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Valor del pH de soluciones de 0,1 n de una variedad de ácidos y bases

Indicadores

Los indicadores son tintes usados para probar el pH de una solución. A medida que el contenido de ion-hidrógeno de una solución cambia, es posible medir las variaciones dentro de la escala ácida o alcalina y de un extremo al otro de la escala usando ciertos indicadores. Advierta que algunos de los indicadores que se usan con más frencuencia en demostraciones son aquellos que muestran un cambio del pH cerca del punto neutro (7).

Soluciones de indicadores del pH

Rojo de Alizarina: Solución acuosa al 1 por ciento.

Azul de Timol Brom: Añada 0,04 gramos de polvo de azul de timol brom a 614 ml. de NaOH 0,01 N, añada 20 ml. de alcohol puro. Llegue a un volumen final de 100 ml. con agua destilada. Para su uso, añada 9 ml. de líquido de la solución que se probará a 1 ml. de solución base concentrada.

Rojo Congo: Solución al 0,5% en alcohol de 50%.

Naranja de Metileno: Solución acuosa al 0,02%.

Rojo de Metileno: Solución al 0,02% en alcohol de 50%.

Fenolftaleína: Prepare una solución al 0,5% en alcohol disolviendo 0,5 gramos de fenolftaleína en 100 ml. de alcohol de 95%. Para pruebas muy sensitivas, se puede usar una solución al 0, 1%

Se pueden preparar otros indicadores de la siguiente manera:

En un mortero triture 0,05 gramos del indicador (ver lista que se presenta a continuación) con el volumen designado de solución de hidróxido de sodio de 0,01 N; añada agua destilada para llegar hasta los 125 ml. de la solución indicadora (aumente las proporciones si se necesita más cantidad).

Verde de Cresol de Brom: 7,2 ml. de NaOH 0,01 N.

Morado de Cresol de Brom: 9,3 ml. de NaOH 0,01 N.

Azul de Timol de Brom: 8,0 ml. de NaOH 0,01 N.

Rojo de Clorofenol: 11,8 ml. de NaOH 0,01 N.

Rojo de Cresol: 13,1 ml. de NaOH 0,01 N.

Morado de Meta Cresol: 13,1 ml. de NaOH 0,01 N.

Rojo de Fenol: 14,1 ml. de NaOH 0,01 N.

Azul de Timol: 10,8 ml. de NaOH 0,01 N.

Substancia amortiguadora

Una substancia que, cuando se añade a una solución, causa una resistencia a cualquier cambio en el pH. Una solución que contiene una concentración relativamente alta de una sal amortiguadora que tiende a mantener el pH constante.

El pH de una solución acídica o alcalina débil tiende a permanecer prácticamente constante, aunque se añadan otros iones, si las sales adecuadas se encuentran presentes. En una solución de ácido acético que contenga una concentración bastante alta de acetato de sodio, el ion-hidrógeno no variará de manera apreciable. De manera similar, la concentración del ion-hidróxido en una solución de agua de amonio permanecerá casi constante si la solución contiene una concentración alta de cloruro de amonio. Las sales usadas de esta forma son llamadas sales amortiguadoras.

La acción amortiguadora tiene muchas aplicaciones en la química y fisiología. La sangre humana se amortigua para mantener un pH de aproximadamente 7,3. Si ocurre un cambio marcado, esto puede llevar a desórdenes serios de las funciones normales, o inclusive la muerte.

Puede obtenerse un amortiguador biológico añadiendo las siguientes sales a un litro de agua destilada.

Escala de ciertos indicadores

Tabla 21-2 Escala de ciertos indicadores

Demostraciones espectaculares

Oxigeno para causar fuego

Materiales:

1. Peróxido de hidrógeno (agua oxigenada)
2. Dióxido de manganeso
3. Fósforos
4. Tubo de ensayo de 6"
5. Paja de escoba

Demostración: Ponga suficiente peróxido de hidrógeno en el tubo de ensayo como para llenarlo hasta una profundidad de aproximadamente una pulgada. Luego añada una pizca de dióxido de manganeso y carbono. El líquido en el tubo burbujeará y estará en efervescencia. El dióxido de manganeso hará que el peróxido se descomponga rápidamente en agua y oxígeno. Las burbujas en el tubo son burbujas de oxigeno. Prenda una paja de escoba y sople la llama hasta apagarla, de manera que sólo una brasa roja quede en el extremo. Arroje esto en el tubo de ensayo. Este brillará y estallará en llamas.

Fuego añadiendo agua

Mezcle cantidades iguales de cristales de yodo y aluminio. Coloque esta mezcla sobre una piedra o superficie dura. Añada unas cuantas gotas de agua y una reacción violenta tendrá lugar, emitiendo nubes de humo morado.

Fuegos químicos

Materiales:

1. Permanganato de Potasio
2. Glicerina

Se coloca permanganato de potasio en polvo sobre una hoja de papel blanco común. Se dejan caer cuatro o cinco gotas de glicerina encima del polvo. El permanganato de potasio oxida la glicerina. El calor de la reacción es tan intenso que el papel se enciende. Si se calienta ligeramente la glicerina o el permanganato, la reacción será inmediata. El experimento no en eficaz en un cuarto oscuro.

Materiales:

1. Un cristal de yodo.
2. Un pedazo pequeño de fósforo amarillo.

Se coloca el pedazo de fósforo sobre un pedazo de papel blanco común y se le toca con un pequeño cristal de yodo utilizando una espátula fabricada con zuncho. Ambos elementos se combinan para formar triyoduro de fósforo y pentayoduro de fósforo. El calor de la reacción es suficiente como para encender el papel.

Materiales:

1. Cristales de azúcar de caña
2. Clorato de potasio en polvo
3. Acido sulfúrico concentrado

Coloque los materiales en polvo sobre papel y deje caer el ácido sulfúrico. El azúcar se carboniza en carbono por el H₂SO₄ y este carbono es oxidado por el KClO₃.

Explosivos inofensivos

Materiales:

1. Yodo
2. Yoduro de potasio
3. Licor de amonio

Revuelva 3 gramos de yoduro de potasio y 5 gramos de yodo en 50 cc. de agua. Añada 20 cc. de amonio y revuelva hasta que no se forme más precipitado. Filtre. Extraiga el sólido mojado y colóquelo sobre papel secante. Déjelo secar en la sombra por 6 horas. Corte el papel secante en tiras. Estos papeles explotan violentamente con la menor presión o alteración. No haga montículos de cristales de más de un gramo.

Otro método es colocar los cristales de yodo en amonio de un día para otro. Se filtran al siguiente día y el precipitado o las partículas sólidas se secan lentamente. Rocíe los cristales sobre el suelo. Con el procedimiento antes mencionado se forma nitrógeno, y éste explotará con la menor alteración debido a su inestabilidad.

Calor causado por una reacción

Se requieren cantidades iguales de permanganato de potasio y ácido cítrico. Mézclelos y colóquelos sobre un pedazo de papel y añada uno o dos gotas de agua. El agua es el agente que causa la reacción química. El ácido es oxidado y se desarrolla un calor intenso.

Esta reacción se usa para cauterizar la herida causada por la picadura de un escorpión.

Hiposulfito de sodio para eliminar manchas

Añada 10 gotas de tintura de yodo a 1/4 de vaso de agua cristalina y revuelva la mezcla. Esta tendrá un color amarillo claro. Añada 1/2 cucharadita de té de hiposulfito y vuelva a revolver. El líquido perderá instantáneamente su color amarillo y se volverá nuevamente transparente. Ahora coloque una gota o dos de yodo sobre una tela. Cuando se seque, coloque la tela en una solución de tiosulfato de sodio (hipo). La mancha desaparecerá.

Papel secante para eliminar manchas de tinta

Sumerja papel blanco poroso en la solución. Deje secar el papel en hilos. Antes de usarlo, humedízcalo. Elimina las manchas de tinta.

Preparación de tinta a base de té

Materiales:

1. Hojas de té
2. Sulfato ferroso

Vierta una taza llena de agua en una pequeña olla y calientéla hasta que hierva. Luego retírela del fuego y añada media cucharadita llena de hojas de té. Deje remojar las hojas en el agua caliente por cinco minutos. El ácido tánico de las hojas entra en solución con el agua caliente. Cuele las hojas y retírelas del té. Añada otra media cucharadita de hojas de té y repita este proceso dos veces más. Luego añada de 1 a 1,5 gramos de sulfato ferroso. Revuelva bien hasta que se disuelva. Deje reposar de un día para otro y filtre.

Cromatografia de papel

La cromatografía es un método conveniente para separar una mezcla de compuestos disueltos en un solvente. Puede realizarse cuantitativamente, pero en el salón de clase la separación cualitativa es la que con frecuencia se lleva a cabo. Un procedimiento consiste en usar un disco de papel filtro de 8" que tenga dos cortes paralelos al centro del disco, con 1 cm. entre ellos.

Luego se dobla la tira en una posición vertical formando una mecha y se coloca en un vaso de laboratorio lleno de solución que contenga la mezcla. Solamente una pulgada de la tira deberá encontrase en la solución. El resto del disco cubre el extremo superior del vaso de laboratorio.

Si una cantidad grande de solución que contenga la mezcla no se encuentra disponible, se puede usar el procedimiento de la mancha. Utilice una solución concentrada que contenga las mezclas de tinta y haga una línea o una mancha en la mecha de papel filtro de manera que se encuentre a una pulgada sobre el nivel del solvente. Si no se tiene un disco de papel, se puede usar una tira larga de papel filtro como mecha. Déjela colgar libremente en línea vertical de manera que una pulgada del papel se encuentre en la solución.

La separación en el disco de papel aparecerá como una serie de diferentes anillos de color alrededor del centro. En la tira de papel se observarán bandas de diferentes colores sobre la marca original de solución. La separación se debe a las diferentes velocidades de difusión de los compuestos. Las moléculas que se mueven con mayor rapidez se alejarán más del solvente.

En química, una separación de varios tintes y tintas puede realizarse con facilidad. Algunos tintes se separan en diferentes pigmentos; las mezclas de tintes pueden ser separadas en diferentes colores. Los solventes usados normalmente para estos experimentos son agua o un medio ligeramente acídico.

En biología, un experimento popular es la separación de pigmentos de plantas. El caroteno, la xantófila y la clorofila que se encuentra en las hojas verdes se separan en bandas nítidas. Existen dos métodos para extraer los pigmentos de las hojas. Uno es machacar 10 gramos de hojas en 20 ml. de acetona. La acetona disuelve los pigmentos (en consecuencia, el disolvente en el vaso de laboratorio deberá ser acetona). El segundo método utiliza alcohol etílico o de metileno. Primero se hierven las hojas en agua por cinco minutos para ablandarlas rompiendo las paredes celulares. Luego las hojas se remojan en alcohol caliente por cinco minutos. En este caso el alcohol se usa como solvente en el vaso de laboratorio.

Técnicas físicas

Azogando espejos
Definiciones y formulas
Unidades acústicas y definiciones
Unidades térmicas y definiciones
Momentos de inercia
Unidades fotometricas y ópticas y unidades
Relaciones entre sistemas de unidades
Equivalentes decimales de fracciones comunes
Constantes varias
La tierra
Pesos atómicos
Reducciones de los pesos en aire al vacío
Densidad de varios sólidos
Tensión superficial
Fuerzas electromotrices de pilas
Presión de vapor de agua saturado en mm de mercurio
Humedades relativas de termometros de ampolleta seca y termometros de ampolleta humeda
Conductividad térmica de los gases (0°C)
Dilucion de acidos por volumen
Reglas generales del comportamiento de los metales y ciertos compuestos

Azogando espejos

1. Primer método.
2. Segundo método.
3. Método de azúcar de caña.

Soluciones e instrumentos y medios auxiliares

1. Luz de sodio.
2. Lubricante seco para reducir la fricción.
3. Pilas secas.
4. Determinando la polaridad eléctrica.

Tablas

1. Definiciones y fórmulas.
2. Unidades acústicas y definiciones.
3. Unidades térmicas y definiciones.
4. Información mecánica.
5. Unidades fotométricas y ópticas y definiciones.
6. Relación entre los sistemas de unidades.
7. Equivalentes decimales de fracciones comunes.
8. Constantes varias.
9. Constantes del planeta Tierra.
10. Pesos atómicos.
11. Reducción de pesos del aire al vacío.
12. Densidad de varios sólidos.
13. Tensión superficial.
14. E.M.F. aproximado de pilas
15. Presión del vapor de agua saturado
16. Humedades relativas de termómetros de ampolleta húmeda y termómetros de ampolleta seca.
17. Conductividad térmica de los gases.
18. Dilución de ácidos por volumen.
19. Reglas generales del comportamiento de los metales y ciertos compuestos.
20. Alfabeto griego.

Azogando espejos

Objetivo: Fabricar espejos cóncavos, convexos y planos.

Materiales que se requieren:

Nitrato de plata.
Agua destilada.
Hidróxido de amonio.
Tartrato de sodio potasio o sales de la Rochela

Procedimiento: Prepare la solución de la siguiente manera:

Solución 1: Tome 237 ml. de agua destilada. Hiérvala. Añada 776 mg. de nitrato de plata y 776 mg. de sales de la Rochela. Hierva de 6 a 7 minutos, deje enfriar y filtre. El filtrado se coloca en una botella de color ámbar y se le rotula como solución base concentrada No. 1.

Solución 2: Tome 237 ml. de agua destilada. Lleve una pequeña cantidad a un vaso y añada 583 mg. de AgNO₃. Revuelva bien hasta que se disuelva. Añada varias gotas de amoniaco hasta que la solución se vuelva transparente. Añada 1,04 gramos adicionales de AgNO₃, revolviendo bien hasta que se disuelva. Añada el resto del agua destilada y filtre a través de un embudo de vidrio. Mantenga la solución en otra botella color ámbar y rotúlela como solución base concentrada No. 2.

Procedimiento para azogar - Espejo convexo: Limpie un cristal de reloj con amoniaco y frótelo con una tela limpia mojada. Coloque 6 ml. de solución No. 1 y solución No. 2 en un pequeño vaso de vidrio. Vierta la mezcla en el cristal de reloj y colóquelo en un baño de agua. Cuando la precipitación se haya completado, retírelo del baño de agua y déjelo enfriar. Después de cierto tiempo, vierta todo el líquido que no fue usado y deje secar el cristal de reloj. Luego lávelo lentamente en agua corriente. Aplique una capa de plomo rojo mezclado con barniz sobre la capa de azogue.

Espejo cóncavo: Tome un vaso de vidrio cuyo diámetro deberá ser ligeramente mayor que el del cristal de reloj. Coloque el cristal de reloj en él de manera que se vea la parte convexa. Cubra el cristal de reloj con una mezcla de volúmenes iguales de las soluciones base concentradas. Caliente el vaso en un baño de agua. Una vez que la precipitación se haya completado, vierta la solución que no fue usada y deje secar el cristal de reloj. Retírelo del vaso y cubra el azogue con plomo rojo mezclado con barniz.

Segundo método

Solución:

Tome 7,5 ml. de solución. Añada amoníaco hasta que el precipitado se vuelva a disolver. Añada 104 ml. de agua destilada. Añada 80 gotas de formaldehído fórmico (40%). Use esta mezcla para azogar el cristal. No se necesita calentar.

El recipiente para azogar está hecho de madera y luego se le forra de manera apropiada con cera de vela para mantener el objeto que será azogado apenas tocando la solución.

Azogando cristal usando azúcar de caña

Solución reductora: Se deberá preparar una semana antes.

Solución de azogue

Disuelva el nitrato de plata en 67 ml. de agua destilada y disuelva la potasa caústica en 33 ml. de agua. Manténgalos separados.

Tome la solución de nitrato de plata. Vierta unas cuantas gotas de solución de amoníaco diluida hasta que se forme el precipitado; llegue hasta casi disolver el precipitado formado por la adición de potasa. El precipitado no deberá disolverse completamente. Deberá observarse un color marrón.

Se mide una cantidad de solución reductora igual a aproximadamente una cuarta parte de la solución que se acaba de preparar. Se coloca el espejo, el cual deberá haber sido adecuadamente limpiado y enjuagado con agua destilada, en una fuente o plato. Ahora se mezclan completamente la solución reductora y la solución de plata, y se vierte la mezcla sobre el cristal.

La solución primero se vuelve negra, luego marrón, y finalmente gris. Esto toma 15 minutos. La operación entonces ya ha terminado. Retire el espejo y enjuáguelo con agua. El agua se elimina con papel secante limpio.

Luz de sodio

Se deberá sumergir un papel en solución saturada de sal de sodio, dejándosele luego secar. Se le envuelve alrededor del mechero de bunsen, asegurándolo con una vuelta de alambre, y se le empuja hacia el extremo de la llama. A medida que la ceniza del papel se separa, se levanta el papel de manera ocasional. Se obtiene una llama de sodio de intensidad considerable.

Lubricante seco para reducir la fricción

Derrita parafina y añada todo el grafito en polvo que la parafina liquida pueda humedecer. Deje enfriar y corte en varillas de tamaño conveniente mientras esté suave.

El lubricante reduce en gran Medida la fricción cuando se le frota sobre la superficie en cuestión. Es de especial utilidad para substancias no metálicas.

Si fabricamos una carreta con ruedas para experimentos sobre las leyes del movimiento y otras similares, este lubricante será muy útil para reducir la fricción entre el eje y las ruedas.

Pilas secas

Prepare una solución de lo siguiente:

Luego añada NaCl a esta solución para formar una pasta. Esta pasta puede ser usada entre las planchas de carbón y zinc, o puede ser llenada en recipientes de zinc con una varilla de carbón en el medio. ZnO-1, NH₄Cl-1, yeso blanco-3, ZnCl₂-1, agua-2. Primero se empaca MnO₂ alrededor de la varilla de carbon en un recipiente de zinc y luego el espacio restante se llena con la mezcla antes mencionada.

Para determinar la polaridad eléctrica

Humedezca papel filtro con solución al 1% de fenolftaleína en alcohol. Déjelo secar. Luego sumérjalo en una solución al 10% de KCl. Para su uso, moje el papel y aplíquelo a los terminales. El lado negativo se vuelve rosado. La electrólisis tiene lugar y en el polo negativo se forma KOH.

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