REACCIÓN QUÍMICA:

Es un proceso en el que una o más sustancias —los reactivos— se transforman en otras sustancias diferentes —los productos de la reacción-. Un ejemplo de reacción química es la formación de óxido de hierro producida al reaccionar el oxígeno del aire con el hierro.

En una reacción química se conserva el número de átomos y la masa original, pero se redistribuye el material en nuevas estructuras. Por ejemplo, un precipitado sólido amarillo, el yoduro de plomo (PbI₂), se forma por la reacción de dos líquidos, el yoduro de potasio (KI) y el nitrato de plomo Pb(NO₃)₂.

Los productos obtenidos a partir de ciertos tipos de reactivos dependen de las condiciones bajo las que se da la reacción química. No obstante, tras un estudio cuidadoso se comprueba que, aunque los productos pueden variar según cambien las condiciones, determinadas cantidades permanecen constantes en cualquier reacción química. Estas cantidades constantes, las magnitudes conservadas, incluyen el número de cada tipo de átomo presente, la carga eléctrica y la masa total.

SUSTANCIAS EMPLEADAS:

                    Yoduro potásico.

Es el yoduro más importante y la sal de yodo más utilizada. Tiene por fórmula IK, y se obtiene a partir del yodo con potasa cáustica, formándose el iodato  correspondiente, que posteriormente se oxida  con agua oxigenada para dar yoduro potásico. Es una sal muy soluble en agua, y de gran interés industrial como punto de partida para numerosas síntesis orgánicas. También se emplea en fotografía y tiene gran aplicación común como reactivo en química analítica.

                     Nitrato de plomo.

Sal blanca, venenosa, de fórmula (NO₃)₂ Pb. Se obtiene tratando el metal, el óxido o el hidróxido con ácido nítrico. Cristaliza en hermosos cristales rómbicos. Se utiliza juntamente con el bióxido de plomo en la fabricación de fósforos y fuegos artificiales.

EL PADRE DE LA QUÍMICA:   Lavoisier.

Lavoisier nació en París, en el seno de una familia acomodada. Recibió una excelente educación, consiguiendo primero licenciarse en Derecho, luego estudió Astronomía, Historia Natural y Química. Bien parecido y brillante, se casó con una hermosa e inteligente joven, con quien llevo una vida muy feliz. Sin embargo, había un germen de tragedia en la posición de Lavoisier. Su mujer era hija de uno de los jefes ejecutivos de La Ferme Générale, una empresa privada que recaudaba los impuestos para el gobierno de Luis XVI. Cuando llegó la Revolución Francesa, la concesionaria de los impuestos constituyó uno de sus principales objetivos. Y Lavoisier lo pagó con su vida.

            Lavoisier dispuso de veinte años de trabajo en ciencia y tecnología, que fueron de enorme beneficio para el pueblo francés y para la Ciencia. Se ocupó en métodos para el abastecimiento de agua corriente a París y en la iluminación de sus calles por las noches. Ayudó al descubrimiento de nuevas formas de fabricación de salitre, uno de los ingredientes de la pólvora.

Consiguió descubrir lo que los alquimistas llamaban la transformación del agua en tierra como clara prueba de transmutación de elementos. Los alquimistas consideraban que cuando se llevaba el agua en un recipiente a ebullición, en éste aparecían sedimentos dando por probado que el elemento agua pasaba a transformase en el elemento tierra. Con sus experimentos Lavoisier demostró que ese sedimento no era tierra, sino simplemente, cristal disuelto por el agua al ser llevada al punto de ebullición. Llegó a esta conclusión por el hecho de medir las cosas con precisión.

 Enunció también la ley de la conservación de la masa, sentó las bases de la nomenclatura química e inició el empleo del método científico en la realización de experimentos. Con razón, es considerado el padre de la Química moderna.

A continuación, se hacer referencia a uno de los objetivos prioritarios de nuestra práctica y que fue enunciada por el excelente químico Lavoisier.

                    Ley de la conservación de la masa:

La combustión,  uno de los grandes problemas de la química del siglo XVIII, despertó el interés de Lavoisier porque éste trabajaba en un ensayo sobre la mejora de las técnicas del alumbrado público de París. Comprobó que al calentar metales como el estaño y el plomo en recipientes cerrados con una cantidad limitada de aire, estos se recubrían con una capa de calcinado hasta un momento determinado en que ésta no avanzaba más. Si se pesaba el conjunto (metal, calcinado, aire, etc.) después del calentamiento, el resultado era igual al peso antes de comenzar el proceso.

Si el metal había ganado peso al calcinarse, era evidente que algo del recipiente debía haber perdido la misma cantidad de masa. Ese algo era el aire. Por tanto, Lavoisier demostró que la calcinación de un metal no era el resultado de la pérdida del misterioso flogisto, sino la ganancia de algo muy material: una parte de aire.

La experiencia anterior y otras más realizadas por Lavoisier pusieron de manifiesto que si tenemos en cuenta todas las sustancias que forman parte en una reacción química y todos los productos formados, nunca varía la masa. Esta es la ley de la conservación de la masa, que podemos enunciarla de la siguiente manera:

“En toda reacción química la masa se conserva, esto es, la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos”.

O, lo que es lo mismo:

"La materia puede cambiar de forma, pero el peso total de la materia implicada en una reacción química sigue siendo el mismo."

                    El nuevo lenguaje de la química.

Los servicios de Lavoisier a la Química incluyen la acuñación de un nuevo sistema para denominar a los productos químicos. Los alquimistas habían revestido su ignorancia con un lenguaje fantasioso y poético. Por ejemplo, hablaban del oro como del “Sol” y de la plata como la “Luna”. Llamaron a la mezcla de ácido nítrico y ácido clorhídirco, con la que se puede disolver el oro, “agua regia”.

Sin embargo, Lavoisier elaboró un nuevo sistema de nomenclatura química. Este sistema está basado en los nombres de los elementos y designa a los compuestos de acuerdo con los elementos con que están formados. Así a la sal, un compuesto de sodio y cloro, se le llamó “cloruro sódico”. El gas formado por hidrogeno y azufre es “sulfuro de hidrógeno”. Un ácido que contenga azufre es “ácido sulfúrico”.El sistema también posee nombres familiares para compuestos que contengan diferentes proporciones de un elemento determinado.

REACCIONES  DE  PRECIPITACIÓN:

Son reacciones que se caracterizan por la formación de un producto insoluble o precipitado, a partir de la reacción de los solutos contenidos en dos soluciones perfectamente transparentes.  Las reacciones de precipitación generalmente involucran sustancias de carácter iónico, cuyos iones se intercambian durante la reacción merced a que la formación del nuevo producto posee una constante de solubilidad mucho más baja que la de cualquiera de los reactivos.

Así, por ejemplo, cuando se mezclan soluciones de NaCl y AgNO₃, se forma el cloruro de plata, AgCl, producto insoluble.  Algo similar ocurre cuando se mezclan soluciones de BaCl₂ y Na₂SO₄, de K₃PO₄  y CaCl₂ o de Pb (NO₃)₂  y  KI, tal y como hicimos en nuestro experimento.

Sistema  2 KI + Pb (NO₃)₂PbI₂ + 2 KNO₃

La figura anterior muestra la secuencia de formación de un precipitado de yoduro de plomo a partir de una solución de yoduro de potasio y otra de nitrato de plomo.

En este sistema se forma un precipitado amorfo de Yoduro de Plomo, que tipifica claramente las reacciones de precipitación.  Sin embargo, una vez que se ha formado el precipitado, éste puede disolverse fácilmente por calentamiento de la mezcla reaccionante, en un mechero de alcohol, y una vez que se ha obtenido esta nueva “solución perfecta”, dicha solución desprenderá nuevamente el precipitado, conforme va descendiendo la temperatura, pero esta vez,  bajo la forma de un sólido cristalino en un proceso que se conoce como “lluvia de oro”.

Si bien la obtención del precipitado inicial de yoduro de plomo puede interpretarse y entenderse como el ejemplo típico de un “cambio o reacción química”, también el cambio en el precipitado, de sólido amorfo a sólido cristalino, puede interpretarse y entenderse como un ejemplo típico de “cambio físico”.

Las reacciones de precipitación no ocurren solamente en los laboratorios. Cuando las aguas subterráneas que contienen abundantes cantidades de sulfato de sodio se mezclan naturalmente con aguas ricas en calcio, se produce la precipitación del sulfato calcio o yeso, que se observa en muchas cavernas bajo la forma de estalactitas.

FILTRACIÓN:

La filtración se trata de un proceso de separar un sólido suspendido (como un precipitado) del líquido en el que está suspendido al hacerlos pasar a través de un medio poroso por el cual el líquido puede penetrar fácilmente. La filtración es un proceso básico en la industria química que también se emplea para fines tan diversos como la preparación de café, la clarificación del azúcar o el tratamiento de aguas residuales. El líquido a filtrar se denomina suspensión, el líquido que se filtra, el filtrado, y el material sólido que se deposita en el filtro se conoce como residuo.

En los procesos de filtración se emplean cuatro tipos de material filtrante: filtros granulares como arena o carbón triturado, láminas filtrantes de papel o filtros trenzados de tejidos y redes de alambre, filtros rígidos como los formados al quemar ladrillos o arcilla (barro) a baja temperatura, y filtros compuestos de membranas semipermeables o penetrables como las animales. Este último tipo de filtros se usan para la separación de sólidos dispersos mediante diálisis.