Formación de un precipitado

Materiales para la demostración

• Sal de Epsom (sulfato de magnesio)
• Carbonato de sodio
• Agua
• 2 vasos de plástico transparente
• 1 cucharada
• 1 cucharadita

Preparación del maestro

• Vierte 100 ml de agua en un vaso de plástico transparente y añade 10 g (aproximadamente 1 cucharada) de sulfato de magnesio. Remueve hasta que la solución esté transparente.
• Vierte 50 ml de agua en otro vaso de plástico transparente y añade 5 g (aproximadamente 1 cucharadita) de carbonato de sodio. Remueve hasta que la solución esté transparente.

Pregunta a los alumnos:

• ¿Considerarían que añadir una solución de carbonato de sodio a una solución de sulfato de magnesio es una reacción química?
  Sí.
  
  ¿Por qué sí o por qué no?
  La combinación de los dos líquidos transparentes incoloros es un cambio químico porque se forma una sustancia sólida diferente.
  
  Diles a los alumnos que un precipitado es un sólido insoluble que se forma cuando se combinan dos soluciones y estas reaccionan químicamente. Insoluble significa que el sólido no se disuelve.

Entrega a cada alumno una hoja de actividades.

• Lección 6.3 Hoja de actividades  PDF | DOCX | Google Doc
• Lección 6.3 Respuestas de la hoja de actividades  PDF | DOCX | Google Doc

Descarga la hoja de actividades y distribuya una por alumno.

Ver todas las descargas

La hoja de actividades servirá como el componente de evaluación de cada plan de lección 5-E. Las hojas de actividades son evaluaciones formativas del progreso y la comprensión de los alumnos. Al final de cada capítulo se incluye una evaluación sumativa más formal.

Los alumnos registrarán sus observaciones y responderán preguntas sobre la actividad en la hoja de actividades. Las secciones Explícalo con átomos y moléculas y Aprende más de la hoja de actividades se completarán en conjunto con la clase, en grupos o individualmente, según tus instrucciones. Observa la versión para el maestro de la hoja de actividades para encontrar las preguntas y respuestas.

Pregunta para investigar
¿Cómo saben cuándo se forma un precipitado en una reacción química?

Materiales para cada grupo

• Bicarbonato
• Cloruro de calcio
• Agua
• Cilindro graduado
• Cuchara medidora (½ cucharadita) o balanza
• 2 vasos de plástico transparente
• Cinta de enmascarar
• Bolígrafo

Nota: Si deseas que los alumnos practiquen utilizando una balanza para pesar en gramos, pídeles que pesen dos gramos de bicarbonato y de cloruro de calcio.

Resultados esperados
Aparecen burbujas y un precipitado blanco.

Pregunta a los alumnos:

• ¿Qué observaron al mezclar la solución de bicarbonato y la solución de cloruro de calcio?
  Las soluciones formaron burbujas y se formaron pequeñas partículas blancas sólidas.
• ¿Observaste un precipitado?
  Sí. Las partículas blancas aparecieron después de combinar las dos soluciones.
• ¿Creen que esto fue una reacción química? Sí. ¿Por qué?
  Las dos sustancias que se combinaron eran líquidos y las sustancias que se produjeron eran un sólido y un gas. Estos productos parecen ser diferentes de los reactivos.

Recuerda a los alumnos que, en las reacciones químicas que han visto hasta ahora, ciertos átomos en las moléculas reactivas rompen sus enlaces y luego se reorganizan y vuelven a enlazarse de diferentes maneras para formar los productos. Vieron que en los reactivos había el mismo tipo y cantidad de átomos que en los productos.

Proyecta la imagen Cloruro de calcio y bicarbonato de sodio.

Pregunta a los alumnos:

• ¿Qué productos de la reacción reconocen?
  Los alumnos deben reconocer el cloruro de sodio (NaCl), el agua (H₂O) y el dióxido de carbono (CO₂).
• Observa el lado del producto de la ecuación química. ¿Qué gas se produce en la reacción química?
  Gas de dióxido de carbono.
• ¿Cuál crees que es el precipitado?
  Como solución, la sal y el agua son transparentes e incoloros, por lo que el precipitado debe ser CaCO₃, que es el carbonato de calcio. Diles a los alumnos que el carbonato de calcio es la tiza normal.
• ¿Cuántos de cada tipo de átomo hay en el lado de los reactivos de la ecuación?
  1 átomo de calcio, 2 átomos de cloro, 2 átomos de sodio, 2 átomos de hidrógeno, 2 átomos de carbono y 6 átomos de oxígeno.
• ¿Cuántos de cada tipo de átomo hay en el lado del producto de la ecuación química?
  1 átomo de calcio, 2 átomos de cloro, 2 átomos de sodio, 2 átomos de hidrógeno, 2 átomos de carbono y 6 átomos de oxígeno.
• ¿Se trata de una ecuación química equilibrada? Si es así, ¿cómo lo sabes?
  Sí. El mismo tipo y cantidad de átomos se encuentran en los reactivos y en los productos.

Asegúrate de que los alumnos vean que todos los tipos de átomos del lado izquierdo de la ecuación también se encuentran a la derecha. Asegúrate también de que vean que hay una cantidad igual de cada tipo a ambos lados de la ecuación.

Pregunta a los alumnos:

• ¿Cómo creen que podríamos separar el precipitado de los otros productos?
  Coloca todo en un filtro y deja que el líquido pase. 

Pregunta para investigar
¿Puedes separar el carbonato de calcio del resto de los productos?

Materiales para cada grupo

• Filtro de café o toalla de papel
• Vaso alto de plástico transparente

Resultados esperados
Quedará un sólido blanco en el filtro de café. Después de que el agua se evapore, el carbonato de calcio será un polvo blanco.

Nota: Si deseas separar el cloruro de sodio del agua que fluyó a través del filtro, vierte el líquido en un vaso vacío limpio y deja que el agua se evapore durante unos días. A medida que el agua se evapora, los alumnos comenzarán a ver cristales de sal con forma cúbica que se forman en la solución. Finalmente, solo los cristales de sal permanecerán en el vaso.

Pregunta a los alumnos:

• ¿Qué es la sustancia blanca sólida que hay en el papel?
  Carbonato de calcio (tiza).
• ¿Filtrar el carbonato de calcio y permitir que el agua se evapore es un cambio químico o un cambio físico?
  Es un cambio físico.
• ¿Por qué?
  Estas sustancias ya estaban presentes en el agua, por lo que no se fabrican nuevos productos químicos.
• ¿Qué pruebas había de que se produjera una reacción química al combinar la solución de bicarbonato y la solución de cloruro de calcio?
  Se formaron un gas y un sólido blanco.

Pregunta a los alumnos:

• ¿Cómo podríamos comparar el precipitado con los reactivos para asegurarnos de que el precipitado es realmente diferente de ambos?Realiza una prueba de solubilidad en las tres sustancias.

Pregunta para investigar
¿La solubilidad del precipitado es diferente de la solubilidad del bicarbonato y del cloruro de calcio?

Pregunta a los alumnos:
¿Cómo debemos armar la prueba de solubilidad?

• ¿Deberíamos usar la misma cantidad de cada sustancia?
  Sí.
• ¿Deberíamos usar la misma cantidad de agua?
  Sí.

Materiales para cada grupo

• Precipitado seco en una toalla de papel
• Balanza
• 3 vasos de plástico pequeños
• Cilindro graduado
• ¼ de cucharadita
• Palito de helado (opcional)
• Cloruro de calcio
• Bicarbonato
• Agua

Diles a los alumnos que les mostrarás otra reacción que forma un precipitado y algo más.

Materiales para la demostración

• Sulfato de cobre II
• Amoníaco doméstico
• Peróxido de hidrógeno (3 %)
• Agua
• Cilindro graduado
• Tubo de ensayo
• 2 goteros
• 1 vaso de plástico transparente (vacío)

Nota: El compuesto de cobre se denomina “cobre II” porque el cobre puede producir diferentes tipos de iones. Puede perder un electrón y ser solo Cu⁺ o puede perder dos electrones y ser Cu 2⁺. Este tipo de ion de cobre se denomina cobre II. El “sulfato” en el sulfato de cobre II es, además, un ion. Este ion está compuesto por más de un átomo. Es uno de los iones poliatómicos analizados en el Capítulo 4, Lección 3. El ion de sulfato está compuesto por un átomo de azufre unido a cuatro átomos de oxígeno y es tratado como un ion (SO₄²⁻).

Preparación del maestro
Haz una solución de sulfato de cobre II añadiendo 5 g de sulfato de cobre II a 50 ml de agua.

Procedimiento

1. Vierte entre 15 y 20 ml de solución de sulfato de cobre II en un tubo de ensayo para que se llene aproximadamente hasta la mitad.
2. Añade unas 10 a 20 gotas de amoníaco.
3. Añade unas 10 a 20 gotas de peróxido de hidrógeno.

Resultados esperados
Después de añadir el amoníaco, se formará un precipitado blanquecino en la parte superior de la solución de sulfato de cobre II. A medida que se añade más amoniaco, el color de la parte superior del líquido cambiará a un color azul más oscuro y profundo. A medida que se añade el peróxido de hidrógeno, el área azul oscura en la parte superior de la solución se volverá de color verde oscuro y se formará un precipitado oscuro.

Nota: Los detalles de las reacciones químicas que producen los diferentes precipitados y los diferentes cambios de color son complicados. La idea principal para los alumnos es que los átomos o grupos de átomos en los reactivos se reorganizan y enlazan de diferentes maneras para formar diferentes sustancias en los productos.

Hazles saber a los alumnos que cuando ven la producción de un gas, un precipitado o un cambio de color, se trata de evidencia de que se ha producido una reacción química.

Pregunta a los alumnos:

• ¿Cómo puedes darte cuenta de que se generó algo nuevo cuando reaccionaron el sulfato de cobre II y el amoníaco?
  Se produjo un precipitado.
• ¿Cómo puedes darte cuenta de que se fabricó algo nuevo cuando estas sustancias reaccionaron con peróxido de hidrógeno?
  El cambio de color y otros precipitados son indicios de otra reacción química.

Proyecto en clase o en casa.

Haz que los alumnos usen objetos como gomitas, esferas, M&M, Legos u otros objetos pequeños para representar los átomos en dos de las tres reacciones que han explorado hasta ahora. Los alumnos pueden pegar los objetos en la cartelera y escribir la fórmula química de los reactivos y productos.