jueves, 19 de marzo de 2009

Práctica 2.2: "Análisis de la velocidad de la reacción de decoloración del permangonato potásico"

1.- INTRODUCCIÓN
Titulo de la práctica: "Análisis de la velocidad de la reacción de decoloración del permanganato potásico"
Autor: Gabriela Bermejo Bienias
Fecha de realización de la práctica: Jueves 22 de Enero de 2009
Descripción general inicial de la práctica:
El objetivo principal de esta práctica es observar como afectan diferentes factores en la velocidad de reacción de varios reactivos.

2.- RESUMEN TEÓRICO
Esta práctica se basa en la teoría de las colisiones de Lewis que afirma que "para que ocurra un cambio químico es encesario que las moléculas de la sustancia o sustancias iniciales entren en contacto mediante una colisión o choque". Este debe ser eficaz, es decir, debe cumplir que el choque genere la suficiente energía para romper los enlaces entre los átomos y que el choque se realice con la orientación adecuada para formar la nueva molécula.
Además de esto se deben tener en cuenta la velocidad de una reacción química, es decir, la cantidad de reactivos que se transforman o productos que se forman por unidad de tiempo. Esta velocidad de reacción puede modificarse dependiendo de los factores externos que influyan en nuestra reacción. Estos pueden ser 5:
a) Naturaleza de las sustancias reactivas: Dependiendo de los reactivos la velocidad varia.
b) Temperatura: Debido a la teoría cinético molecular, a mayor temperatura mayor velocidad de movimiento de partículas y por tanto, mayor número de choque eficaces.
c) Concentración: Al aumentar la concentración de los reactivos aumenta la velocidad de reacción.
d) Superficie de contacto: Estado de los reacticos (sólido, líquido o gaseoso)
e) Catalizadores: Son sustancias que aumentan la velocidad de una reacción sin consumirse en el proceso, es decir, tras la reacción pueden ser separados.

3.- DESCRIPCIÓN DE LA PRÁCTICA
Objetivos:
Comprobar como la velocidad de una reacción varia dependiendo de diversos factores (temperatura, catalizadores, concentración...)

Materiales:
Soporte metálico.
Aro con nuez.
Vaso de precipitados de 400 ml.
Probeta de 100 ml.
Erlenmeyer de 250 ml.
Embudo de vidrio.
Varilla de vidrio agitadora.
Cronómetro.
Termómetro.

Reactivos:
Permanganato potásico.
Oxalato sódico.
Sulfato ferroso.
Agua destilada.
Cloruro de manganeso (II).

Proceso experimental:


1) Estudio de la influencia de la naturaleza de los ractivos en la velocidad de la reacción.
Empezaremos con la preparación de tres disoluciones:
- Disolución diluida de 80 ml de oxalato de sodio.
- Disolución diluida de 20 m de sulfato ferroso.
- Disolución muy diluida de 80 ml de permanganato potásico.
->Como se puede observar hemos preparado mayor cantidad de disolución de oxalato de sodio y de permanganato potásico, esto se debe a que más tarde utilizaremos la cantidad sobrante de esta reacción para distintos estudios.
A continuación, añadimos 10 ml de la disolución de permanganato en dos tubos de ensayo. Tras esto añadimos, a la vez, 10 ml de oxalato sódico en un tubo y otros 10 ml de sulfato ferroso en el otro. Calculamos el tiempo que tarda en producirse la reacción, es decir, el tiempo que tarda en decolorarse la disolución.

2) Estudio de la influencia de la temperatura en la velocidad de los reactivos.
Para este segundo estudio, usaremos las disoluciones creadas anteriormente de permanganato y oxalato. Primero, añadimos 10 ml de cada uno de los reactivos en dos tubos de ensayo. Tras esto, calentamos al baño maría ambas disoluciones y cuando lleguen a a una temperatura de aproximadamente 35ºC, mezclamos ambos reactivos y calculamos el tiempo que tarda en ocurrir la reacción.

3) Estudio de la influencia de un catalizador en la velocidad de los reactivos.
Para este segundo estudio haremos uso de un catalizador, en este caso, Cloruro de Manganeso (II) (MnCl2).
Usaremos de nuevo las disoluciones de permanganato y oxalato creadas al principio del estudio y vertiremos 10 ml de cada uno en dos tubos de ensayo. A continuación, preparamos una disolución concentrada de cloruro.
Por último, unimos las tres disoluciones, observando y calculando la velocidad de reacción de las dos sustancias con la influencia del catalizador.

4) Estudio de la influencia de la concentración de los reactivos.
En este último estudio analizaremos como actúa la concentración de los reactivos en la velocidad de la reacción.
Para ello, la disolución de permanganato permanecerá igual, y modificaremos la disolución de oxalato, en la cual añadiremos tres veces mas de soluto.
Finalmente, añadimos la disolución de oxalato (concentrada) en la disolución de permanganato y calculamos la velocidad de reacción.


4.- DESCRIPCIÓN Y ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS
1) Estudio de la influencia de la naturaleza de los reactivos en la velocidad de la reacción.
En este primer estudio, observamos como la disolución de sulfato ferroso reacciona rápidamente con la disolución de permanganato (20 segundos aproximadamente). Por el contrario, la disolución de oxalato actúa tras casi una hora después de juntar las dos disoluciones.

2) Estudio de la influencia de la temperatura en la velocidad de los reactivos.
En este segundo estudio, hemos comprobado claramente la influencia de la temperatura en la velocidad de la reacción química. Al mezclar el permanganato a 35ºC con el oxalato, también a esta temperatura, la velocidad de la reacción a aumentado notablemente respecto a la reacción creada anteriormente donde la temperatura era, temperatura ambiente.
Para explicar esto, nos basamos en la teoría cinético-molecular, la cual, nos explica, que el aumento de temperatura en una materia hace que sus partículas se muevan con mayor rapidez.


3) Estudio de la influencia de un catalizador en la velocidad de los reactivos.
En este tercer estudio hemos hecho uso del catalizador de Cloruro de Manganeso (II). Tras haberlo añadido, hemos comprobado sin dificultad, como este aumentaba la velocidad de reacción notablemente, ya que esto ha sucedido casi instantáneamente. Además, cabe destacar que los catalizadores no funcionan como reactivos de la reacción, sino que únicamente aumentan la velocidad, por lo cual, tras el proceso, pueden ser separados.

4) Estudio de la influencia de la concentración de los reactivos.
Por último, hemos comprobado que al aumentar tres veces la concentración de oxalato, este a aumentado la velocidad de reacción y ha tardado poco tiempo en producirse (mas o menos 30 segundos). Esto se debe al choque de partículas.


5.- RESPUESTA DE LAS CUESTIONES
¿Que factor ha sido, apoyándote en los resultados experimentales, más influyente?

El factor más influyente ha sido claramente el uso del catalizador, que nada más entrar en contacto con el compuesto lo ha decolorado rápidamente. Tras este, también podemos considerar bastante influyente la concentración de reactivos.
Por último, el menos influyente ha sido la temperatura que a actuado con bastante lentitud en la decoloración.

¿Consideras que si se usasen todos los factores de manera conjunta (mayor concentración, mayor temperatura y presencia de un catalizador adecuado) se produciría un resultado mejor que usando solo uno de los factores?
Creo que al usar los factores de manera conjunta la velocidad aumentaría ya que cada uno aportaría un grado de velocidad. Aunque también debo destacar que cuando utilizamos solamente el catalizador, este actuó de manera instantánea, por lo cuál, no hubiera hecho falta el uso de los otros factores (temperatura y concentración).

6.- CONCLUSIÓN
Los resultados obtenidos en la práctica coinciden con las expectativas teóricas. Hemos comprobado como actúa la velocidad de una reacción con diversos factores.

Práctica 2.1: "Lluvia de oro"

1.- INTRODUCCIÓN
Titulo de la práctica: "Lluvia de oro"
Autor: Gabriela Bermejo Bienias
Fecha de realización de la práctica: Jueves 22 de Enero de 2009
Descripción general inicial de la práctica: El objetivo principal de esta práctica es observar el proceso de precipitación y el fenómeno de cristalización (Lluvia de oro).


2.- RESUMEN TEÓRICO
Esta práctica se basa en la teoría de las colisiones de Lewis que afirma que "para que ocurra un cambio químico es encesario que las moléculas de la sustancia o sustancias iniciales entren en contacto mediante una colisión o choque". Este debe ser eficaz, es decir, debe cumplir que el choque genere la suficiente energía para romper los enlaces entre los átomos y que el choque se realice con la orientación adecuada para formar la nueva molécula.
Además de esto se deben tener en cuenta la velocidad de una reacción química, es decir, la cantidad de reactivos que se transforman o productos que se forman por unidad de tiempo. Esta velocidad de reacción puede modificarse dependiendo de los factores externos que influyan en nuestra reacción. Estos pueden ser 5:
a) Naturaleza de las sustancias reactivas: Dependiendo de los reactivos la velocidad varia.
b) Temperatura: Debido a la teoría cinético molecular, a mayor temperatura mayor velocidad de movimiento de partículas y por tanto, mayor número de choque eficaces.
c) Concentración: Al aumentar la concentración de los reactivos aumenta la velocidad de reacción.
d) Superficie de contacto: Estado de los reacticos (sólido, líquido o gaseoso)
e) Catalizadores: Son sustancias que aumentan la velocidad de una reacción sin consumirse en el proceso, es decir, tras la reacción pueden ser separados.

3.- DESCRIPCIÓN DE LA PRÁCTICA
Objetivos:
Observar una reacción de precipitación.
Comprobar que la solubilidad de las sustancias varía con la temperatura.
Observar el fenómeno de cristalización.


Materiales:
Soporte metálico.
Aro con nuez.
Vaso de precipitados de 400 ml.
Probeta de 100 ml.
Erlenmeyer de 250 ml.
Embudo de vidrio.
Varilla de vidrio agitadora.

Reactivos:
Nitrato de plomo.
Ioduro potásico.
Agua destilada.


Proceso experimental:
Lo primero es preparar dos disoluciones, una de 40ml de nitrato de plomo (II)(dulida) y la otra de 80ml de ioduro potásico.
Tras esto vertimos la segunda disolución (ioduro potásico) sobre la primera, nitrato de plomo (II) y podemos observar como dos disoluciones en estado líquido e incoloras las dos, reaccionan dando lugar a un compuesto sólido y de color amarillo, llamado ioduro de plomo (II).

Montamos el dispositivo experimental sobre el cual colocaremos nuestro compuesto con el objetivo de calentarlo para que se disuelvan todos los compuestos. Cuando esto suceda, enfriaremos la disolución al baño Maria y la vertiremos en una probeta donde se puede conseguir el siguiente efecto.
4.- DESCRIPCIÓN Y ANALISIS DE LOS RESULTADOS
El nitrato de plomo (II) y el ioduro potásico que son dos sustancias incoloras en estado líquido han reaccionado dando lugar a un compuesto de color amarillo y en estado sólido. Al calentar y enfriar este compuesto obtenemos una bonito efecto que consiste en un precipitado.


5.- RESPUESTA DE LAS CUESTIONES: ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS

a) ¿Qué siginifica el término precipitado?¿Y cristalización?

Se define precipitado como materia sólida producida por el efecto de una reacción química. A este proceso se le denomina precipitación.
La cristalización es el proceso por el cual se forma un sólido cristalino, ya sea a partir de un gas, un líquido o una disolución. En nuestra reacción, la cristalización se dió a partir de una disolución.


b) ¿Por qué se añade el doble del volumen de ioduro potásico que de nitrato de plomo(II)?
Se le añade el doble de yoduro potásico debido al ajuste de la reacción. Es decir, en toda reacción debe cumplirse que la suma de la masa de los reactivos tiene que ser igual a la de los productos.

nitrato de plomo (II) + ioduro de potásico = ioduro de plomo (II) + nitrato potásico
Pb (NO3)2 + 2 KI -> PbI2 + 2 KNO3

c) Cuando se deja enfriar el producto de la reacción ¿qué se observa?
Observamos como se produce el proceso de cristalización del producto. Lo llamamos "Lluvia de oro"

d) ¿Por qué precipita el yoduro de plomo (II) al enfriarse la reacción?
La precipitación del yoduro de plomo (II) se debe a que el compuesto a sido calentado y tras esto enfriado, por tanto, cuando los residuos estaban disolviéndose (debido al calor), se enfrían, volviendo de nuevo al estado sólido y creando así la cristalización.

e) ¿Cómo calificarías la velocidad en la que se produce la reacción química inicial?
La velocidad de esta reacción es inmediata, es decir, sucede en el momento en el que los dos reactivos entran en contacto.

f) ¿Cómo consideras que es posible que al reaccionar dos compuestos incoloros generen un producto de cualquier color?
Es posible ya que, al producirse una reacción las moléculas se rompen y se unen con otros átomos crean así moléculas totalmente diferentes que pueden obtener una color y estado distinto.

6.- CONCLUSIÓN
Los resultados obtenidos coinciden con los esperados según las expectativas teóricas. Hemos comprobado un proceso de precipitación y cristalización consiguiendo la llamada "Lluvia de oro"

miércoles, 7 de enero de 2009

ACTIVIDAD FINAL - WEBQUEST: DESTRUYENDO EL NÚCLEO DE LA MATERIA

Te sientes responsable por haber sido, de modo indirecto, participe de uno de los momentos más terribles que describen la Historia de la Humanidad. Reflexiona sobre tus pensamientos:

1.) Durante tu colaboración con el proyecto Manhattan:
Al principio no me consideraba culpable, simplemente un físico que queria avanzar profesionalmente en lo que era y lo que habia llegado a ser ya... y esta era sin duda la mejor oportunidad que tenía para centrarme en lo que realmente a mi me gustaba, adentrandome sin darme cuenta en algo que realmente yo no deseaba, ya que considerandome pacifista y teniendo ante todo la justicia, estaba contribuyendo a crear la peor arma que haya podido existir...

2.) Pocos días antes de la explosión de 1945 de Hiroshima:
En ese momento si que me sentía culpable, y no solo eso, sino que me sentía con ganas de avisar del peligro que esas bombas causarían, con ganas de detener a las personas que querian hacerlo, con ganas de retroceder en el tiempo y decir que no... pero ya era tarde, por que yo, el pacifista, había creado la peor bomba y ahora, iba a ser utilizada... A veces me pregunto si podía haber hecho algo a esas alturas... supongo que debía haber pensado en las consecuencias antes de dejarme llevar por la intriga de descubir algo nuevo...

3.) Después de la catástrofe:
Al enterarme de lo sucededido, me pregunte a mi mismo si el querer avanzar en la ciencia valía la pena... si cada vez que algún físico descubriera algo nuevo tendría que morir tanta gente... tendría que volver a suceder esto... tendría que sentirse como yo me sentía...
Sin duda alguna, prefería haber pasado desapercibido, haber sido solamente un físico más, y no haber descubierto nada... No haber escrito aquella ecuación que cambió la física...







ACTIVIDAD 8 - WEBQUEST: DESTRUYENDO EL NÚCLEO DE LA MATERIA


1.) ¿Cuáles han sido las dos únicas ocasiones en las que se han usado las bombas nucleares contra objetivos humanos?
Las dos únicas ocasiones fueron en las cuidades de Hiroshima, bomba llamada Little boy y lanzada el 6 de Agosto de 1945 y Nagasaki, llamada Fat man, lanzada el 9 de Agosto d
e 1945.

2.) ¿Qué capacidad destructiva tenia cada una de las bombas?

Little boy tenia una capacidad destructiva de 20 Kilotones mientras que la bomba Fat man tenia una capacidad destructiva que equivale al doble de esta.


3.) ¿Qué tipo de reacción nuclear se produjo en cada una de ellas?
En ambas ocasiones se produjo una reacción nuclear en cadena debido a la utilización de Uranio y Plutonio en estas.

4.) ¿En qué ciudades de que país se produjo esta ejecución?

Como ya he dicho anteriormente la primera de las bombas (Little boy) estalló en Hiroshima y la segunda en Nagasaki, ambas, ciudades de Japón.




5.) ¿Qué justificación oficial se desarrolló para justificar la masacre?
La manera en que los Estadounidenses justificaban esta acción fue que si esta bomba no hubiera explotado, los japoneses no se habrían rendido, y de esta manera el número de estadounidenses muerto seria superior a lo esperado.

6.) ¿Qué consecuencias inmediatas tuvo la explosión de dichas bombas?
La mayor consecuencia fue la retirada inmediata por parte de los japoneses al observar el gran numero de muertos.
Aunque no solo hubo consecuencias en lo social, sino también en lo ambiental, ya que cada una de estas bombas aumento en gran cantidad la temperatura del suelo y del ambiente.

7.) ¿Cuántas víctimas se estima que se produjeron en este momento en cada uno de los bombardeos?
Se calcula que en Hiroshima de una población de 450.000 habitantes, la bomba mató en unos primeros instantes a más de 70.000 personas y causó además otros 70.000 heridos.
En Nagasaki, una población de 195.000 habitantes, se estima que el número de víctimas causadas directamente por la explosión fue de 40.000 y el número de heridos aunmenta a 60.000.

8.)¿Qué es el efecto que algunos testigos denominaron como "lluvia negra" momentos después de cada una de ellas?
Se trataba del carboncillo condensado de todo material orgánico quemado (entre ellos las víctimas humanas), y del material radiactivo de la bola de humo que se había levantado.
Además de las víctimas ya causadas por la bomba, esta lluvia también trajo más, debido a la anemia, espasmos y convulsiones de origen hasta entonces misterioso.

9.) ¿Cuántas víctimas y afectados ha provocado cada una de las dos detonaciones desde entonces hasta nuestros días?
El bombardeo de Hiroshima es considerada la mayor masacre que una nación ha sufrido en un sólo día. Hay un total de más de 300.000 personas.

10.) ¿Qué consecuencias medioambientales ha producido?
Muerte de gran cantidad de seres vivos, contaminación radiactiva de aguas subterráneas, rios intoxicados...

11.) Añade dos videos en tu post en los que muestres por un lado una prueba nuclear real y por otro imágenes de un entorno natural afectado por una detonación nuclear.








ACTIVIDAD 7 - WEBQUEST: DESTRUYENDO EL NÚCLEO DE LA MATERIA

1.) ¿Qué tipo de militancia política efectuaste durante la Segunda Guerra Mundial?
Durante la II Guerra Mundial, Einstein fue un pacifista convencido. Fue confundador del Partido Liberal Democrático alemán. Dió apoyo a Oppenheimer en el desarrollo de armas nucleares que proponía el proyecto Manhattan. El objetivo era amedrentar a los gobiernos alemán y japonés, aunque nunca quisó que estas armas fueran utilizadas.

2.) ¿Qué es el proyecto Manhattan?
El proyecto Manhattan, fue un proyecto científico llevado a cabo durante la II Guerra Mundial por los Estados Unidos, cuyo objetivo era desarrollar la primera bomba atómica.
La investigación fue dirigida por Oppenheimer.
En este proyecto se debe destacar el gran número de pacifistas judios que estaban en contra del fascismo alemán y que tenian como principal objetivo la creación de la bomba nuclear antes que los alemanes.


3.) ¿Qué terrible consecuencia produjo este proyecto en el que participaste?
El proyecto Manhattan cumplió su objetivo, y creó la primera bomba atómica antes que los alemanes.
El lanzamiento de esta primera bomba nuclear supuso una gran cifra de muertos, heridos, envenenamientos y radiacion residual.


ACTIVIDAD 6 - WEBQUEST: DESTRUYENDO EN NÚCLEO DE LA MATERIA

1.) ¿En qué se basa en funcionamiento de una bomba atómica?
Consiste en provocar una reacción nuclear en cadena no controlada, basada en la transformación de la masa en energía.

2.) ¿Cuándo y dónde fue lanzada la primera bomba atómica "test"?
La primera bomba fue lanzada el 16 de Junio de 1945 en el campo de pruebas de Tr
inity, en Álamo Gordo, Nuevo Méjico.

3.) ¿Quién fue su supuesto "creador"?
Se trata del físico estadounidense Julius Robert Oppenheimer director del
proyecto Manhattan.

4.) ¿Qué capacidad destructiva poseía dicha bomba en comparación con la dinamita o TNT?
Esta primera bomba tenía una capacidad destructiva de 20 Kilotones (toneladas) de TNT o dinamita.

5.) ¿Qué altura alcanzó el "hongo" producido por la explosión?
Fue una explosión de 20 megatones aras del suelo, que produciría una cráter de 183m. Una bomba de 20 megatones alcanza un radio de 20 km.

ACTIVIDAD 5 - WEBQUEST: DESTRUYENDO EL NÚCLEO DE LA MATERIA

1.) ¿Cuándo se descubrió el fenómeno de la fisión nuclear?¿Quiénes fueron sus descubridores?
En 1934, Enrico Fermi, observó por primera vez este fenómeno, aunque fue en 1938 cuando los científicos alemanes Fritz Strassman y
Otto Hahn lo investigaran en profundidad, y finalmente, este último, en 1944 fue ganador del premio Nobel de química, gracias al descubrimiento de la fisión nuclear de los átomos.

2.) ¿Qué es la fuerza nuclear?
La fuerza nuclear es una potente fuerza de atracción que existe entre los protones y los electrones de un átomo manteniéndoles únidos en el núcleo de este.

3.) Explica, incluyendo un dibujo esquemático realizado por ti, lo que es el fenómeno de la fisión nuclear.La fisión nuclear consiste en el choque de un neutrón con un núcleo de un átomo. Este núcleo se inestabiliza y se divide en dos o más núcleos distintos, además de estos dos núcleos también se obtinen varios neutrones y lo más importante, ENERGÍA.

4.) ¿Qué elemento químico es el más usado para este proceso en la actualidad?¿Qué isótopo de dicho elemento?
Hay dos elementos que destacan para este tipo de procesos, el plutonio y el uranio, aunque es este último el más utilizado, ya que es el único elemento que se puede escindir en estado natural.
Del uranio, el isótopo utilizado para la fisión nuclear es el U-235.


5.) ¿Qué es la reacción en cadena?

Una reacción en cadena consiste en la colisión de un neutrón con un núcleo de U-235 provocando una estabilidad y ruptura, dividiendolo en dos o mas núcleos. Finalmente se puede observar una liberación de energía y neutrones, que más tarde colisionarán con otros núcleos, creando una reacción en cadena.