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Práctica #5. Ácidez de los cationes metálicosc OBJETIVO. Identificar las propiedades de un ion metálico y como varían dichas propiedades. Determinaremos el grado de acidez de los cationes del Al3+, K+, Ca2+ ,Fe3+, Ni2+ y Zn2+ en soluciones de NaOH y Na2S, para poder identificarlos y ver la relación entre PI de acciones y su pH, forzando una hidrólisis ácida y una básica.
HIPÓTESIS De acuerdo con la practica veremos cuáles son las propiedades de acidez de cada uno de los elementos que se nos son presentes en el la misma. De acuerdo a la carga de cada cloruro, se lograran soluciones ácidas, los que tengan una mayor carga (cationes con radio mayor), serán más ácidos.
ANTECEDENTES. La fuerza de un ácido puede ser definida como la tendencia a ceder un protón y la fuerza básica como la tendencia a aceptarlo. Una reacción ácido-base ocurre debido a que los ácidos no son iguales de fuertes. En Química se diferencia lo ácido de lo básico utilizando la escala llamada pH y definida como la Inversa de logaritmo decimal de la concentración de protones (ó hidrogeniones). pH=-log [H+] Y como la concentración de protones va de 10-1 a 10-14 entonces la escala de pH va de 1 a 14, siendo 7 la neutralidad (agua pura, por ejemplo); de 6,9 hasta 1 ácido (ácido muriático o clorhídrico, ácido cítrico, vinagre, etc.) y de 7,1 a 14 básico (hidróxido de sodio o soda cáustica, hidróxidos, etc.) El potencial de ionización es la energía que es necesaria que se suministra a un átomo para arrancarle un electrón de su capa de valencia, convirtiendo el átomo en un ion positivo o catión. Nos ceñiremos al primer potencial de ionización, energía necesaria para extraer un único electrón del átomo, aunque en muchos elementos se puede hablar de segundo potencial de ionización, energía necesaria para arrancar un segundo electrón al átomo que ya ha perdido uno, o de tercer, cuarto, etc. potencial de ionización. Dos factores influirán sobre el potencial de ionización. Por una parte será tanto mayor cuanto más atraído esté el electrón que se pierde por el núcleo atómico. Por otro
lado, como los átomos tienden a tener ocho electrones en su capa de valencia, acercarse a este ideal disminuirá el potencial de ionización, y alejarse de él lo aumentará. En un grupo, al bajar en la tabla periódica, aumenta el número de electrones del elemento y el número de capas electrónicas. Puesto que hay más capas electrónicas, los electrones están cada vez más lejos del núcleo atómico, que los atrae, por tanto, con menos fuerza y más apantallados por los electrones de las capas internas, que los repelen hacia el exterior del átomo. Estos tres factores se conjugan para que al bajar en el grupo, como el electrón estará menos retenido, el potencial de ionización disminuya. En un periodo el número de capas permanece constante, ya que en un periodo se completa la capa de valencia, no aumenta el número de capas. Al empezar, la capa de valencia tiene un único electrón, mientras que la capa inmediatamente anterior tiene ocho, si el átomo pierde ese electrón externo, se quedaría con una última capa con ocho electrones, una capa de valencia completa, de forma que pierde con mucha facilidad ese electrón y el potencial de ionización es muy pequeño. En los metales de transición, va aumentando la carga nuclear, sin aumentar la distancia entre la capa de valencia y el núcleo, así que los electrones de valencia están más atraídos y va aumentando el potencial de ionización. Al finalizar el período, los electrones de la capa de valencia aumentan en número, a la vez que aumenta su separación del núcleo, así que el primer elemento tendrá un potencial bajo, pero al aumentar el número de electrones se acerca a ocho y cada vez será más difícil arrancar un electrón, aumentando el potencial de ionización hasta alcanzar el máximo en los gases nobles, que tienen completa con ocho electrones la capa de valencia. La clasificación de los elementos desde el punto de vista analítico se divide en los que pueden formar cationes y los que no pueden formarlos. Esto depende de que tan electronegativo sea el elemento y de la relación q/r2: neutros y ácidos. Características de la acidez es que los elementos tienden a reaccionar con agua, mientras más ácidos, más inestables, Mn+ + m H2O ' M(OH)m+n-m + H+ Depende de la relación q/r2. A mayor q/r2 el catión es más ácido, pues mayor es su atracción hacia los dipolos de agua.
Procedimiento experimental y Resultados
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+ 1 Ejercicios para resolver al terminar la sesión 1.- < : 7 , ; : : 7 Categoría (pH de Ejemplos observados Tipo de cationes precipitación) durante la (carga y bloque de la tabla práctica periódica) Cationes no ácidos (pH>14) Cationes muy débilmente ÿ * #* %'63$) 2* 2" ÿ "') # "') ácidos (12
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