Introduccin experimental al sistema peridico

Introduccin experimental al sistema peridico

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

FACULTADA DE INGENIERA INDUSTRIALEscuela Acadmica Profesional Ingeniera IndustrialLaboratorio de Qumica GgeneralINFORME N 2INTRODUCCION EXPERIMENTAL AL ANALISIS PERIODICOGRUPO:-VIERNES DE 5-7 pm.Nombre Profesor:-Ingeniero Edmundo Surez

Cdigo Apellido Paterno Apellido Materno Nombre-Gallegos Prez Pedro-Crdenas CrdovaGuillermo-Guillen Bravo Kevin-Sandoval BendezuDiego Ciudad universitaria UNMSM, 24 de abril del 2015 INDICE :1.- Resumen3

2.- Principios Tericos43.- Procedimiento experimental 6

4.- Resultados 8

5.- Ejemplo de Clculo 9

6.- Conclusiones y Recomendaciones 10

7- Bibliografa 11

8.- Apndice 12

1. resumen:En el presente informe mostraremos a detalle lo realizado en la segunda semana de laboratorio de qumica correspondiente al tema introduccin experimental al anlisis peridico . Primero explicaremos los principios tericos, importante para tener los conocimientos necesarios antes de realizar la experimentacin,

Luego explicaremos paso a paso el procedimiento experimental, demostrando las propiedades de algunos metales (alcalinos, alcalinos trreos y halgenos ), as como las reacciones qumicas(exotrmicas ) de los compuestos trabajados en clase. tambin expondremos los resultados de la experimentacin, adems de algunos ejemplos de clculo que nos ayudaran a comprender lo experimentado en el laboratorio.

Por ultimo mostraremos las conclusiones a las que pudimos llegar una vez realizada la experimentacin, adems de algunas recomendaciones, ya sea para para reducir el margen de error o para un mejor anlisis de la experimentacin.2.- Principios TericosTabla Peridica:Ms de la mitad de los elementos que se conocen en la actualidad se descubrieron entre 1800 y 1900. Durante este periodo los qumicos observaron que muchos elementos mostraban grandes semejanzas entre ellos. El reconocimiento de las regularidades peridicas en las propiedades fsicas y en el comportamiento qumico, as como la necesidad de organizar la gran cantidad de informacin disponible sobre la estructura y propiedades de las sustancias elementales condujeron al desarrollo de la tabla peridica, una tabla en la que se encuentras agrupados los elementos que tienen propiedades qumicas y fsicas semejantes. En la figura se muestra la tabla peridica moderna, en la cual los elementos estn acomodados de acuerdo con su nmero atmico (que aparece sobre el smbolo del elemento), en filas horizontales, llamadas periodos, y en columnas verticales, conocidas como grupos o familias, de acuerdo con sus semejanzas en las propiedades qumicas. Observe que los elementos 112 a 116 y 118 se han sintetizado recientemente, razn por la cual aun carecen de nombre.Los elementos se dividen en tres categoras: metales, no metales y metaloides. Un metal es un buen conductor del calor y la electricidad, en tanto que un no metal generalmente es mal conductor del calor y la electricidad. Un metaloide presenta propiedades intermedias entre los metales y los no metales. En la figura 2.10 se observa que la mayora de los elementos que se conocen son metales; solo 17 elementos son no metales y ocho son metaloides. De izquierda a derecha, a lo largo de cualquier periodo, las propiedades fsicas y qumicas de los elementos cambian en forma gradual demetlicas a no metlicas. En general, se hace referencia a los elementos en forma colectiva, mediante su nmero de grupo en la tabla peridica (grupo 1A, grupo 2A, y as sucesivamente). Sin embargo, por conveniencia, algunos gruposde elementos tienen nombresespeciales.Los elementos del grupo 1A (Li, Na, K,Rb, Cs y Fr) se llamanmetales alcalinos, y los elementos del grupo 2A (Be,Mg, Ca, Sr, Ba y Ra) reciben el nombre de metales alcalinotrreos. Los elementos del grupo7A (F, Cl, Br, I y At) se conocen comohalgenos, y los elementos delgrupo 8A (He,Ne, Ar, Kr, Xe y Rn) son losgases nobles o gases raros.La tabla peridica es una herramienta til que correlaciona las propiedades de los elementos en forma sistemtica y ayuda a hacer predicciones respecto del comportamiento qumico. Ms adelante, en el captulo 8, analizaremos con ms detalle esta piedra angular de la qumica.La seccin de Qumica en accin de lapgina 52 describe la distribucin delos elementos sobre la Tierra y en elcuerpo humano.

Figura 1La tabla peridica moderna. Los elementos estn organizados de acuerdo con los nmeros atmicos, que aparecen sobre sus smbolos. Con excepcin del hidrgeno (H), los no metales aparecen en la extrema derecha de la tabla. Las dos filas de metales que se localizan por debajo de la tabla principal se ubican convencionalmente aparte para evitar que la tabla sea demasiado grande. En realidad, el cerio (Ce) debera seguir al lantano (La), y el torio (Th) debera ir justo despus del actinio (Ac). La Unin Internacional de Qumica Pura y Aplicada (IUPAC) ha recomendado la designacin de los grupos 1-18 pero su uso an no es frecuente. En este texto utilizamos la notacin estadounidense para los nmeros de los grupos (1A-8A y 1B-8B). Todava no se ha asignado nombre a los elementos 112 a 116 y 118. El elemento 117 an no ha sido sintetizado.

SolubilidadSolubilidades una medida de la capacidad de disolverse de una determinadasustancia(soluto) en un determinado medio (solvente). Implcitamente se corresponde con la mxima cantidad de soluto que se puede disolver en una cantidad determinada de solvente a una temperatura fija. Puede expresarse en unidades deconcentracin:molaridad,fraccin molar, etc.Si en una disolucin no se puede disolver ms soluto decimos que la disolucin estsaturada. En algunas condiciones la solubilidad se puede sobrepasar de ese mximo y pasan a denominarse como soluciones sobresaturadas. Por el contrario si la disolucin admite an ms soluto decimos que se encuentrainsaturada.No todas las sustancias se disuelven en un mismo solvente. Por ejemplo, en el agua, se disuelve elalcoholy lasal, en tanto que elaceitey lagasolinano se disuelven. En la solubilidad, el carcterpolaro apolarde la sustancia influye mucho, ya que, debido a este carcter, la sustancia ser ms o menos soluble; por ejemplo, los compuestos con ms de un grupo funcional presentan gran polaridad por lo que no son solubles enter etlico.Entonces para que un compuesto sea soluble en ter etlico ha de tener escasa polaridad; es decir, tal compuesto no ha de tener ms de un grupo polar. Los compuestos con menor solubilidad son los que presentan menor reactividad, como son: lasparafinas, compuestos aromticos y los derivados halogenados.El trmino solubilidad se utiliza tanto para designar al fenmeno cualitativo del proceso dedisolucincomo para expresar cuantitativamente laconcentracinde las soluciones. La solubilidad de una sustancia depende de la naturaleza del disolvente y del soluto, as como de latemperaturay lapresindel sistema, es decir, de la tendencia del sistema a alcanzar el valor mximo deentropa. Al proceso de interaccin entre lasmolculasdel disolvente y las partculas del soluto para formar agregados se le llamasolvataciny si el solvente es agua,hidratacin.Factores que afectan la solubilidadLa solubilidad se define para fases especficas. Por ejemplo, la solubilidad dearagonitoycalcitaen el agua se espera que difieran, si bien ambos son polimorfos decarbonato de calcioy tienen la misma frmula molecular.La solubilidad de unasustanciaen otra est determinada por el equilibrio de fuerzas intermoleculares entre el disolvente y el soluto, y la variacin deentropaque acompaa a la solvatacin. Factores como latemperaturay lapresininfluyen en este equilibrio, cambiando as la solubilidad.La solubilidad tambin depende en gran medida de la presencia de otras sustancias disueltas en el disolvente como por ejemplo la existencia de complejos metlicos en loslquidos. La solubilidad depender tambin del exceso o defecto de algnioncomn, con el soluto, en la solucin; tal fenmeno es conocido como el efecto delioncomn. En menor medida, la solubilidad depender de la fuerza inica de las soluciones. Los dos ltimos efectos mencionados pueden cuantificarse utilizando la ecuacin de equilibrio de solubilidad.Para unslidoque se disuelve en una reaccin redox, la solubilidad se espera que dependa de las posibilidades (dentro del alcance de los potenciales en las que el slido se mantiene la fase termodinmicamente estable). Por ejemplo, la solubilidad deloroen el agua a alta temperatura se observa que es casi de un orden de magnitud ms alta cuando el potencial redox se controla mediante un tampn altamente oxidante redox Fe3O4-Fe2O3que con un tampn moderadamente oxidante Ni-NiO. La solubilidad tambin depende del tamao fsico del grano decristalo ms estrictamente hablando, de la superficie especfica (o molar) del soluto. Para evaluar la cuantificacin, se debe ver la ecuacin en el artculo sobre el equilibrio de solubilidad. Para cristales altamente defectuosos en su estructura, la solubilidad puede aumentar con el aumento del grado de desorden. Ambos efectos se producen debido a la dependencia de la solubilidad constante frente a la denominadaenerga libre de Gibbsasociada con el cristal. Los dos ltimos efectos, aunque a menudos difciles de medir, son de relevante importancia en la prcticapues proporcionan la fuerza motriz para determinar sugrado de precipitacin, ya que el tamao de cristal crece de forma espontnea con el tiempo.TemperaturaLa solubilidad de un soluto en un determinado disolvente principalmente depende de la temperatura. Para muchos slidos disueltos en el agualquida, la solubilidad aumenta con la temperatura hasta 100C,aunque existen casos que presentan un comportamiento inverso. En el agua lquida a altas temperaturas la solubilidad de los solutos inicos tiende a disminuir debido al cambio de las propiedades y la estructura del agua lquida, el reducir los resultados de la constante dielctrica de un disolvente menos polar.Los solutos gaseosos muestran un comportamiento ms complejo con la temperatura. Al elevarse la temperatura, los gases generalmente se vuelven menos solubles en agua (el mnimo que est por debajo de 120C para la mayora de gases),pero ms solubles en disolventes orgnicos.El grfico muestra las curvas de solubilidad de algunas sales slidas inorgnicas tpicas.Muchas sales se comportan como el nitrato de bario y el arseniato cido disdico, y muestran un gran aumento de la solubilidad con la temperatura. Algunos solutos (por ejemplo, NaCl en agua) exhiben una solubilidad bastante independiente de la temperatura. Unos pocos, como el sulfato de cerio (III) y elcarbonato de litio, se vuelven menos solubles en agua a medida que aumenta la temperatura. Esta dependencia de la temperatura se refiere a veces como retrgrada o solubilidad inversa. En ocasiones, se observa un patrn ms complejo, como con sulfato de sodio, donde el cristal decahidrato menos soluble pierde agua de cristalizacin a 32C para formar una fase anhidra menos soluble.La solubilidad de loscompuestos orgnicoscasi siempre aumenta con la temperatura. La tcnica de la recristalizacin, utilizado para la purificacinde slidos, depende de un soluto de diferentes solubilidades en un disolvente caliente y fro.Producto de solubilidadElproducto de solubilidadoproducto inicode un compuesto inico es el producto de lasconcentracionesmolares (deequilibrio) de losionesconstituyentes, cada una elevada a la potencia del coeficiente estequiomtrico en la ecuacin de equilibrio:CmAn m Cn++ n Am-DondeCrepresenta a uncatin,Aa unaninymynson sus respectivos ndices estequiomtricos. Por tanto, atendiendo a su definicin su producto de solubilidad se representa como:Kps = [Cn+]m[Am-]nEl valor deKpsindica lasolubilidadde uncompuesto inico, es decir, cuanto menor sea su valor menos soluble ser el compuesto. Tambin es fcilmente observable que si aumentamos la concentracin de uno de los componentes o iones (por ejemplo, aadiendo una sustancia que al disociarse produce ese mismo ion) y alcanzamos de nuevo el equilibrio, la concentracin del otro ion se ver disminuida (lo que se conoce comoefecto ion comn).Hay dos formas de expresar la solubilidad de una sustancia: comosolubilidad molar, nmero demolesdesolutoen un litro de unadisolucin saturada(mol/L); y comosolubilidad, nmero de gramos de soluto en un litro de una disolucin saturada (g/L). Todo esto ha de calcularse teniendo en cuenta una temperatura que ha de permanecer constante y que suele ser la indicada en las condiciones estndar o de laboratorio (P=101 kPa, T=25C).Precipitado antignicoEninmunologa, las reacciones de precipitacin son las ms simples de realizar y visualizar, al hacer reaccionar unantgenosoluble con unanticuerpocorrespondiente.Al antgeno en cuestin se le llama precipitgeno, es multivalente (posee varias copias del mismodeterminante antignico) y pueden ser de naturalezaproteica,toxinasu otros productos debacterias,hongos,virus, etc. Estas reacciones son comunes en los laboratorios de diagnsticos, que usan medios lquidos o slidos para realizar la prueba, til, por ejemplo en el examen deVDRLpara el diagnstico desfiliscongnito, o en lainmunodifusin doble de Ouchterlony. Precipitacin qumicaMediante la adicin dereactivos, loscontaminantessolublesse transforman en formas insolubles o de una menor solubilidad. La eliminacin de la disolucin ser tanto ms completa (cuantitativa) cuanto ms insoluble sea el compuesto formado. Por ejemplo, se pueden eliminar losbicarbonatos del agua mediante la adicin dehidrxido de calcio, Ca (OH)2, el cual formacarbonato de calcio, CaCO3, compuesto poco soluble que sedimenta en forma de fino polvo. Reacciones de precipitacin delPlomo (II).Es la tecnologa de pretratamiento ms comn para la eliminacin de contaminantes que se utiliza para reducir la concentracin demetalesen el agua residuala niveles que no causen preocupacin. Es posible eliminar unmetal pesadodisuelto (comoplomo,mercurio,cobreocadmio, que est comocloruro,nitratoosulfato) adicionandohidrxido sdicoo clcico, que produce la precipitacin del correspondiente hidrxido de plomo, mercurio, cobre o cadmio. Tambin se utiliza para eliminar ladureza del aguacuyo nombre es ablandamiento.

7- Bibliografa Qumica. Raymond Chang,Williams College. McGraw-Hill, 2002.10 Ed. Pgina 51-52 http://es.wikipedia.org/wiki/Producto_de_solubilidad http://es.wikipedia.org/wiki/Solubilidad http://es.wikipedia.org/wiki/Precipitado

8. apndice:8.1-Por qu el color del recipiente de vidrio en el que se almacena el metal alcalino? Qu propiedades debe tener el lquido en el cual se encuentra sumergido el metal?-los metales alcalinos (grupo IA) se conservan en un recipiente oscuro ,para evitar el contacto del metal con la luz ya sea solar o artificial como la de focos o fluorescentes, debido a que se oxidan con gran facilidad .-tambin se almacenan en lquidos apolares como el kerosene, lquidos cuyas molculas no presentan polarizacin, siendo de este modo hidrfugos (no se mezclan con el agua) lo cual evita tambin su oxidacin.8.2- a qu se debe la reactividad de los metales alcalinos con agua, la formacin de llama en algunos casos y el cambio de coloracin cuando se agrega la fenolftalena a la solucin final?-los metales alcalinos son elementos muy reactivos debido a que pierden con mucha facilidad sus electrones , proceso que se conoce como oxidacin, que se da por la presencia del oxgeno ,componente muy abundante en el agua (H2O), a esto se debe su alta reactividad frente al agua ,particularmente los elementos que se trabajaron en el laboratorio ,litio sodio y potasio ,siendo este ltimo el ms reactivo por poseer mayor radio atmico o ser mas electropositivo.-la fenoltaleina es un indicador acido-base , permite identificar el nivel de ph, al echar unas gotas sobre la reaccin esta cambiara de color si se trata de una base (a morado rojizo ) y se mantendr si es un acido 8.3 Qu propiedad permite que los elementos precipiten cuando estn en solucin acuosa?

-Se llama solubilidad baja expresada como producto de solubilidad. Si tienes una solucin de nitrato de plata y le agregas sal, el in plata reacciona con el in cloruro formando cloruro de plata el cual es muy insoluble en agua .Esto es tpico de varias reacciones qumicas de intercambio inico en los cuales los reactivos son solubles en agua pero alguno de los productos no lo es. Portanto en cuanto mezcles estas sustancias y reaccionen, los productos precipitarn.8.4 explicar el color de la fase orgnica en la experiencia de los halgenos-El color que obtuvimos en esta fase, en el caso de la KI se dio la aparicin del colorvioleta, esto se debi a la reaccin que ocurri entre el CCl4 y el I2. Asimismo si hiciramos reaccionar el CCl4 con Cl2, Br2 obtendramos los colores amarillo y naranja rojizos respectivamente, con lo cual podemos decir que el Yodo es quien produce una coloracin medio violeta.

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