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Oxidación de los metales y propiedades periódicas (OMPP)
Pregunta a responder al final de la sesión:
¿Cuál de las propiedades periódicas de los elementos varía igual que su tendencia a
oxidarse?
⮚ OBJETIVO(S) ACADÉMICO(S)
Que el alumno reconozca las propiedades periódicas y su relación con la oxidación de un metal, mediante la observación y comparación de la reactividad de los metales.
Introducción
En esta práctica, para poder ordenar a varios metales según su tendencia a oxidarse, es necesario que seas capaz de distinguir claramente cuando sí hay reacción y cuando no la hay. Entre los fenómenos más comunes que ponen en evidencia que se está efectuando una reacción están: generación de burbujas que indican que se está produciendo un gas, formación de un precipitado, un cambio de color, etcétera.
⮚ REACTIVOS
Indicador universal Sodio (Na) Ácido clorhídrico (HCl) concentrado Magnesio (Mg) Ácido nítrico (HNO 3 ) concentrado Estaño (Sn) Agua destilada Plata (Ag) Nitrato de plata (AgNO 3 ) Platino (Pt) *Ver Apéndice II
⮚ EQUIPO
Material por equipo Pipeta volumétrica 1 mL 1 Piseta de agua 1 Tubo de ensaye 13x100 5 Espátula 1 Gradilla 1 Pinza para tubo de ensaye 2 Mechero Bunsen 1
⮚ DESARROLLO EXPERIMENTAL Y CUESTIONARIO
IMPORTANTE: Debes realizar los experimentos y contestar las preguntas en el orden en que aparecen en el texto.
Tienes frente a ti cinco tubos de ensaye, conteniendo cada uno un trocito de un metal diferente (plata, platino, estaño, sodio y magnesio) y vas a probar su reactividad con respecto a su tendencia a oxidarse.
1.- A cada uno de los cinco tubos añade, con mucho cuidado , aproximadamente 1 mL de agua destilada. Separa el o los tubos en los que hubo reacción y anota a cuál o cuáles metales corresponden:
a) En el tubo en el que se observe alguna reacción, acerca rápidamente la boca del tubo a la flama del mechero y anota tus observaciones b) ¿Qué color tiene el gas que se desprendió? ______________________________ c) Escribe completa y balanceada la ecuación de la reacción que se llevó a cabo
d) Al tubo donde hubo reacción, añade una gota de indicador universal para confirmar los productos de la reacción. e) Identifica a la especie oxidante (indicando específicamente al elemento):
2.- A los tubos en los que no ha habido reacción, caliéntalos suavemente con el mechero. Selecciona el o los tubos en los que observaste algún cambio y toma nota del metal o metales de que se tratan:
a).- Escribe completa y balanceada la ecuación de la reacción que tuvo lugar:
Adiciona a este último tubo una gota de indicador universal para confirmar los productos de la reacción.
b).- Identifica a la especie oxidante (indicando específicamente al elemento): _________________
3.- A cada uno de los tubos en los que no ha habido reacción, deséchales el agua y agrégales con cuidado unas gotas de ácido clorhídrico concentrado. Aparta el o los tubos en los que sí hubo reacción y registra tus observaciones:
a).-Escribe completa y balanceada la ecuación de la reacción correspondiente en este caso:
6.- Grafica los valores de E ° contra los de las propiedades periódicas que consultaste en la pregunta 3. ¿Cuál propiedad da lugar a la mejor correlación?
7.- ¿Con qué otros cinco metales pudo haberse realizado esta práctica?
8.- Torito: ¿Por qué es tan importante lavar exhaustivamente con agua destilada a los dos últimos metales antes de agregarles ácido nítrico?
9.- Intenta incluir en la mejor gráfica de la pregunta 6, a todos los metales para los cuales encuentres las dos variables.
Pregunta adicional:
10.- Se tienen dos muestras, una de cobre ( E º = 0.34 V) y otra de cadmio ( E º = -0.40 V). A las dos se les añade ácido clorhídrico y sólo una de ellas reacciona. Di a qué elemento corresponde esta muestra y escribe completa y balanceada la ecuación para la reacción que se lleva a cabo.
Referencias bibliográficas
- Rayner-Canham, G. Química Inorgánica Descriptiva , Pearson Educación, México 2000. ISBN 968-
444-385-4.
- Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. Química Inorgánica , 2ª Edición, Pearson Educación, México, 2006.
ISBN 9788420548470.
- Wulfsberg, G. Principles of Descriptive Inorganic Chemistry. University Science Books, Mill Valley, California, 1991.
- Atkins, P.; Overtone, T.; Rourke, J.; Weller, M. Química Inorgánica , 4ª Edición, McGraw Hill,
México, 2008. ISBN 970106531x.
Apéndice I: Conocimientos previos.
El estudiante debe conocer las propiedades periódicas de los elementos, el concepto de electronegatividad, oxidación, reductor, oxidante, pH, acidez.
Apéndice II: Preparación de reactivos
Los reactivos calidad R. A. se usan sin diluir se requieren concentrados.
Apéndice III: Disposición de residuos
O XIDACIÓN DE LOS M ETALES Y P ROPIEDADES P ERIÓDICAS. ( OMPP ) Diagrama ecológico para el manejo de residuos
Na, Mg, Sn, Ag, Pt
Añadir agua
El tubo color azul contiene NaOH. (^) Mg, Sn, Ag, Pt
Calentar los tubos
D1 OMPP
El tubo de color azul contiene Mg(OH) 2. Sn, Ag, Pt
Desechar el agua y añadir HClconc El tubo que reacciona contiene SnCl 2 más HClconc.
Ag, Pt
Desechar el HClconc, lavar varias veces con H 2 O
Añadir HNO 3 concentrado y separar el tubo que reacciona calentando hasta su completa disolución.
El tubo que reacciona contiene AgNO 3 más HNO3 conc D2 OMPP
Pt
Separar con todo cuidado el Pt de la disolución y lavarlo Juntar el HNO 3 varias veces con H 2 O. conc que se separó, con los desechos del lavado de Pt. Este desecho contiene plata
Pt
Potenciales estándar de reducción
Primera (I) y segunda (II) energías de ionización (MJ/mol)
Z a^ Elemento I II Z Element o
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 I A II A III B IV B V B VI B VII B VIII VIII VIII I B II B III A IV A V A VI A VII A VIII A
1 2.2^2 H He 1.008 4. 3 0.98^4 1.57^5 2.04^6 2.55^7 3.04^8 3.44^9 3.98^10 Li Be B C N O F Ne 6.941 9.0122 10.81 12.011 14.007 15.999 18.998 20. 11 0.93^12 1.31^13 1.61^14 1.9^15 2.19^16 2.58^17 3.16^18 Na Mg Al Si P S Cl Ar 22.990 24.305 26.982 28.085 30.974 32.06 35.45 39. 19 0.82^20 1.0^21 1.36^22 1.54^23 1.63^24 1.66^25 1.55^26 1.83^27 1.88^28 1.91^29 1.9^30 1.65^31 1.81^32 2.01^33 2.18^34 2.55^35 2.96^36 3. K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 39.098 40.078 44.956 47.867 50.942 51.996 54.938 55.845 58.933 58.693 63.546 65.38 69.723 72.630 74.922 78.97 79.904 83. 37 0.82^38 0.95^39 1.22^40 1.33^41 1.6^42 2.16^43 1.9^44 2.2^45 2.28^46 2.2^47 1.93^48 1.69^49 1.78^50 1.80^51 2.05^52 1.5^53 2.66^54 2. Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 85.468 87.62 88.906 91.224 92.906 95.95 (98) 101.07 102.91 106.42 107.87 112.41 114.82 118.71 121.76 127.60 126.90 131. 55 0.79^56 0.89^72 1.3^73 1.5^74 2.36^75 1.9^76 2.2^77 2.2^78 2.28^79 2.54^80 2.0^81 1.6^82 1.87^83 2.02^84 2.0^85 2.2^86 Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 132.91 137.33 178.49 180.95 183.84 186.21 190.23 192.22 195.08 196.97 200.59 204.36 207.20 208.98 (209) (210) (222) 87 0.7^88 0.9^104 Fr Ra ** Ku Ha (223) 226.03 (261) (260)
57 1.1^58 1.12^59 1.13^60 1.14^61 62 1.17^63 64 1.2^65 66 1.22^67 1.23^68 1.24^69 1.25^70
* La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
138.91 140.12 140.91 144.24 (145) 150.36 151.96 157.25 158.93 162.50 164.93 167.26 168.93 173.05 174. 89 1.1^90 1.3^91 1.5^92 1.38^93 94 1.28^95 1.3^96 1.3^97 1.3^98 1.3^99 100 101 102
** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lw
227.03 232.04 231.04 238.03 (237) (244) (243) (247) (247) (251) (252) (257) (258) (259) (262)
Las masas están actualizadas conforme a la INTERNATIONAL UNION OF PURE AND APPLIED CHEMISTRY (IUPAC) con fecha de diciembre del 2018, www.iupac.org.
P
Electronegatividad Pauling
Masa atómica
No. atómico
