Laboratorio virtual de identificación de gases: seis gases

Este laboratorio virtual de identificación de gases cubre los ensayos químicos de gases de GCSE e IGCSE Chemistry. Los estudiantes hacen seis ensayos con seis gases: una astilla encendida, una astilla incandescente, agua de cal, papel tornasol rojo y azul húmedo y permanganato de potasio (manganato(VII) de potasio) acidificado. Anotan cada resultado en una tabla, buscan el ensayo que identifica cada gas y después pasan a tubos desconocidos y les ponen nombre. No hay cloro, dióxido de azufre ni amoníaco en el aula, ni hidrógeno cerca de una llama. Una clase da una tabla de resultados completa y práctica en redactar las observaciones que piden las preguntas de examen.

Relación con el currículo

• AQA GCSE Chemistry 4.8.2 (identificación de gases comunes): hidrógeno, oxígeno, dióxido de carbono y cloro. En Combined Science: Trilogy el mismo contenido es el 5.8.2.
• Cambridge IGCSE Chemistry 0620, tema 12.5 (identificación de iones y gases): añade el amoníaco con tornasol rojo húmedo y el dióxido de azufre con permanganato de potasio acidificado.
• Otros programas: los mismos ensayos aparecen en la química de secundaria y bachillerato de muchos países.

Simulic no está afiliado a AQA, Cambridge ni a ningún organismo examinador, ni cuenta con su respaldo.

Antes del laboratorio (5 min)

Pide a los estudiantes que se comprometan con una predicción, en papel o como pregunta 1 del enlace de clase:

"Haces burbujear dióxido de carbono en agua de cal, y después dióxido de azufre en agua de cal nueva. ¿Qué ocurre cada vez?"

La mayoría de los estudiantes aprendieron "agua de cal = dióxido de carbono" y esperan que solo el CO₂ la enturbie. No los corrijas todavía.

Método en la simulación

1. Pon Banco en "Ensayos de gases" y Modo en "Gases conocidos (práctica)". Deja marcado Tornasol húmedo.
2. Elige una Muestra, por ejemplo H₂ – hidrógeno, y un Ensayo, por ejemplo Astilla encendida. Pulsa los botones de los pasos en orden y observa el tubo.
3. Elige lo que viste en los botones que hay debajo de los pasos; se anota en la tabla de resultados. Pulsa Repetir ensayo para empezar con un tubo nuevo.
4. Haz los seis ensayos con los seis gases.
5. Desmarca Tornasol húmedo y vuelve a ensayar el amoníaco con tornasol rojo húmedo. Compara.
6. Cambia Modo a "Gases desconocidos". Ensaya cada incógnita, elige el gas de cada una y pulsa Comprobar respuestas. Nuevas incógnitas da un grupo nuevo.

Gas	Astilla encendida	Astilla incandescente	Agua de cal	Tornasol rojo húmedo	Tornasol azul húmedo	KMnO₄ acidificado
H₂
O₂
CO₂
Cl₂
NH₃
SO₂

Resultados esperados

Estas observaciones salen de la simulación en modo Gases conocidos. Un guion significa que no hay cambio.

Gas	Astilla encendida	Astilla incandescente	Agua de cal	Tornasol rojo húmedo	Tornasol azul húmedo	KMnO₄ acidificado
H₂	pequeña detonación	se apaga	–	–	–	–
O₂	arde con más fuerza	se reaviva	–	–	–	–
CO₂	se apaga	se apaga	se enturbia	–	rojo	–
Cl₂	llama débil y humeante	se apaga	–	se decolora (blanco)	rojo, luego se decolora	–
NH₃	se apaga	se apaga	–	se vuelve azul	–	–
SO₂	se apaga	se apaga	se enturbia	–	rojo	de morado a incoloro

• Cada gas da un resultado que no da ningún otro (en negrita). El agua de cal sola no distingue el CO₂ del SO₂.
• Con Tornasol húmedo desmarcado, el amoníaco y el cloro no cambian el papel, y la simulación avisa de que el gas tiene que disolverse primero en el agua del papel húmedo.

Preguntas para los estudiantes

1. (Predicción, se repite después del laboratorio) ¿Qué ocurre cuando se hace burbujear CO₂ y SO₂ en agua de cal?
2. ¿Qué muestra el ensayo con papel tornasol rojo seco?
3. ¿Qué ves cuando acercas una astilla encendida a la boca de un tubo de oxígeno?
4. Un gas apaga una astilla encendida, no reaviva una astilla incandescente, deja transparente el agua de cal y vuelve azul el tornasol rojo húmedo. ¿Qué gas es?
5. ¿Cómo distingues el dióxido de carbono del dióxido de azufre, y por qué funciona el ensayo?

Respuestas para el docente: (1) Los dos enturbian el agua de cal. (2) El tornasol no cambia, así que el gas tiene que disolverse en el agua del papel para actuar. El papel seco sirve de comparación: la humedad es la única diferencia. (3) No hay detonación; la astilla arde con más fuerza. (4) Amoníaco. (5) Haz burbujear cada gas en permanganato de potasio acidificado. El SO₂ lo hace pasar de morado a incoloro porque es un agente reductor; el CO₂ lo deja morado.

Ideas erróneas frecuentes

• "El oxígeno da una pequeña detonación." La detonación es el hidrógeno que arde. El oxígeno hace que una astilla encendida arda con más fuerza y reaviva una incandescente.
• "El agua de cal turbia demuestra que hay dióxido de carbono." El dióxido de azufre también la enturbia. Si hay varios gases posibles, ensaya también con KMnO₄ acidificado.
• "El cloro vuelve rojo el tornasol, así que solo es un gas ácido." El cloro decolora el papel hasta dejarlo blanco. El tornasol azul húmedo se vuelve rojo primero y después pierde el color.

Ampliación

• Pon Banco en "Iones + NH₄⁺, OH⁻, grupo 2" y haz el ensayo del amonio: calienta la sal con NaOH y acerca tornasol rojo húmedo a la boca del tubo.
• Pide a los estudiantes que escriban una ecuación con palabras o con símbolos para cada ensayo positivo; el modo Gases conocidos muestra las ecuaciones para comprobarlas.

Preguntas frecuentes

¿Puede el enlace de clase abrirse directamente en el banco de gases?

Sí. En la página Compartir, fija Banco en "Ensayos de gases" y Modo en "Sales conocidas (práctica)" en los valores iniciales del enlace; en el banco de gases ese modo aparece como Gases conocidos. Si no, el primer paso del método indica a los estudiantes que cambien de banco.

¿Es la misma simulación que la del laboratorio de identificación de iones?

Sí. El laboratorio virtual de identificación de iones usa el banco Ensayos de iones para los ensayos a la llama y de precipitación. Este laboratorio usa el banco Ensayos de gases, así que los dos pueden hacerse en clases seguidas.

¿Por qué el conjunto de preguntas usa el modo Gases conocidos?

En el modo Gases desconocidos cada estudiante recibe tubos al azar, así que no puede haber respuestas fijas. Usa Gases desconocidos como reto final, donde Comprobar respuestas da corrección al instante.

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