Cómo identificar sustancias químicas en la solución: métodos de prueba y materiales

Precipitación

¿Qué tienen en común Sherlock Holmes, Perry Mason, Nancy Drew y los químicos? Todos son detectives. Puede estar de acuerdo con los tres primeros, pero ¿químicos? Sí, a veces se necesita algo de investigación para descubrir la química.

Por ejemplo, puede confundir dos tubos de ensayo u olvidar el reactivo que agregó a su vaso de precipitados. Por cierto, los reactivos son las sustancias que están a punto de sufrir una reacción química, mientras que los productos son el resultado de la reacción química.

No se preocupe, está a punto de someterse a un entrenamiento serio de detective de química y, al final de esta lección, será un experto en varios métodos de prueba, que incluyen pruebas de llama, conducción y muchos más. Pero no tenemos todo el día, ¡así que comencemos!

Antes de que tengas tu primera lección de detective de química, obtengamos algunas palabras más en nuestro haber. Usaremos mucho la palabra solución , por lo que vale la pena señalar que una solución contiene un soluto, que es el ingrediente menor, y un solvente, que disuelve el soluto. Por ejemplo, si quisiera hacer una solución de agua salada, agregaría un poco de soluto o sal a un poco de agua o al solvente. Para esta lección, cuando una sustancia se puede disolver en agua, se llama soluble y cuando no puede, se llama insoluble. Cuando una sustancia química se disuelve en agua, se llama solución acuosa . Está bien, creo que estás listo.

Tu primera lección involucra la precipitación , ¡y no me refiero a la lluvia! Este tipo de reacción ocurre cuando tienes una solución acuosa donde los iones cargados positiva y negativamente se combinan para formar un producto insoluble, llamado precipitado. De hecho, puede ver los precipitados como un sólido en la solución. Y en caso de que se lo pregunte, los iones son solo átomos que tienen una carga.

Entonces, tu primera lección es ayudar a Sarah, una estudiante de química. Mientras estaba en el laboratorio, confundió sus tubos de ensayo. Ella sabe que hay un metal de transición en uno y un haluro en el otro, pero no puede averiguar cuál es cuál.

Está bien, creo que estás listo. Puede identificar algunos productos químicos que se encuentran en una solución acuosa agregando productos químicos adicionales y observando qué precipitado se forma. Para los metales de transición, a menudo usamos hidróxido de sodio.

Entonces, continúe y tome algunas muestras de sus misteriosos tubos de ensayo y luego agregue hidróxido de sodio para ver cuál tiene un metal de transición. Observa que en uno de los tubos de ensayo se forma un precipitado blanco, pero ¿qué significa eso? Echemos un vistazo a esta tabla.

Desafortunadamente, la única forma de aprender estas cosas es memorizándolas. Ahora sería un buen momento para pausar el video y copiar esta tabla para que pueda usarla para estudiar más tarde. ¡También puede hacer esto para otras tablas en esta lección!

Dado que solo una de las muestras de prueba tenía el precipitado blanco, usted sabe qué muestra contenía el metal de transición. Incluso pudiste averiguar el nombre del metal de transición: ¡zinc!

Buen trabajo, pero aún no has terminado. Usemos una reacción de precipitación para averiguar qué halógeno hay en el haluro. Esta vez le agregas nitrato de plata a la muestra y ves que el precipitado que se forma es amarillo. Pero, ¿a qué haluro pertenece el precipitado amarillo? Echemos un vistazo a esta tabla.

Entonces, parece que tienes yodo. ¡Fantástico!

Conducción

Estás listo para tu segunda lección. Este está en conducción , lo que significa que la electricidad se transmite a través de una solución para ver si puede transportar una corriente eléctrica. Esta vez, Adam quiere ver si hay iones en el agua que bebe. Antes de comenzar, hay algunas cosas que debe saber sobre cómo se unen o se unen los átomos, porque esto influye en si pueden o no transportar una corriente eléctrica.

Un compuesto iónico es una sustancia que contiene átomos que están unidos mediante un enlace iónico, donde los electrones se transfieren de un átomo a otro. Por el contrario, un enlace covalente es cuando los electrones se comparten entre los átomos. Y una última palabra antes de continuar: algunas sustancias pueden producir electrolitos cuando se disuelven en agua. Esto significa que la sustancia puede conducir una corriente eléctrica.

Utilizará una sonda de conductividad para ver si su agua contiene electrolitos, lo que ayudará a Adam a obtener algunas respuestas. Continúe y coloque la sonda en el agua. De acuerdo, parece que está obteniendo un valor alto, así que eso significa que su agua contiene electrolitos, pero ¿qué le dice eso sobre el agua de Adam? No se preocupe, aquí hay algunas tendencias con respecto a los electrolitos y la conducción:

• Los compuestos iónicos que son solubles suelen ser electrolitos.
• Los ácidos fuertes y las bases fuertes son electrolitos.
• Los compuestos unidos covalentemente son generalmente malos electrolitos, lo que significa que no pueden conducir una corriente eléctrica.
• Como son los ácidos débiles y las bases débiles

Entonces, según su prueba, parecería que el agua podría contener compuestos iónicos, ácidos fuertes o bases fuertes. ¿Por qué no te quedas con el agua de Adam? La necesitarás de nuevo para la prueba ácido / base.

Prueba ácida y base

Entonces, pudimos reducir lo que había en el agua de Adán, pero ahora necesitamos ver si contiene un ácido fuerte o una base fuerte. ¡No queremos que Adam se queme la boca!

Mencionamos ácidos y bases anteriormente en la lección, pero echemos un vistazo más de cerca. Un ácido es una sustancia que libera iones de hidrógeno, o H +, cuando se disuelve en agua. Considerando que, una base es una sustancia que libera iones de hidróxido, u OH-, cuando se disuelve en agua.

Para esta prueba, utilizará una tira de pH. Si sumerge una tira de pH en su solución, cambiará de color, lo que indica si su sustancia es ácida, básica o neutra. La escala de pH va de 0 a 14.

• Un pH de menos de 7 indica que tiene un ácido.
• Un pH de 7 indica que su sustancia es neutra
• Un pH superior a 7 indica que tiene una base

Sigamos adelante y probemos el agua de Adam. ¡Parece que es neutral! Entonces, sabemos que contenía iones de nuestra prueba de conducción y que es neutral de nuestra prueba ácido / base.

Un pH de 7 significa que la solución es neutra

Prueba de llama

En esta lección, ayudarás a Bobby a identificar su misteriosa solución. Sabe que contiene plomo, litio o potasio, pero no recuerda cuál. Para ello, realizará una prueba de llama , lo que significa que prenderá fuego a la muestra y luego observará de qué color se vuelve la llama. Los diferentes iones emitirán diferentes colores cuando se queman. Como tiene una solución acuosa, debe tomar una muestra, dejar que el agua se evapore y luego usar un bucle de alambre para recolectar el polvo seco.

Ahora puede colocarlo en la llama y luego observar el color de la llama. Parece que su muestra emite un brillo rojo, así que veamos algunos colores posibles con los iones:

Entonces, ¿cuál es tu muestra misteriosa? Sí, estoy de acuerdo: litio.

Soluciones coloreadas

Parece que hace unos segundos eras un nuevo detective de química, y mira esto, estás en tu última lección. Volvemos para ayudar a Sarah en la clase de química. Después de que nos fuimos, se puso a hablar con un amigo y no estaba prestando atención. Desafortunadamente, tiene varias soluciones coloreadas que contienen diferentes metales de transición, pero no sabe qué metal hay en qué taza.

No tiene que hacer mucho en esta prueba de solución coloreada . Solo necesitas observar de qué color son las soluciones. Bastante fácil, ¿verdad? Ciertos iones de metales de transición tienen colores específicos, por lo que esto puede ayudarlo a identificarlos al observar la solución. Aunque algunos de los colores se superponen, puede ayudarlo al menos a reducir sus opciones de iones. Aquí hay algunas pistas para ayudarlo a identificar estos iones cuando están en solución.

Bueno, podemos identificar algunas de las sustancias desconocidas de Sarah. Parece que tiene una solución que contiene cobalto, una que contiene cobre y otra que contiene hierro.

Resumen de la lección

Eres un detective de química en toda regla. Tiene experiencia con varios métodos que le permiten reducir y, en algunos casos, identificar sustancias químicas misteriosas en solución. Tomemos un momento para revisar estos métodos.

• En la precipitación, puede agregar un producto químico a una solución y observar qué precipitado se forma.
• En conducción, puede ver si hay electrolitos presentes. Los electrolitos fuertes y débiles le darán pistas sobre la identidad de los químicos.
• Las pruebas ácido / base le dirán el pH de la sustancia y si es una sustancia ácida, base o neutra.
• Las pruebas de llama se utilizan para identificar iones según el color que emiten las llamas.
• Algunas soluciones son de un color predecible, por lo que al mirar las soluciones coloreadas, puede intentar descubrir algunos de los productos químicos en la solución.

Y ahora está listo para graduarse. ¡Felicitaciones, obtuvo su título de detective químico o CDD!

Los resultados del aprendizaje

Ahora que ha terminado esta lección, debería poder:

• Identifique las cinco pruebas que puede utilizar para determinar qué tipo de solución tiene
• Discutir cómo probar la precipitación
• Explicar cómo interpretar una sonda de conductividad.
• Recite el pH de soluciones ácidas, básicas y neutras.
• Recordar el significado de los resultados de las pruebas de llama y color.