Practica 4. Propiedades Quimicas

7/26/2019 Practica 4. Propiedades Quimicas

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Luis Fernando Baque M. Paralelo 3

ESCUELA SUPERIOR POLITCNICA DEL LITORALDepartamento de Ciencias Qumicas y Ambientales

Laboratorio de Qumica General 1Informe de Laboratorio N 4

PROPIEDADES QUMICAS DE LOS ELEMENTOS

MARCO TERICOLey peridicaEn 1864, el qumico ingls John Newlands observ que cuando los elementosse ordenaban segn sus masas atmicas, cada octavo elemento mostrabapropiedades semejantes. Newlands se refiri a esta peculiar relacin como la

ley de las octavas. Sin embargo, tal "ley" result inadecuada para elementos demayor masa que el calcio, por lo cual el trabajo de Newlands fue rechazado porla comunidad cientfica. En 1869, el qumico ruso Dmitri Mendeleev2 y elqumico alemn Lothar Meyer3 propusieron de manera independiente unadisposicin en tablas mucho ms amplia para los elementos, basada en larepeticin peridica y regular de sus propiedades. El sistema de clasificacin deMendeleev super sobremanera al de Newlands, en particular en dos aspectos.Primero, agrup los elementos en forma ms exacta, de acuerdo con suspropiedades, y segundo, porque hizo viable la prediccin de las propiedades devarios elementos que an no se descubran. Por ejemplo, Mendeleev plante laexistencia de un elemento desconocido que llam eka-aluminio y predijo

algunas de sus propiedades. (Eka es una palabra en snscrito que significa"primero"; as, el eka-aluminio sera el primer elemento bajo el aluminio en elmismo grupo.) Cuando el galio se descubri, cuatro aos ms tarde, not quesus propiedades coincidan significativamente con las propiedades quepronostic para el eka-aluminio. Al utilizar lo s da tos ex pe r imentale s dedis per s in, Ruth e r ford ca lcul e l nmero d e c ar ga s posi tivas qu e haba e n e ln cleo de a lguno s elemento s , pero laimp orta ncia de e s os nm e r os seco mp r endi uno s ao s ms ta rde . En 191 3, un jo ven f s icoingl s , Henr yMos eley ," desc ubri un a c orrelacin e ntre lo qu e l lla m nmero atm i c o ylaf r ec ue ncia de lo s r a yos X qu e se gen e r a ba n al bomb a rde ar un e le me nto conelectrone s de a lta e nerg a . Mose ley o bse r v qu e la fre cue ncia d e los ra yos Xe mitido s por los ele me ntos s e poda c orrel a cion ar c on l a e cuaci n = a (Z - b )Donde v es la frecuen cia de los r ay os X emitido s y a y b s on con s ta nte s paratodo s los e le me ntos . As , a partir de la r a z cu a drada de la frecuenci a medid ade los rayos X emi tido s,es pos ible determinar el nmero atmico de unelemento.Con m uy pocas excepcione s , Mose ley encontr que el nmero


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atmico a umenta en elmi s mo orden q ue la masa a tmic a . (Qumica RaymondChang - 9na Edicin, pg. 318).

Propiedades de los metalesLa mayor parte de los elementos metlicos exhibe el lustre brillante queasociamoscon los metales. Los metales conducen el calor y la electricidad, sonmaleables (se pueden golpear para formar lminas delgadas) y dctiles (sepueden estirar para formar alambre). Todos son slidos a temperatura ambientecon excepcin del mercurio (punto de fusin -39C), que es un lquido. Dosmetales se funden a temperaturas un poco mayores que la ambiente: el cesio a28.4C y el galio a 29.8C. En el otro extremo, muchos metales se funden atemperaturas muy altas. Por ejemplo, el cromo se funde a 1900C. Los metalestienden a tener energas de ionizacin bajas y por tanto tienden a formarionespositivos con relativa facilidad . Por tanto, los metales se oxidan (pierden

electrones) cuando participan en reacciones qumicas. Como sealamosentonces, muchos metales se oxidan con diversas sustancias comunes,incluidos el O2 y los cidos.Las cargas de los metales alcalinos siempre son 1+y las de los metales alcalinotrreos siempre son 2+ en sus compuestos. Enestos dos grupos, los electrones s exteriores se pierden con facilidad paraproducir una configuracin electrnica de gas noble. Las cargas de los iones delos metales de transicin no siguen un patrn obvio. Muchos iones de metalesde transicin tienen carga 2+, pero tambin se observan 1+ y 3+. Una de lascaractersticas distintivas de los metales de transicin es su capacidad paraformar ms de un ion positivo. Por ejemplo, el hierro puede ser 2+ en algunoscompuestos y 3+ en otros. (Qumica la Ciencia Central - 9na Edicin -Theodore L. Brown, LeMay, Bursten&Burdge, pg.253).Propiedades de los no metalesLos no metales varan considerablemente en su apariencia ; no son lustrososY generalmente son malos conductores del calor y la electricidad. Sus puntosde fusin generalmente son ms bajos que los de los metales (aunque eldiamante, una forma de carbono, funde a 3570C). Siete no metales existen encondiciones ordinarias como molculas diatmicas. Cinco de ellos son gases(H2, N2, O2, F2 y Cl2), unoes lquido (Br2) y uno es un slido voltil (I2). Elresto de los no metales son slidosque pueden ser duros como el diamante oblandos como el azufre. Debido a sus afinidades electrnicas, los no metales, alreaccionar con metales, tiendena ganar electrones. Por ejemplo, la reaccinentre aluminio y bromo produce bromuro de aluminio, un compuesto quecontiene el ion aluminio, Al3+, y el ion bromuro, Br-.Los no metalesgeneralmente ganan suficientes electrones para llenar su subcapa p exterior porcompleto, a fin de alcanzar una configuracin electrnica de gas noble. Lamayor parte de los xidos no metlicos son cidos; los que se disuelven enagua reaccionan para formar cidos. La reaccin entre dixido de carbono yagua explica la acidez del agua carbonatada y, en cierta medida, la del agua


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delluvia. (Qumica la Ciencia Central - 9na Edicin - Theodore L. Brown,LeMay, Bursten&Burdge, pg.254).

Tamao atmicoDentro de un mismo periodo, el tamao atmico tiende a disminuir conformeaumenta el nmero atmico, debido a que cada elemento de un periodo tieneun protn ms que el elemento que lo antecede. El aumento del nmero decargas positivas en el ncleo produce mayor atraccin de los electrones hacial, disminuyendo el volumen del tomo. Dentro de un mismo grupo, el tamaoatmico aumenta conforme lo hace el nmeroatmico, debido a que con cadaperiodo se agrega un nivel de energa ocupado por ms electrones.(Olga Gonzlez Fundamentos de la Qumica pg . 89).Energa o potencial de ionizacinEs la mnima energa que se necesita para remover un electrn de mayor

energa de un tomo neutro en el estado gaseoso. Dentro de cada periodo, laenerga de ionizacin de los elementos aumenta conforme lo hace el nmeroatmico. Dentro de un mismo grupo, la energa de ionizacin de los elementosdisminuye conforme aumenta el nmero atmico.( Olga Gonzlez Fundamentosde la Qumica pg. 89). Afinidad electrnicaLa afinidad electrnica (AE) o electroafinidad se define como la energa liberadacuando un tomo gaseoso neutro en su estado fundamental (en su menor nivelde energa) captura un electrn y forma un ion mononegativo. https://es.wikipedia.org/wiki/Afinidad_electr%C3%B3nica. ElectronegatividadLa electronegatividad es la capacidad de un tomo para atraer hacia slos e lec trones de un enlace qumico . Los elementos con electronegatividad altatienen ms tendenciapara atraer electrones que los elementos conelectronegatividad baja. Como es de esperarse,la electronegatividad serelaciona con la afinidad electrnica y la energa deIonizacin. As, un tomocomo el flor, que tiene la mayor afinidad electrnica (tiende a tomar electronesfcilmente) y una energa de ionizacin alta (no pierde electrones con facilidad),tiene electronegatividad alta. LinusPaulingdesarroll un mtodo para calcularlas electronegatividades relativasde la mayora de los elementos. Un anlisiscuidadoso de esta tabla indica las tendencias y relaciones entre los valores deelectronegatividad de distintos elementos .Por lo general, la electronegatividadaumenta de izquierda a derecha a travs de un periodo de la tabla peridica, ycoincide con la disminucin del carcter metlico de los elementos. En cadagrupo, la electronegatividad disminuye al aumentar el nmero atmico y e lca r cter metl ico. (Qumica Raymond Chang - 9na Edicin, pg. 369).
https://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomohttps://es.wikipedia.org/wiki/Gashttps://es.wikipedia.org/wiki/Estado_fundamentalhttps://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Ionhttps://es.wikipedia.org/wiki/Ionhttps://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Estado_fundamentalhttps://es.wikipedia.org/wiki/Gashttps://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomohttps://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa


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OBJETIVO GENERAL

Observar algunas reacciones qumicas mediante la utilizacin de diferentescompuestos o elementos y plantear dichas ecuaciones que determina lo que seha observado.

OBJETIVOS ESPECFICOS

Presenciar fsicamente lo que sucede cuando se combinan un cido(cido hidrcido) con un metal y un no metal.

Obtener una solucin de color violeta cuando se agregue gotas defenolftalenaa un trozo calcinado de cinta de magnesio en agua.

Preservar todo el gas que se desprende al calentar azufre para obtenerla formacin de un cido oxcido al final.

MATERIALES Y EQUIPOS

Vaso de precipitados

Agitador


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Pipeta

Mechero

Cuchara de deflagracin

Papel indicador


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Fenolftalena

Recipiente para gas


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PROCEDIMIENTO

1. Medir 10 ml de cido clorhdrico (HCl) y verter en dos vasos de precipitadosde 100ml (verter 10ml en cada uno).

2. En un primer vaso de precipitados, que contiene HCl, agregar un trocito decinta de magnesio y anotar lo que sucede fsicamente. En el otro vaso agregaruna cantidad muy pequea de azufre (S), y de la misma manera presenciar loque sucede para luego tomar apuntes de dicha accin realizada.

3. Tomar otro trozo de cinta de magnesio para luego calcinarlo con la ayuda deuna pinza para crisol y el mechero de bunsen. Tomarlo con la pinza y quemarlohasta que se haya convertido en cenizas. Arrogarlas en un vaso de

precipitados.4. A las cenizas de magnesio que se encuentran en el vaso de precipitadosagregar 25ml de agua, agitar fuertemente para luego agregar gotas defenolftalena. Anotar lo que sucede.

5. con la ayuda de una cuchara de deflagracin tomar una cantidad consideradade azufre y luego calentar en el mechero. Esperar hasta que el azufre esteapunto de pasar a gas (gas toxico), en ese momento meter rpidamente lacuchara de deflagracin dentro de un frasco boca ancha, y tapar en un principiocon una hoja de papel para que el gas no se escape.

6. Esperar que se haya concentrado el gas dentro del frasco para luego retirarrpidamente la cuchara de deflagracin con la tapa de papel y agregar 25ml deagua dentro del frasco que contiene el gas y cerrarlo con su respectiva tapa.

7. Una vez que se tiene dentro del frasco solo agua y gas agitar fuertementehasta que ambos se combinen y se forme el compuesto esperado. Luegoensayar dicha solucin en un papel indicador.

8. Mediante todas las reacciones que se han realizado plantear todas lasdebidas ecuaciones qumicas en una tabla de datos.


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RESULTADOS

Tabla de observaciones

Reactivos utilizadosObservaciones

( Apreciacin al momento de lacombinacin)

1HCl + Mg

Al combinar el cido clorhdrico con elmagnesio se produjeron muchas burbujas en lasuperficie del cido como si estuviera hirviendo.

2 HCl + S Al combinarse el cido clorhdrico con el azufre

se volvi simplemente una mezcla muy pocouniforme.

3 Mg + O 2 Al reaccionar el magnesio con el oxgeno se

form una flama muy incandescente que emitamucha luz.

4 Oxido + H 2OCuando se agreg agua al oxido no se produjo

mayor sorpresa simplemente se combinaron lascenizas con el agua que se le haba vertido.

5 S + O 2 Durante la reaccin del magnesio con el

oxgeno se desprendi un gas altamente toxicode color un poco oscuro.

6 Oxido de S + H 2O

Al combinarse el xido de azufre con aguadesapareci totalmente la fase gaseosa, se

form un lquido claro, muy uniforme con unadensidad que aparentaba igualarse a la de

agua pura.


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Tabla de resultados

HCl + Mg 2HCl + Mg MgCl 2 + H2

HCl + S S + HCl S + HCl

Mg + O2 2Mg + O 2 2MgO

MgO + H2O MgO + H 2O Mg (OH) 2

S + O2 S + O 2 SO 2

SO2 + H2O SO 2 + H2O H 2SO 3

Grficos

Procedimiento de la prctica


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ANLISIS DE RESULTADOS

El resultado obtenido durante la prctica fue el esperado, ya que se realiz todode una manera correcta a nuestro propio criterio.Cumplimos con todos los objetivos que tenamos e hicimos reaccionar todas lassustancias de una manera correcta. Y al final todos nuestro resultados seasemejaron a los que se tenan como datos tericos o ciertas situaciones quedeberan suceder cuando el ensayo se haya realizado de la manera adecuada,como por ejemplo al momento de agregar las gotas defenolftalenaal oxido de

magnesio, la solucin tena que tornarse de color violeta, y efectivamente fue loque sucedi en nuestro ensayo. Adems nuestras propias observaciones nos ayudaron a tener xito en laprctica, durante los tres ensayos que se hicieron.Otro punto que nos encamino a realizar la practica con gran precisin y porconsiguiente obtener excelentes resultado fue el conocimiento que tenamos


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Sobre la reaccin de sustancias y planteamientos de ecuaciones qumicas, yaque mucho antes de que comenzramos a realizar nuestro trabajo sabamos

perfectamente que era lo que bamos a obtener, es decir el producto que seformaba al hacer reaccionar diferentes reactantes o reactivos, esto nos facilitmuchos la comprensin de lo que en prctica se estaba haciendo.

HCl + Mg 2HCl + Mg MgCl 2 + H2

HCl + S S + HCl S + HCl

Mg + O2 2Mg + O 2 2MgO

MgO + H2O MgO + H 2O Mg (OH) 2

S + O2 S + O 2 SO 2

SO2 + H2O SO 2 + H2O H 2SO 3

Como se puede observar en la tabla anterior es lo que en prctica obtuvimosrepresentado a travs de frmulas y ecuaciones qumicas, se puede apreciarque las ecuaciones se encuentra balanceada.

A travs de estos datos pudimos anticiparnos a lo que se obtendra en cadaproceso.


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CONCLUSIONES

Por lo tanto, se aprendi que las propiedades qumicas tanto de losmetales como los no metales se hacen evidentes durante una reaccinqumica, cuando existe un cambio, es decir, cualquier cualidad quepuede ser establecida solamente al cambiar la identidad qumica de unasustancia.

En consecuencia, la r az n d e qu e se for me n di fe r e ntes tipos de x ido scua nd o los meta les r eacc iona n co n e l oxge no tien e q ue ve r c on laes tabilidad de l os xi do s en e l e s tad o s lido.

Por ende, se concluyen tambin que la capacidad de los metales y nometales para reaccionar con otras sustancias tambin depende deciertas propiedades como la electronegatividad y afinidad electrnica.

RECOMENDACIONES

Se recomienda tener mucha precaucin al someter ciertas sustanciascomo por ejemplo el azufre al calor, debido a que al combinarse con eloxgeno se forma un oxido que es muy toxico.

Despus de combinar sustancias o reactivos se recomienda observar loque sucede fsicamente con el producto porque esto nos ayudar aentender mejor y saber lo que suceder cuando combinemos distintassustancias en el futuro.

Plantear las respectivas ecuaciones qumicas al comienzo de la prcticaes de mucha ayuda, ya que podremos predecir lo que obtendremosluego de combinar reactivos diferentes.


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REFERENCIAS

Theodore L. Brown, LeMay, Bursten&Burdge, Libro Qumica , la CienciaCentral - 9na Edicin. ISBM 970-26-0468-0. pg.253, 254.

Raymond Chang Qumica , 9na Edicin, I SBM 978-970-10-611-4, pg.318, 369.

Olga Gonzlez Fundamentos de la Qumica , 2da edicin, ISBM: 978 -9942-02-270-7, pg. 89.

Manual de prcticas de laboratorio de qumica, ESPOL.

Internet:

https://es.wikipedia.org/wiki/Afinidad_electr%C3%B3nica.

ANEXOS

Preguntas

Cunta energa de ionizacin tienen los metales?

R//. Los metales tienden a tener energas de ionizacin bajas y por tantotienden a formar iones positivos con relativa facilidad.

Qu acurre con los metales cuando reaccionan con otras sustancias?

R//. Los metales se oxidan (pierden electrones) cuando participan en reaccionesqumicas, muchos metales se oxidan con diversas sustancias comunes,incluidos el O2 y los cidos.


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Qu ocurre con los no metales cuando reaccionan con otras sustancias?

R//. Debido a sus afinidades electrnicas, los no metales, al reaccionar conmetales, tienden a ganar electrones.Los no metales generalmente ganansuficientes electrones para llenar su subcapa p exterior por completo, a fin dealcanzar una configuracin electrnica de gas noble.

Qu se forma cuando los metales reaccionan con el oxgeno?

R//. Las reacciones entre los metales alcalinos y el oxgeno son complejas.Cuando el oxgeno reacciona con metales, suelen formarse xidos metlicosque contienen el ion O 2-.

En qu estado se encuentran los no metales en la naturaleza?

R//.Siete no metales existen en condiciones ordinarias como molculasdiatmicas. Cinco de ellos son gases (H2, N2, O2, F2 y Cl2), uno es lquido(Br2) y uno es un slido voltil (I2). El resto de los no metales son slidos quepueden ser duros como el diamante o blandos como el azufre.

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