Reaccions químiques sorprenents

cartell-IV-Fira-Tastet-Ciència-Reus Diòxid de carboni
Nom de l’experiència

Reaccions químiques sorprenents

Nivell educatiu

1r i 2n Batxillerat

Centre

Institut de L’Arboç – L’Arboç

Docent responsable

Núria Ventosa Galimany

Modalitat

Modalitat de ciències i tecnologia.
Matèria: Química

Competències bàsiques

Competències pròpies de la matèria:

  • La competència en indagació i experimentació (dissenyar i realitzar experiments, treure conclusions a partir de les evidències).
  • La competència en la comprensió i capacitat d’actuar sobre el món físic (mostrar de manera sorprenent i didàctica diverses reaccions químiques amb materials d’ús comú).

Competències generals del Batxillerat:

  • La competència comunicativa (explicar allò que està passant utilitzant els conceptes químics).
  • Competència en recerca
  • Competència personal i interpersonal
  • Competència en el coneixement i interacció amb el món
Continguts
  • Les reaccions químiques. Interpretació molecular i representació d’una reacció química mitjançant una equació química.
  • Reconeixement dels àcids i bases més comuns al laboratori i en la vida quotidiana. Caracterització i determinació experimental de les propietats dels àcids i de les bases i de la reacció de neutralització. Definició i aplicació del concepte de pH. Reconeixement dels indicadors àcid-base més comuns.
  • Reconeixement i caracterització de les reaccions de combustió. Identificació de la combustió com a reacció exotèrmica.
    Elaboració del concepte d’estat d’oxidació i identificació de les reaccions redox per observació de la variació dels estats d’oxidació. Identificació dels oxidants i reductors més comuns.
Descripció de l’experiència

Es mostren a classe dos exemples de cada tipologia de les reaccions químiques estudiades: àcid-base, combustió i redox.
L’objectiu és mostrar de manera sorprenent i didàctica els continguts teòrics treballats.
Són experiències ràpides que es fan en una sessió de classe o bé es poden anar fent separadament en el moment en què es treballa cada tipologia de reacció.

REACCIONS ÀCID-BASE
  1. La proveta canvia de color
Material.

Proveta de 250 mL, pal de metaclilat enganxat a un disc de metacrilat que encaixa en la proveta, dissolució d’hidròxid de sodi 0’05 M, dissolució d’àcid clorhídric del 37 %, fenolftaleïna.

Procediment:

  • Omplim la proveta de 250 mL amb la solució d’hidròxid de sodi 0’05 M.
  • Al disc de metacrilat hi col·loquem un parell de gotes de fenolftaleïna i, a mesura que va baixant el disc amb l’ajuda del pal, la dissolució va canviant de color.
  • Traiem el disc, el netegem i hi col·loquem unes gotes d’àcid clorhídric concentrat. Tornem a baixar el disc per la proveta i veiem com la dissolució es torna incolora.

Explicació:  La solució d’hidròxid de sodi és bàsica i la fenolftaleïna és un indicador que pren el color rosa en medi bàsic. Quan després es posa àcid clorhídric, es neutralitza la solució i acaba sent àcida i la fenolftaleïna es torna incolora en medi àcid.

  1. El diòxid de carboni és àcid?
Material: gots de plàstic transparent, palleta, aigua destil·lada, amoníac, indicador fenolftaleïna i indicador blau de bromotimol

Procediment:

  • Omplim un got amb aigua destil·lada, hi afegim dues o tres gotes d’amoníac i dues o tres gotes de fenolftaleïna.
  • Amb l’ajuda d’una palleta bufem fins que el líquid canvia de color.
  • Repetim l’experiència canviant l’indicador fenolftaleïna per blau de bromotimol.

Explicació:

En el cas de la fenolftaleïna, inicialment observem que el líquid és de color rosa ja que degut a l’amoníac està en medi bàsic. Quan bufem amb la palleta a dins del líquid hi estem posant diòxid de carboni, aquest és àcid i neutralitza l’amoníac, cosa que podem observar perquè el líquid es torna incolor. La fenolftaleïna és un indicador àcid-base que en medi bàsic pren el color rosa mentre que en medi àcid és incolor, produint-se el viratge entre pH 8’2-10’0.

En el cas del blau de bromotimol, observem que inicialment el líquid és de color blau i després de bufar-hi es torna de color groc. El blau de bromotimol és també un indicador àcid-base que pren el color blau en medi bàsic i el color groc en medi àcid, produint-se el viratge entre pH 6’0-7’6.

REACCIONS DE COMBUSTIÓ
  1.  Bitllet que no crema
Material:  cristal·litzador, proveta, aigua, etanol, sal, espàtules, pinces metàl·liques, un bitllet i llumins.

Procediment:

  • En un cristal·litzador es col·loquen 50 mL d’aigua, 50 mL d’etanol al 96 % i una mica de sal (per fer que la flama del bitllet sigui taronja i es vegi millor).
  • Barregem bé i, amb l’ajuda de les pinces metàl·liques, aguantem el bitllet i el submergim completament dins l’aigua.
  • Traiem el bitllet i l’encenem amb l’ajuda d’un llumí. Observem que el bitllet s’encen però no es crema.

Explicació:  La calor alliberada per la reacció de combustió de l’etanol és absorbida per l’aigua i el bitllet no s’escalfa prou i no es crema.

  1.  Esmorzar explosiu
Material:  pols de cacau (per exemple Cola-Cao), espelma, llumins, palleta, espàtula, tros de full blanc de paper.

Procediment:

  • Agafem un tros blanc de paper i el dobleguem per la meitat, on queda el doblec hi posem una mica de Cola-Cao de forma que ocupi tota la línia i, amb l’ajuda de l’espàtula, l’aixafem bé perquè quedi el polsim es més petit possible.
  • Encenem l’espelma i amb l’ajuda de la palleta, bufem fort per enviar el Cola-Cao a la flama encesa. Observem una deflagració.

Explicació:  El Cola-Cao és una mescla de substàncies combustibles que, en forma de pols finíssima, pot formar mescles explosives amb l’oxigen de l’aire.

REACCIONS REDOX
  1. El manganès i el xupa-xups
Material:  hidròxid de sodi, permanganat de potassi, aigua destil·lada, xupa-xups, batedora petita per emulsionar llet i got de plàstic.

Procediment:

  • Preparem una dissolució de 1’5 L d’aigua destil·lada que conté 25 llenties d’hidròxid de sodi i una punta d’espàtula de permanganat de potassi.
  • Posem en un got de plàtic transparent part de la solució preparada i submergim el xupa-xups enganxat a la vareta giratòria de la batedora.
  • Veurem com la dissolució canvia de color a causa de la reducció de l’ió permanganat: violat-blau-verd-groc.

Explicació:  

Reducció de l’ió MnO4en medi bàsic:
MnO4  (color violeta) →  MnO42- (color verd) → MnO2 (color groc)
Oxidació de la glucosa a cetona.

  1. El fum de l’aigua oxigenada
Material:  got de plàstic, espàtula, peròxid d’hidrogen del 30 % (110 vol.) i permanganat de potassi.

Procediment:

  • Possem uns 15 mL  de peròxid d’hidrogen del 30 %.
  • Afegim una punta d’espàtula de permanganat de potassi i observem un gran despreniment gasós.

Explicació:  

Reacció de descomposició de l’aigua oxigenada o peròxid d’hidrogen en aigua i oxigen, per l’acció d’un catalitzador (en aquest cas el permanganat de potassi).
2 H2O2 (aq)  →  2 H2O (l) + O2 (g)

Recursos

S’han anat explicant els recursos necessaris en cada una de les experiències. S’ha procurat que sigui material quotidià i d’ús habitual en el laboratori.

Valoració

Aquesta experiència intenta motivar als alumnes a entendre i  saber explicar allò que han estudiat de forma teòrica. Els sorprèn molt veure com el diòxid de carboni que bufem és àcid i fa canviar el color dels indicadors (reacció 1), que el Cola-Cao és explosiu (reacció 4) o que el xupa-xups pot fer de reactiu d’una reacció redox.

La valoració per part dels alumnes ha sigut molt positiva.

Per saber-ne més

Imatges de les experiències:

EL DIÒXID DE CARBONI ÉS ÀCID?

http://agora.xtec.cat/inslarboc/moodle/pluginfile.php/164241/mod_resource/content/1/Di%C3%B2xid%20de%20carboni.jpg

ESMORZAR EXPLOSIU

http://agora.xtec.cat/inslarboc/moodle/pluginfile.php/163681/mod_resource/content/1/VID-20170505-WA0020.mp4

Feu un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà. Els camps necessaris estan marcats amb *

Desplaça cap amunt
Ves al contingut