeta (100 ml). 8. Se pesa el encendedor para obtener la diferencia de peso, para obtener el peso del gas. 9. se repiten los pasos 5 al 7, sucesivamente hasta terminar con el gas del encendedor. 10. Al terminarse el gas, se procede a quitar la válvula del encendedor para inyectar agua en su interior, hasta alcanzar la marca inicial del gas en estado líquido, midiendo este volumen a través de agregar el agua con una jeringa graduada. 11. Finalmente se obtiene los totales de la masa y volumen, del gas. 12. En discusión grupal se establece que equipo obtuvo los mejores resultados a través de argumentaciones.


Densidad del gas de un encendedor Introducción: Una de los grandes problemas de los alumnos es la concepción de la materia discontinua en el estado gaseoso, debido a que es difícil para su nivel la concepción de las distancias entre moléculas cuando una sustancia cambia del estado líquido comparado con la del estado gaseoso, sin embargo, a través de este experimento permite al alumno sorprenderse de la cantidad de espacio que aumenta cuando cambia de estado, siendo un experimento sencillo de realizar por los alumnos. Una cualidad importante del experimento es la de precisión, ya que debido a las cantidades tan pequeñas de masa que corresponden al volumen de 100 ml de gas, los alumnos ponen a prueba su habilidad para medir el volumen y el peso, así mismo para el cuidado con que desarrollan el experimento. Las variaciones de masa en el experimento es de .1 a .2 g por cada 100 ml de gas, propiciando que el alumno altere los datos porque piensa que siempre deben de obtenerse los mismos resultados, siendo un gran reforzador para aquellos alumnos que manejan los datos obtenidos experimentalmente, obteniendo en la mayoría de los casos un resultado muy cercano. También se propicia que los alumnos autoevalúen su trabajo, al hacerlos que ellos mismo decidan, cual de los resultados es el mejor, argumentando a favor de sus equipos o en contra de los demás, pero se debe de controlar el respeto entre ellos y que los argumentos sean válidos. Finalmente se puede aprovechar para analizar algunos cuestionamientos que se presentan en el experimento.

Objetivos: Medir el Volumen de la masa y volumen de un gas Obtener la densidad de un gas Desarrollar la capacidad de argumentar y defender sus opiniones Reflexionar acerca de la importancia del comburente y combustible Establecer las diferencias de densidades entre el aire y el gas del encendedor.

Material       

Encendedor nuevo Probeta de 100 ml Balanza electrónica Cuba Hidroneumática Manguera para el encendedor Jeringa Hoja milimétrica


Procedimiento 1. Se les plantea a los alumnos que hagan una hipótesis acerca del volumen de gas se podrá obtener de un encendedor y debe de apuntarse para compararlos al final. 2. Se quitan todas las piezas móviles del encendedor. 3. Se nivela el nivel del gas en estado líquido en el encendedor y con un objeto metálico marca sobre el plástico este nivel, cuidando que la marca se borre al manipular el encendedor durante el experimento. 4. Se coloca la manguera en la salida del gas. 5. Se pesa el encendedor con manguera 6. Se coloca la probeta en la cuba hidroneumática, para medir volúmenes de gases 7. Se coloca la salida de la manguera en la boca de la probeta dentro del agua, cuidando que no se moje el encendedor, para evitar errores en la pesada. 8. Se deja salir el gas abriendo la válvula del encendedor, jalando la manguera con cuidado para que no se suelte de la válvula, se suspende cuando se llegue a lo máximo de la probeta (100 ml). 9. Se pesa el encendedor para obtener la diferencia de peso, para obtener el peso del gas. 10. se repiten los pasos 5 al 7, sucesivamente hasta terminar con el gas del encendedor. 11. Al terminarse el gas, se procede a quitar la válvula del encendedor para inyectar agua en su interior, hasta alcanzar la marca inicial del gas en estado líquido, midiendo este volumen a través de agregar el agua con una jeringa graduada. 12. Finalmente se obtiene los totales de la masa y volumen, del gas. 13. El profesor plantea a los estudiantes, ¿cual de los equipos ha obtenido los resultados más precisos? Desarrollando una discusión entre los integrantes de los equipos para argumentar para apoyar su trabajo o ver los defectos del trabajo de los demás equipos, cuidando que los argumentos sean fundamentados y con respeto, haciendo énfasis en aprender ha encontrar la verdad a través de la discusión. La comparación de los resultados de los diferentes equipos se debe de dirigir para que lleguen al concepto de volumen especifico o de densidad, lo cual normalmente sucede, ya que es la única manera que les permite establecer lo correcto o incorrecto de los resultados.

Consideraciones  La densidad del gas esta entre 1.7 g/litro y 1.8 g/litro  Cada 100 ml extraídos del encendedor, hace que su peso varíe en ocasiones .1 y en otras .2, solamente cuando el alumno es cuidadoso admite las variaciones que le permitirá sacar los valores reales de la densidad.  Cuando se obtiene el primer volumen de 100 ml de gas, se tapa la boca de la probeta, se invierte y se le cuestiona a los estudiantes ¿Qué sucederá cuando se acerque una flama a la probeta?, se les deja argumentar y se procede a acercar una flama a la probeta, no explotando, solamente se enciende y lentamente baja a través de la probeta hasta que la flama se extingue. Finalmente se les pide que traten de explicar porque sucedió esto.  Una experiencia adicional que se puede obtener, es encender la probeta e inclinarla con cuidado para vaciar el agua que tiene en el fondo la probeta,


pero al realizarlo, el gas sale con el agua debido a una mayor densidad que el aire, dando la apariencia de que el agua se está quemando, se les cuestiona: ¿El agua es un combustible?, ¿Por qué al salir el agua presenta una flama?  Una variación de la alternativa anterior, es vaciar la probeta sobre la cuba hidroneumática y después se acerca una flama a la cuba, pero cuidando de no meter las manos a la cuba, ya que la flama se esparce sobre toda la superficie del agua.  Finalmente se obtiene la masa del gas y su volumen, así mismo, la masa es la misma que cuando estaba en estado líquido y con el volumen medido con la jeringa graduada, obtenemos el volumen del líquido, por lo tanto podemos comparar sus densidades en ambos estados físicos, así como el espacio que ocupa.

Experimentos de Química I  

Experimentos para la adquisición de gases, combustión y fórmula del agua

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