Propiedades De Algunos Elementos Y Sus Oxidos

PROPIEDADES DE ALGUNOS ELEMENTOS Y SUS ÓXIDOS Resumen: En la práctica “Propiedades de los elementos y sus óxidos” solicitamos los siguientes reactivos: Li, Na, K, Mg, Ca, P, S, Zn, Fe, Al, Ni, C, Cu. Posteriormente los oxidamos en una cucharilla y con la flama del mechero, observamos los cambios provocados por la oxidación, así como el color de la flama, sin embargo hubo óxidos que no se formaron, como los de AL, Zn, Cu, Ni, y Fe, esto por su alto punto de fusión el cual nunca se alcanzaría con el mechero de bunsen. Posteriormente, sumergimos los óxidos resultantes en agua destilada para determinar su PH, colocando indicador universal, notando que cambiaban de color, y comparando el color con la tabla de PH y anotando los resultados en una tabla. Después medimos la conductividad de los elementos señalados anteriormente, para ello utilizamos el conductímetro, colocando una pequeña cantidad de cada elemento en un mortero de porcelana y otros en un vidrio de reloj; desconectando y limpiando los cables del conductímetro después de cada medición, anotando que era conductor si el foco del conductímetro encendía. En la segunda parte de esta práctica, solicitamos ZnO, CuO, Fe2O3, NiO y Al2O3, estos fueron los óxidos que no se formaron fácilmente al quemar los elementos; para conocer su comportamiento acido-base, colocamos cada elemento en un tubo de ensaye por duplicado, a los primeros 5 de le añadió 3ml de ácido clorhídrico (1:1) y a los otros cinco, sosa a 6 molar, para con ello observar su reacción. Con estos procedimientos, obtuvimos diversos resultados dependiendo de propiedades periódicas de los elementos, esto es, conocer su carácter ácido-base, así como su conductividad; observamos que los metales son conductores, sin embargo existen otras cualidades de cada elemento que le permite ser conductor o no, como lo veremos en el desarrollo de la presente práctica. Algo más que se obtuvo fue identificar que los metales tiene carácter básico y los no metales un carácter acido, aunado al hecho de que existen óxidos que reaccionan tanto con una disolución básico como con una ácida, llamados anfóteros. Predicción: Cuando un elemento pasa de su estado basal a excitado y regresa, nuevamente, emite luz. Los no metales (P, S y C) harán reaccionar la flama hacia los colores fríos, como el verde, en el primer caso, el azul para el segundo y los Metales (Fe, Na, Mg, Cu, K, Al, Ni, Ca, Li) tenderán a cambiar la coloración de la flama hacia los colores cálidos, de amarillos a rojos. Debido a su energía de ionización y el espectro electromagnético, los reactivos con mayor energía emitirán coloraciones azules (tendencia a las UV) y los de menor energía (metales) coloraciones rojas (tendencia a los IR). Los Metales presentarán un carácter alcalino y los No Metales uno ácido. Por último, los Metales conducirán la electricidad y harán encender la bombilla, a diferencia de los No Metales. Diagrama de flujo:

Resultados: Elemento Conductor Óxido Color de flama Óxido + Agua Comportamiento Ácido - Base K

Lila Base Na

Naranja Base Li

Rojo Base Mg

Blanco Base Ca

Rojo Base Zn

Verde/ Azul Neutro Fe

Amarillo Neutro Al

Base Ni

Blanca Neutro Cu

Verde/ Azul Neutro S

Morado Ácido P

Blanco Ácido C

Ácido Óxido Óxido + HCl Observaciones ZnO Hay vapor, ebulle la solución, no cambia de color. CuO Vapor, cambia de color, ahora es verde. Fe2O3 Vapor, cambia de color, ahora es amarillo. NiO Desprende vapor, cambia de color, ahora es verde. Al2O3 Hay vapor, no cambia de color. Óxido Óxido + NaOH Observaciones ZnO Desprende vapor, no cambia de color. CuO Se observa que la sosa se sublima, mantiene su color obscuro. Fe2O3 Desprende vapor, mantiene su color rojizo, no cambia a otro color. NiO Hay vapor, cambia de color, ahora es verde.

Al2O3 Hay vapor, ebulle, se disuelve totalmente, no cambia de color. Análisis de resultados Conductividad: De los resultados obtuvimos que todos los metales son conductores, sin embargo se observó que el aluminio en polvo no fue conductor, debido a que las partículas de este están más separadas lo que propicia que se haga resistivo, además éste se oxida fácilmente provocando que no sea un buen conductor, sin embargo al probar su conductividad como lamina de aluminio (papel de aluminio de cocina) fue buen conductor, ya que sus partículas se encuentran más unidas. Por otro lado tenemos al carbono, el cual siendo un no metal fue conductor al probarlo con el conductímetro, observamos esto ya que se puede intuir que lo que se nos proporcionó no fue carbono, sino grafito, el cual es un alótropo del carbono que cuanta con una diferente conformación electrónica, esto es, tiene electrones deslocalizados, lo que lo convierte en un conductor. Estas características responden a sus propiedades periódicas, según su ubicación en la misma, es decir, se relaciona con la electronegatividad y la energía de ionización, las cuales aumentan de abajo hacia arriba y de izquierda a derecha, mientras más electronegativo sea un elemento, más fácilmente se oxidará. Comportamiento ácido-base. De la primera observación al quemar los elementos, obtenemos que los que las flamas al quemarlos varías según el reactivo, esto lo relacionaos con la energía de ionización, esto es, de acuerdo con el espectro electromagnético, elementos como el Li, Na y el Ca, de menor energía, tendrán una flama de coloraciones rojas (tendencia a los rayos infrarrojos); los elementos como el K y el Mg, flamas de colores violetas a azules, debido a que tienen mayor energía (tendencia a los rayos UV). La energía de la llama posibilita la excitación energética de algunos átomos (en estado normal se hallan en estado fundamental). Cuando estos átomos excitados regresan al estado fundamental emiten radiación de longitudes de onda características para cada elemento. Posteriormente al sumergir los óxidos en agua y agregar indicador universal para establecer la acidez y basicidad del medio, se obtuvo que dependiendo del color que tome la disolución será acido, base o neutra según sea el caso, por ejemplo en el caso de la primera tabla de resultados, del agua fue verde el indicador, por lo que es neutra, respondiendo a las propiedades del agua; para la disolución de NaOH, el indicador cambio a morado, por lo tanto es una base fuerte, tiene carácter de base, y para la disolución de HCl, cambio a rosa, por lo que resulto un ácido fuerte. En la segunda tabla de resultados y respecto a su parte relacionada con los óxidos y su comportamiento ácido-base, tenemos que los óxidos de litio, sodio, magnesio, calcio, cobre, níquel, aluminio, zinc, hierro, se comportan como bases –a causa de su carácter metálico-, y que el óxido de azufre y el óxido de potasio se comportaron como ácidos, esto debido a su carácter no metálico. Ahora bien, como se mencionó al principio de esta práctica, hubo óxidos que no se formaron fácilmente (ZnO, CuO, Fe2O3, NiO y Al2O3), y al hacerlos reaccionar con

disolución de HCl, se transformaron en ácidos, y al reaccionarlos con sosa, se transformaron en soluciones básicas, según sea el caso. Como se pudo observar el CuO, el Fe2O3, y el NiO, cambiaron de color con el HCl, indicándonos que tienen un carácter básico. El NiO también cambió de color en la disolución de sosa, mostrándonos que es un afótero, es decir, reacciona tanto con disoluciones ácidas como con bases. En su mayoría los metales producen bases, y algunos no metales como el fosforo, el hidrógeno y el azufre, producen bases al estar en contacto con oxígeno, es decir en los óxidos. También se obtiene al analizar los resultados que mientras menos electronegativo sea el elemento, es más básico el compuesto que se forme, y mientras más electronegativo sea, será más ácido. Y esto en relación con la tabla periódica, tenemos que a lo largo de un grupo de izquierda a derecha, son más ácidos al revés son más bases y por periodos de arriba abajo son basa y viceversa son ácidos Conclusiones: Los elementos reaccionaran de acuerdo a sus propiedades periódicas. Las propiedades periódicas son un patrón de repetición. Los elementos de la tabla periódica están ordenados de tal forma que la electronegatividad está relacionada con la acides y la basicidad, siendo básico y menos electronegativo de derecha a izquierda y de arriba hacia abajo; ácidos y más electronegativos de izquierda a derecha y de abajo hacia arriba. Bibliografía: CHANG, Raymon. Química, Mc Graw Hill, México, 1992. MARTERON, Willian, et al. Química General Superior, 5ta. Edición, Nueva Editorial Interamericana, México, 1986.