Laboratorio de Química.
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Laboratorio de Química.
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En esta sección se incluyen fotos y videos obtenidos en un laboratorio de Química de la Facultad de Ciencias Exactas, en la Universidad Nacional de La Plata. Aquí mostraremos experimentos algo complicados o peligrosos, que no pueden hacerse en la cocina de casa pero que son entretenidos e instructivos. Las fotos que se ven a continuación se pueden ampliar con un clic: |
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El dióxido de nitrógeno (NO2) es un gas de color rojizo, como se ve en el balón. Pero al enfriarlo a la temperatura del nitrógeno líquido (-196 C) se convierte en un sólido blanco. Hacer clic en la figura... |
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El elemento iodo es un sólido de color negruzco, que cuando se calienta pasa a la fase gaseosa con un hermoso color violeta, según se observa en la figura. Hacer clic en la figura... |
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El ácido sulfúrico concentrado es un poderoso deshidratante. Al actuar sobre el azúcar común, que es un hidrato de carbono, descompone sus moléculas con un gran desprendimiento de calor, dejando un resto de carbono elemental de color negro. Hacer clic en la figura... |
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Se muestra un depósito de mercurio sobre una lámina de cobre, que se produce al mojar la lámina con una solución de nitrato mercúrico. Hacer clic en la figura... |
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El agua oxígenada se descompone rápidamente cuando entra en contacto con una pequeña cantidad de permanganato de potasio. En la foto se ve como el oxígeno que se desprende aviva fuertemente una pequeña llama. Hacer clic en la figura... |
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Al sumergir un alambre de cobre en una solución de nitrato de plata, la plata metálica se deposita sobre el alambre en forma de hermosos cristales aciculares. Simultáneamente, algo de cobre se disuelve y confiere un color celeste a la solución. Hacer clic en la figura... |
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En la figura se muestran dos pilas formadas por limones en los cuales se han insertado trozos de chapa de cobre y de zinc, que actúan como electrodos. Cada pila es capaz de suministrar 1 voltio, de manera que al conectar en serie dos pilas, como se muestra en la figura, se obtiene una diferencia de potencial de 2 voltios, suficiente para encender un LED rojo. Hacer clic en la figura... |
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En una variante del experimento "El color de los metales", de este capítulo de Química, se muestra en la figura como la llama de alcohol metílico adquiere un color característico de la sal metálica que tiene en solución. Los colores corresponden, de izquierda a derecha, a cloruro de potasio, ácido bórico, cloruro de sodio y cloruro de litio. Hacer clic en la figura... |
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Así como es posible depositar plata metálica sobre una superficie de vidrio utilizando nitrato de plata y un agente reductor, otros metales como el cobre pueden ser depositados mediante una reacción química similar a partir de una sal de cobre, como puede apreciarse en la figura. Hacer clic en la figura... |
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En la figura puede verse el color de una solución obtenida licuando repollo colorado con agua (centro), y de la misma solución en medio ácido (izquierda) después de agregarle vinagre, y en medio alcalino (derecha) después de agregarle bicarbonato de sodio. Esos colores se deben a las antocianinas, sustancias que poseen muchos vegetales y cuyo color depende del pH (grado de acidez o alcalinidad) de la solución. Hacer clic en la figura... |
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La reacción entre ácido bórico y alcohol metílico produce borato de metilo, que es un líquido incoloro muy volátil. El vapor generado al calentar esta sustancia arde fácilmente en presencia de aire con una hermosa llama verde, como puede verse en la foto. Hacer clic en la figura... |
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La figura muestra un recipiente que contiene un pequeño volumen de solución concentrada de amoníaco. Por encima de la solución se ha colocado una espiral de alambre de cobre previamente calentada al rojo. El amoníaco es un gas que se desprende de la solución y que reacciona con el oxígeno del aire contenido en el recipiente en presencia del cobre, que actúa como catalizador. Esa reacción genera suficiente calor como para mantener la espiral de cobre al rojo, como se observa. En la reacción se forman óxidos de nitrógeno y nitrógeno elemental. Hacer clic en la figura... |
| Vemos a continuación algunos videos de reacciones químicas, haciendo clic sobre las figuras: |
| El hidrógeno es el elemento químico más liviano, mucho más liviano que el aire. Por esa razón se lo empleaba a principios del siglo XX para llenar globos y dirigibles, como el famoso Hindenburg, con sus 245 m de largo. Pero, como se ve en el video, es muy inflamable. Así fué como de aquel dirigible quedó solo el recuerdo... |  |
| La reacción de una solución de nitrato de plata con una sustancia reductora como la hidracina o la glucosa genera un depósito de plata metálica, según se observa en el video. Con este proceso se fabrican los espejos comunes. |  |
| A mediados del siglo pasado dos investigadores rusos, Belousov y Zhabotinsky, descubrieron una reacción química que aparentemente avanzaba y luego retrocedía... Luego se demostró que se trataba del resultado de varias reacciones, en un mecanismo complejo. En el video se muestra una reacción similar, distinta de la original, donde se observa un cambio periódico de color. |  |
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Cuando el anhidrido carbónico en estado
sólido ("nieve carbónica", cuya temperatura es
de -78º C) se echa en un recipiente con agua, se observa un intenso
burbujeo del gas, que se disuelve en parte, acidificando la solución
(disminuyendo el pH). En este video se observa como esa variación
de pH provoca una variación en el color de la solución,
que contiene una mezcla de indicadores (colorantes cuyo color depende
del pH).
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El indigo carmin es un colorante usado en la industria
de la alimentación y en medicina. Su color en solución acuosa
depende del pH pero también del grado de oxidación de la
molécula. En el video se muestra una solución que contiene
el colorante y glucosa, en un medio alcalino. La glucosa mantiene al colorante
en su forma reducida (color amarillo), pero al agitar la solución
parte del oxígeno del aire contenido en el frasco se disuelve y
oxida al colorante, que adquiere un color rojo y finalmente verde. Esa
reacción es espontáneamente reversible.
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El amoníaco puede reaccionar con el oxígeno
del aire y esa reacción química es catalizada por el óxido
de cromo (III). En el video se muestra lo que ocurre cuando se introduce
una cuchara con dicromato de amonio que se está descomponiendo
térmicamente para generar ese óxido de cromo, en un recipiente
lleno de aire y de amoníaco gaseoso. La reacción que mencionamos
se produce sobre las partículas del óxido y el calor producido
mantiene incandescentes a las partículas, que semejan una lluvia
de fuego.
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El sulfuro de carbono es un líquido muy
volátil de olor desagradable, cuyos vapores son capaces de arder
en una atmósfera de óxido nitroso con una hermosa
llama azul. Se muestra aquí la propagación de la llama en
una probeta llena con una mezcla de esas dos sustancias. Esta reacción
puede terminar en una explosión si las proporciones de las sustancias
son adecuadas.
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Muchas sustancias orgánicas de origen vegetal
reaccionan fácilmente con el oxígeno del aire en presencia
de una llama cuando están en forma de polvo muy fino. Esas
reacciones han ocasionado violentas explosiones en los silos de cereales
al generarse en el interior del silo una nube de partículas microscópicas
al manipular el cereal. Se muestra en el video como arde instantáneamente
una nube de almidón de maíz al entrar en contacto con una
llama.
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Si se disuelve acetato de sodio en agua caliente
puede prepararse una solución sobresaturada, que contiene
mucha más sal que si se prepara a temperatura ambiente. Sin embargo
esa solución es inestable si se la lleva nuevamente a temperatura
ambiente, de manera que al ponerla en contacto con algunos cristales del
sólido se consigue que el exceso de sal solidifique instantáneamente,
como puede verse en el video.
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| En una variante del experimento anterior, puede verse la inmediata formación de cristales cuando en una solución sobresaturada de acetato de sodio se sumerge una varilla con un cristalito de esa sustancia pegado en su extremo. En los dos experimentos, la formación del sólido está acompañada del desprendimiento de calor y la masa de cristales se calienta notablemente. |  |
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El acetileno es un gas incoloro cuya fórmula
es HCCH y que reacciona violentamente con el cloro gaseoso para formar
HCl y carbón. En el video puede apreciarse lo que ocurre en una
probeta llena con cloro al agregar un trocito de carburo de calcio,
que reacciona con el líquido del fondo para formar acetileno.
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La fluoresceina es un compuesto orgánico que posee la notable propiedad de absorber luz de longitud de onda relativamente corta para luego re-emitirla como luz verde brillante. En el video puede observarse esa emisión de luz cuando se echan algunos cristales de fluoresceina en un tubo de vidrio lleno de agua e iluminado lateralmente con luz ultravioleta. Esta sustancia se utiliza en algunos campos de la medicina y también encuentra usos como marcador de la presencia de pérdidas en cañerías o para comprobar la continuidad de cursos de agua naturales. |
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Se muestra la descomposición térmica de una mezcla de azúcar común y bicarbonato de sodio, por acción de una llama de alcohol. Se puede observar la formación de columnas de material carbonizado, expandido por el anhidrido carbónico gaseoso que genera el bicarbonato. El experimento se muestra a una velocidad mayor que la original. |
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El permanganato de potasio es una sal de manganeso de color rojo obscuro que se disuelve en agua para dar soluciones de color violeta, como la que se observa en la figura. El permanganato, muy oxidante, reacciona fácilmente con substancias reductoras para formar manganato, de color verde, y finalmente dióxido de manganeso, que confiere un color amarillo-naranja a la solución. En el video se observa esa reacción, donde la sustancia reductora es la glucosa proveniente de un chupetín que se disuelve paulatinamente. |
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"Demostraciones de laboratorio: la Química
en acción" Este libro puede ser útil para los docentes que enseñan
Química y que necesitan algunas ideas para desarrollar en el laboratorio.
Se describen unas 100 demostraciones de distinta complejidad, algunas
muy simples e inofensivas y otras que requieren cumplir estrictamente
con las normas de seguridad. |
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