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tabla de sustancias

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  • 1. 5.1 ACTIVIDAD EXPERIMENTAL SOLUBILIDAD Y CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA DE LAS SALESProblema:¿En general se puede afirmar que las sales se disuelven y conducen la corrienteeléctrica mejor en el agua que en el alcohol?Hipótesis:Se sugiere al profesor apoyar a sus alumnos para que elaboren una hipótesis.Objetivos:  Realizar una comparación de la capacidad de las sales de disolverse en agua y en el alcohol  Observar y determinar en qué medio se conduce mejor la electricidad las sales con agua o las sales con alcohol.Marco Teórico.Por su carácter polar, el agua disuelve a un gran número de sustancias sólidas,líquidas o gaseosas, orgánicas e inorgánicas. Es por ello que se le denomina eldisolvente universal. Por ejemplo, el NaCl cloruro de sodio es un compuestoiónico muy soluble en agua.La elevada solubilidad de este compuesto radica en la atracción que los polosparciales positivos y negativos de la molécula de agua ejercen sobre los iones deNa+ y de Cl- de los cristales del NaCl. Específicamente las cargas parcialespositivas de los hidrógenos de la molécula de agua atraen a la carga negativa delanión cloruro Cl-, mientras que la carga parcial negativa del átomo de oxígenoejerce la atracción sobre el catión sodio Na+. Estas interacciones electrostáticasproducen la ionización del cloruro de sodio, y los iones Na+ y Cl- se dispersan en ladisolución, para ser consecuentemente hidratadosCOMPUESTOS IÓNICOS Son sólidos con punto de fusión altos (por lo general, > 400ºC) Muchos son solubles en disolventes polares, como el agua.. La mayoría es insoluble en disolventes no polares, como el hexano C6H14. Los compuestos fundidos conducen bien la electricidad porque contienen partículas móviles con carga (iones) Las soluciones acuosas conducen bien la electricidad porque contienen partículas móviles con carga (iones). Materiales SustanciasUna gradilla Agua destilada12 tubos de ensayo Cloruro de Sodio ( NaCl )Una balanza electrónica o granataria Yoduro de potasio ( KI )Agitador de vidrio Cloruro de Cobre II (CuCl2 )Conductímetro( pila de 9 V, foco piloto, 2 Sulfato de Calcio (CaSO4)caimanes pequeños)Una cápsula de porcelana Nitrato de potasio ( KNO3 )Un microscopio estereoscópico Nitrato de Amonio (NH4NO3)Un vidrio de reloj
  • 2. Procedimiento 1. Observar las características de las sustancias utilizando el microscopio y registra tus resultados en la tabla anexa. 2. Determinar con un aparato de conductividad eléctrica (conductímetro) si las sales conducen electricidad en estado sólido. 3. Numerar los tubos de ensayo del 1 al 12 4. Pesar 0.4 g de cada una de las sustancias y agregarlas a los primeros 6 tubos como se indica en la tabla, posteriormente adicionar 5mL de agua destilada a cada uno de ellos, agita, y anota tus resultados. 5. Vierte la disolución del tubo 1 obtenida en una capsula de porcelana, introduce los electrodos del circuito eléctrico en la solución y determina si esta conduce corriente eléctrica. Repite la operación con los demás tubos y registra tus resultados. 6. Repite nuevamente el procedimiento anterior utilizando los tubos del 7 al 12 utilizando 5 mL de alcohol en lugar de agua y nuevamente registra los resultados en la tabla. TABLA DE RESULTADOS Características Conductividad Soluble Conductividad eléctrica en Agua Alcohol eléctrica las sales sólidas Agua Alcohol Sulfato de cobre Brilloso, color No conduce si es su azul, electricidad en soluble poco conductividad ligeramente estado solido es muy si transparente buena Sulfato de sodio Blanco rocoso No conduce la Si si Si es electricidad Conductible si Cloruro de Transparente, No conductor de Si si Si si sodio cuadrados y electricidad redondos, Carbonato de Poroso como No conduce la Si si Si si sodio el unicel electricidad blanco transparente Cloruro de bario Blanco No conduce la Si no Si si cristalino electricidad Rocoso Cloruro cuproso Verde brilloso No conduce la Si si Si si y poroso electricidad Análisis de resultados y observaciones
  • 3. Instructivo para el armado del circuito eléctrico.Material:Pila de 9 V.2 caimanes pequeños (rojo y negro)Foco pilotoRealizar el armado del circuito como se indica a continuación.
  • 4. 5.2 CONSTRUCCION DE MODELOS TRIDIMENSIONALES PARA SOLVATACION Instructivo para la construcción de modelos tridimensionales para la solvataciónMATERIALESModelos atómicosPROCEDIMIENTO 1. Armar los modelos atómicos comenzando por identificar a los átomos de oxígeno e hidrógeno que forman a la molécula del agua. 2. Representar la solvatación de las siguientes sales: NaCl, Na2SO4,Ejemplo de la representación de la solvatación del cloruro de sodio (NaCl)
  • 5. 5.3 LECTURA PROPIEDADES DE LOS COMPUESTOS IONICOSCuando los metales reaccionan con no metales, los átomos del metal por loregular pierden electrones para formar iones positivos. Todos los iones positivosse denominan cationes. Los cationes siempre tienen menos electrones queprotones. Por ejemplo veamos la figura Nº 1 donde se muestra como un átomo desodio neutro (11 protones [11+] y once electrones [11-]) pierde un electrón paraconvertirse en un ion sodio. El ion sodio, con 11 protones pero solo 10 electrones,tienen una carga neta de 1+, lo que se representa como Na+. La cantidad de cargapositiva de un ion metálico es igual al número de electrones que perdió. Porejemplo, cuando un átomo de magnesio neutro pierde dos electrones, forma union magnesio Mg2+.Por otra parte los átomos de los no metales suelen ganar electrones para formariones con carga negativa llamados aniones. La figura muestra como un átomo decloro neutro (17+, 17-) puede ganar un electrón para formar un ion cloruro Cl-. Con17 protones y 18 electrones, el ion cloruro tiene una carga neta 1-. Los ionescloruro se pueden unir con iones sodio para formar cloruro de sodio (sal de mesa). EJEMPLO: Formación de cloruro de sodio Modelo de Bohr Acepta el electrón del sodio y Cede su electrón de la completa su última capa última capa al cloro Modelo de Bohr Ion sodio Ion cloruro 4 4 FIGURA Nº1. Formación de cloruro de sodio a partir de Na+ y Cl-
  • 6. Cuando se añaden electrones a un átomo no metálico, la carga del ion formado esigual al número de electrones que gano. Por ejemplo, un átomo de azufre quegana dos electrones forma un ion sulfuro S2-.La transferencia de electrones es posible que ocurra entre elementos cuyaselectronegatividades son significativamente diferentes. Observa que en la tabla deelectronegatividades que el sodio, litio, magnesio y los otros elementos delextremo izquierdo de la tabla periódica tienen bajas electronegatividades. Estosmetales son muy reactivos y tienen una fuerte tendencia a donar electrones yformar iones positivos. Mientras que el cloro, flúor, oxigeno y otros elementos nometales del extremo derecho de la tabla periódica tienen valores altos deelectronegatividad. Esto hace que tengan una fuerte atracción por los electrones yasí formen iones negativos. Por consiguiente, los compuestos iónicos se formanfácilmente cuando elementos de los extremos de la tabla periódica reaccionan.Por ejemplo, yoduro de potasio KI y cloruro de calcio CaCl 2. Muchas sustanciascomunes como la cal CaO, la lejía NaOH y el bicarbonato para hornear NaHCO3también son compuestos iónicos. Ordinariamente la sal de mesa es tan buenejemplo de los compuestos iónicos que algunas veces otros compuestos similaresson también llamados “sales”. Linus Pauling definió la electronegatividad como La capacidad que tienen los átomos de atraer y retener los electrones que participan en un enlace químico. H Elemento más 2.1 VALORES DE ELECTRONEGATIVIDAD DE PAULING electronegativo Li Be B C N O F 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 Na Mg Al Si P S Cl 0.9 1.2 1.5 1.8 2.1 2.5 3.0 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br 0.8 1.0 1.3 1.5 1.6 1.6 1.5 1.8 1.8 1.8 1.9 1.6 1.6 1.8 2.0 2.4 2.8 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 1.9 2.2 2.2 1.2 1.9 1.7 1.7 1.8 1.9 2.1 2.5 Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At 0.7 0.9 1.1 1.3 1.5 1.7 1.9 2.2 2.2 2.2 2.4 1.9 1.8 1.8 1.9 2.0 2.2 Fr Ra Ac Th Pa U Np – Lw 0.7 0.9 1.1 1.3 1.5 1.7 1.3 Elemento menos electronegativo 7 7Por consiguiente un átomo de sodio tiene una fuerte tendencia a perder su únicoelectrón externo y convertirse en Na+. Esto es un ejemplo de oxidación, unproceso en el cual una especie química pierde uno o más electrones. De manerasimilar, es energéticamente favorable para el átomo cloro hacerse de un electrónextra, completar un octeto externo y convertirse en ión Cl-. Así la ganancia de unoo más electrones por un átomo, molécula o ion, es denominada reducción.
  • 7. En química, el enlace iónico es la unión que resulta de la presencia de fuerzas deatracción electrostática entre los iones de distinto signo. Se da cuando uno de losátomos capta electrones del otro.El metal dona/cede uno o más electrones formando un ion con carga positiva ocationes, con configuración electrónica estable. Estos electrones luego ingresanen el no metal, originando un ion cargado negativamente o anión, que tambiéntiene configuración electrónica estable. La atracción electrostática entre los ionesde carga opuesta causa que se unan y formen un enlace.Los compuestos iónicos forman redes cristalinas constituidas por iones de cargaopuesta unidos por fuerzas electrostáticas. Este tipo de atracción determina laspropiedades observadas. Si la atracción electrostática es fuerte, se forman sólidoscristalinos de elevado punto de fusión e insolubles en agua; si la atracción esmenor, como en el caso del NaCl, el punto de fusión también es menor y, engeneral, son solubles en agua e insolubles en líquidos apolares como el benceno.Se denomina enlace iónico al enlace químico de dos o más átomos cuando éstostienen una diferencia de electronegatividad mayor a 1.7. En una unión de dosátomos por enlace iónico, un electrón abandona el átomo menos electronegativo ypasa a formar parte de la nube electrónica del más electronegativo. El cloruro desodio (la sal común) es un ejemplo de enlace iónico: en él se combinan sodio ycloro, perdiendo el primero un electrón que es capturado por el segundo: Na Cl → Na + Cl-De esta manera se forman dos iones de carga contraria: un catión (de cargapositiva) y un anión (de carga negativa). La diferencia entre las cargas de los ionesprovoca entonces una fuerza de interacción electromagnética entre los átomosque los mantiene unidos. El enlace iónico es la unión en la que los elementosinvolucrados aceptarán o perderán electrones.En la solución, los enlaces iónicos pueden romperse y se considera entonces quelos iones están disociados. Es por eso que una solución fisiológica de cloruro desodio y agua se marca como "Na+ + Cl-" mientras que los cristales de cloruro desodio se marcan "Na+Cl-" o simplemente "NaCl".Algunas características de los compuestos formados por este tipo de enlace son: Son sólidos de estructura cristalina en el sistema cúbico. Este enlace produce una transferencia de electrones de un metal a un no metal formando iones Altos puntos de fusión y ebullición. Son enlaces resultantes de la interacción entre los metales de los grupos I y II y los no metales de los grupos VI y VII. Son solubles en solventes polares y aun así su solubilidad es muy baja. Una vez fundidos o en solución acuosa, sí conducen la electricidad.
  • 8. En estado sólido no conducen la electricidad. Si utilizamos un bloque de sal como parte de un circuito en lugar del cable, el circuito no funcionará. Así tampoco funcionará una bombilla si utilizamos como parte de un circuito un cubo de agua, pero si disolvemos sal en abundancia en dicho cubo, la bombilla, del extraño circuito, se encenderá. Esto se debe a que los iones disueltos de la sal son capaces de acudir al polo opuesto (a su signo) de la pila del circuito y por ello este funciona.Los iones se clasifican en dos tipos:a) Anión: Es un ion con carga negativa, lo que significa que los átomos que loconforman tienen un exceso de electrones. Comúnmente los aniones estánformados por no metales, aunque hay ciertos aniones formados por metales y nometales. Los aniones más conocidos son (el número entre paréntesis indica lacarga):F(-) fluoruro,Cl(-) cloruro,Br(-) bromuro,I(-) yoduro,S(2-) sulfuro,SO4(2-)sulfato,NO3(-) nitrato,PO4(3-) fosfato.b) Catión: Al contrario que los aniones, los cationes son especies químicas condéficit de electrones, lo que les otorga una carga eléctrica positiva. Los máscomunes son formados a partir de metales, pero hay ciertos cationes formadoscon no metales.Na(+) sodio,K(+) potasio,Ca(2+) calcio,Ba(2+) bario,Mg(2+)magnesio, Al(3+) aluminio,NH4(+) amonio Determinación de la polaridad de una fuente de corriente continúaDe acuerdo a lo sabido, desde la fuente, los electrones "salen" por el bornenegativo. De aquí van al electrodo negativo, el cátodo, que es donde ocurrirá lareducción. Podemos pensar esto si sabemos que en la reducción los electrones seencuentran del lado de los reactivos. Como es la parte negativa, a éste se leasociarán los iones de la solución que sean positivos: Na+. De acuerdo a la reglapráctica, sabemos que si en el cátodo, el catión en solución es de la primercolumna de la tabla periódica (a ésta pertenece el Na), lo que se reducirá será el
  • 9. agua de la solución. Por ende, la reacción catódica será: 2 H2O (l) + 2 e- --> H2(g) +2 OH-(ac). En la cual se ve que se forma hidrógeno gaseoso, además de hidróxido,que se unirá con el sodio dando NaOH(ac), que como sabemos da el medio básicopor el cual la fenolftaleína viró a violeta.Luego tenemos el electrodo positivo, el ánodo, que es donde ocurre la oxidación.De aquí "saldrán" los electrones que volverán a la fuente. De la misma maneraque lo pensamos antes, podemos decir que en el ánodo, los electrones son unproducto de la oxidación. Además, como es el electrodo negativo, se le asociaránlos iones Cl- de la disolución. Nuevamente, si aplicamos la regla práctica para elánodo inatacable, si en la solución hay halógenos, éstos serán los que se oxiden.Por ende, la reacción anódica será: 2 Cl- (ac) --> Cl2 (g) + 2 e-. Aquí se ve como eneste electrodo se formará cloro gaseoso.Como se ve en el esquema, los electrones circularán desde el borne negativo dela fuente, hacia el cátodo, lego por la solución hasta el ánodo, volviendo a lafuente. Los iones positivos (Na+) irán hacia el borne negativo (cátodo) mientrasque los aniones Cl- irán hacia en ánodo. Electrólisis de una solución de ioduro de potasioNuevamente tenemos los electrones que llegan al electrodo negativo, que es elcátodo, ya que en éste, los electrones están del lado de los reactivos. A esteelectrodo se asocian los iones K+ de la solución, y como éste no se puede reducir,lo hará el hidrógeno del agua. Por ende, la ecuación catódica es:2 H2O (l) + 2 e- --> H2 (g) + 2 OH- (ac). Entonces, podemos concluir que las burbujitasque se formaban alrededor del electrodo eran de hidrógeno gaseoso, y lacoloración violeta era producto del medio básico que da el hidróxido asociado alpotasio.
  • 10. Luego, en el electrodo positivo, es donde ocurre la oxidación. A este se le asocianlos iones I- de la solución, que son los que se oxidan (recordemos que el electrodoes inatacable). La reacción anódica es: 2 I-(ac) --> I2 (ac) + 2 e-. Estos electrones"volverán" a la fuente, y el yodo molecular es el que, disuelto en agua, da lacoloración amarilla.Cuestionario: 1. ¿En qué consiste la electrólisis? R=La electrolisis es la transformación(interconversion) de la energía eléctrica en energía química y viceversa en depósitos conocidos como celdas electroquímicas las que a su vez son de 2 tipos: electrolíticas y galvánicas. 2. Elabora un diagrama que ilustre la electrólisis del yoduro de potasio (KI). 3. ¿Qué es la reducción? 4. ¿Qué es la oxidación? 5. ¿Qué nombre reciben las especies químicas que presentan carga eléctrica positiva? 6. ¿Qué nombre reciben las especies químicas que presentan carga eléctrica negativa? 7. ¿Qué nombre reciben los compuestos cuyos átomos están unidos por fuerzas de atracción eléctrica? 8. Menciona las principales propiedades de los compuestos que poseen enlace iónico.

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