PRACTICA # 3 ENLACE QUIMICO (PROPIEDADES FISICAS Y ENLACES EN SOLIDOS) INTRODUCCION Saber que tipo de enlace forma cada uno de los sólidos propuestos que son el Cloruro de Sodio, Acido Esteárico, Dióxido de silicio y la Viruta de Hierro. Como es que Como que afec afecta tan n las las prop propie ieda dade dess de los los sólid sólidos os para para que que se puedan formar los enlaces, si tiene algo que ver su punto de fusión la solubilidad en disolventes polares y no polares y comprobar que para que que se pued pueda a for forma marr un enla enlace ce ióni iónico co o co cova vale lent nte e se debe deben n de cumplir ciertas propiedades fisiacas. ANTECEDENTES DISOLUCIÓN: Son mezclas tanto homogéneas como heterogéneas de 2 o más sustancias. Partes Fundamentales: Soluto: Componente en menor proporción Solvente: Componente en mayor proporción. Propiedades de las soluciones: Solubilidad y concentración. • •
MEZCLA: Es la unión de 2 o mas sustancias en proporción variable, en la que los l os componentes conservan sus propiedades físi física cass o quím químic icas as;; sus sus co comp mpon onen ente tess se pued pueden en sepa separa rarr fácilmente por medios físicos; generalmente no hay absorción o desprendimiento de energía. SOLUBILIDAD: : Es la cantidad de sustancia que se puede disolver en una cantidad determinada determinada de solvente a una temperatura temperatura específica; Es la propiedad de una sustancia para disolverse en otra o la cantidad en gramos que se necesitan para saturar 100 gramos de disolvente o solvente determinado a una temperatura dada. Fases de la disolución: •
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Fase dispersante: El soluto se encuentra en menor proporción. Fase disper dispersor sora: a: El solven solvente te o disolv disolvent ente e se encuen encuentra tra en mayor proporción.
Si el soluto se disuelve en grandes cantidades, decimos que es muy soluble; si lo hace en pequeñas cantidades es poco soluble, pero si no se disuelve en ninguna cantidad, lo llamamos insoluble.
OBJETIVOS: GENERAL: identificar ➢ PARTICULARES: Observar el tipo de propiedades físicas tiene cada unos de los sólidos. Identificar como afecta cada una de las propiedades de los sólidos para formar los enlaces. ➢
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PROB PROBLE LEMA MA 1 ¿Cómo son los puntos de fusión y la solubilidad de sustancias cuya estructura se mantiene por diferentes tipos de enlace? PROCEDIMIENTO 1 1. Coloca muestras de 1 gramo de cloruro de sodio, acido este esteár árico ico,, dió dióxido xido de silic silicio io y viru viruta ta de hier hierrro en vaso vasoss de precipitados o vidrios de reloj. Prueba la dureza de cada solido presionándolo contra el fondo con la ayuda de una varilla de agitación. 2. Huele cuidadosamente cada sustancia acercando los vapores de la sustancia hacia tu nariz con la ayuda de tu mano. No las huelas directamente. 3. Col Coloca oca por separado separado porcio porciones nes pequeñas pequeñas de cada cada una de tus muestras en tubos de ensaye. Prueba el punto de fusión de cada una de ella en un baño María. Las sustancias que no se fund fundan an así, así, co coló lóca cala lass en una una cuch cuchar aril illa la de co comb mbus usti tión ón y caliéntalas directamente a la flama por un tiempo máximo de 5 minutos. Quita el solido de la flama tan pronto como se funda. 4. Coloca cuatro pares de tubo de ensaye en tu gradilla. Agrega con co n los los otr otros sóli sólido doss y los los tres tres par pares de tubo tubo de ensa ensaye ye remanentes. Agrega 2.5 mL de agua destilada al primer tubo y 2.5 de ciclo hexano al segundo tubo de cada par. Ponles un
tapón tapón y agítal agítalos os.. Observ Observa a cuidad cuidadosa osamen mente te si se disuel disuelve ve el solido. 5. Anota Anota tus resultad resultados os en la tabla tabla 1. PROBLEMA 2 ¿Cómo es la conductividad de sólidos y disoluciones de sustancias cuya estructura se mantiene por diferentes tipos de enlace? 1. Prueba Prueba la conductivi conductividad dad de cada cada una de tus muestra muestrass colocando colocando separadamente una porción pequeña de estas en un vidrio de reloj y tocando el solido con los alambres de un equipo de conductividad simple de bajo voltaje. 2. Prueb Prueba a la conduc conductiv tivida idad d de los disolv disolvent entes es a emplea emplearr (agua (agua destilada y ciclohexano) en un vaso de precipitados de 50 mL o de menor volumen. Enjuaga y seca los electrodos del equipo de cond co nduc ucti tivid vidad ad co con n el diso disolv lven ente te ante antess y desp despué uéss de ca cada da prueba anota tus resultados en la tabla 1. 3. Prueba la conductiv tivida idad de las disolu olucion iones o mezclas las disolvente/solido de las cuatro sustancias empleadas tanto en agua destilada como en ciclohexano. 4. Obtén un solido desconocido y trata de clasificarlo en alguna de las cuatr cuatro o de las cuatr cuatro o catego categoría ríass anteri anterior ores es repit repitien iendo do las pruebas sugeridas. 5. Desech Desecha a los materi materiale aless de acuerdo acuerdo a las indicac indicacion iones es de este este proc proced edim imie ient nto o y de tu prof profes esor or.. La Lava va cuid cuidad ados osam amen ente te tus tus manos y tu material de laboratorio antes de salir. salir. Tabla 1. Resultados de las pruebas realizadas.
PROPIEDAD
NaCl
ACIDO ESTEARICO
SiO2
Fe
DUREZA
MEDIA
BAJA
ALTA
MUY ALTA
VOLOTILIDAD
BAJA
ALTA
MEDIA
NADA
PUNTO DE FUSION
ALTO
BAJO
MUY ALTO
MUY ALTO
SOLUBILIDAD EN H2O
SI
NO
NO
NO
SOLUBILIDAD EN CICLOHEXANO
NO
SI
NO
NO
CONDUCTIVIDA D EN SOLIDO
NO
NO
NO
NO
CONDUCTIVIDA D EN H2O
SI
SI
SI
SI
CONDUCTIVIDA D EN CICLOHEXANO
NO
NO
NO
NO
CUESTIONARIO 1. Investiga Investiga las caracter característic ísticas as de los siguientes siguientes tipos tipos de enlaces: enlaces: iónico, covalente molecular, red covalente metálico, metálico. ENLACE IONICO: Se denomina enlace iónico al enlace químico de dos o más átomos cuando éstos tienen una diferencia de electronegatividad de 1,7 ó mayor. En una unión de dos átomos por enlace iónico, un electrón abandona el átomo menos electronegativo y pasa a formar parte de la nube electrónica del más electronegativo Los compuestos compuestos iónicos iónicos forman forman redes edes crista cristalin linas as consti constitui tuidas das por iones de carga opuesta unidos por fuerzas electrostáticas. Este tipo de atracción determina las propiedades observadas. Si la atracción electr ele ctrost ostáti ática ca es fuerte fuerte,, se forman forman sólido sólidoss crista cristalino linoss de elevado elevado
punto de fusión e insolubles insolubles en agua; agua; si la atracción es menor, como en el caso del NaCl, NaCl, el punto de fusión también es menor y, en general, son solubles en agua e insolubles en líquidos apolares como el benceno. benceno. COVALENTE MOLECULAR Son sustancias cuyas moléculas son no polares, la característica fundam fundament ental al de este este tipo tipo de crista cristall es que las moléc molécul ulas as están están unid un idas as por por las las deno denomi mina nadas das fuer fuerza zas s de Van der der Waals; aals; estas estas fuer fuerza zas s son son muy muy débi débile les s y corr corres espo pond ndes es a fuer fuerza zas s de dipo dipolo los s eléctricos. Su conductividad es nula; es decir no son conductores ni del calor y la electricidad y son bastante deformables.
METALICO
Es el enlace que se da entre elementos de electronegatividades bajas y muy parecidas, en estos casos ninguno de los átomos tiene más posibilidades que el otro de perder o ganar los electrones. La forma de cump cumpli lirr la regla egla de oc octe teto to es me medi dian ante te la co comp mpar arti tici ción ón de electrones entre muchos átomos. Se crea una nube de electrones que es co comp mpar arti tida da por por todo todoss los los núcl núcleo eoss de los los átom átomos os que que ce cede den n elec electr tron ones es al co conj njun unto to.. .. Este Este tipo tipo de enla enlace ce se prod produc uce e entr entre e elementos elementos poco electronega electronegativos tivos (metales). (metales). Los electrones electrones que se comparten se encuentran des localizados entre los átomos que los comparten. 2. ¿Es posible obtener alguna información de las fuerzas relativas
de los enlaces iónico y covalente mediante la comparación de los puntos de fusión? Si, ya que el enlace iónico tiene un punto de fusión muy elevado lo cual nos dice que sus moléculas están muy unidas entre si y por lo tanto si su punto de fusión es bajo.
3. Ordena de mayor a menor la dureza que esperas que tenga un
solido formado por cada uno de estos tipos de enlace, y ordena los sólidos que tienes de acuerdo a la dureza que observaste que tipo de enlace asignarías a cada solido. DUREZA ESPERADA
DUREZA OBSEVADA
TIPO DE ENLACE ASIGNADO
1. ENLAC LACE IONICO 2. COV COVALEN ALENTE TE MOLECULAR
DIOXIDO DE SILICIO
COVALENTE MOLECULAR
VIRUTA DE HIERRO
METALICO
CLORURO DE SODIO
IONICO
ACIDO ESTEARICO
COVALENTE
3. MET METALIC ALICO O
COVALENTE
4. Asigna a cada solid lido un tipo de enlace con base en los los resultados de volatilidad y punto de fusión ¿coincide este orden con el obtenido al analizar su dureza? 5. Desde los los inicios inicios de la química química se dice dice que “semejan “semejante te disuelve disuelve a semejante” Considerando que el agua es un disolve lvente polar lar y el ciclohexano es un disolvente no polar, clasifica las interacciones que mantiene a cad uno de los solidos que empleaste como polares o no polares ENLACE IÓNICO
ENLACE COVALENTE
Compuestos covalentes NO polares: solubles en disolventes no polares.
SOLUBILIDAD
ENLACE METÁLICO
Insolubles en disolventes no polares.
Solubles en Compuestos disolventes covalentes polares como el Algunos reaccionan polares: solubles agua. con los ácidos y en disolventes unos pocos con polares. agua.
6.- Los sólidos iónicos tienen aniones y cationes localizados en sitios regulares formando redes cristalinas. ¿Qué tipo de disolvente polar o no polar crees que sea capaz de romper las interacciones que mantienen mantienen sus estructur estructuras? as? ¿Coincide ¿Coincide con lo observado observado en el experimento? En el caso de los enlaces iónicos se necesita un disolvente polar ya que los iones de la superficie de cristal provoca a su alrededor una orientación de moléculas dipolares que enfrentan hacia cada ion sus extr extrem emos os co con n ca carg rga a opue opuest sta a a la del del mism mismo. o. En este este proc proces eso o de orientación se libera una energía que, si supera a la energía reticular, arranca al ion de la red. Y por lo tanto Las moléculas de disolvente alrededor de los iones se comportan como capas protectoras que impiden la reagrupación de los mismos. 7.-investiga los diferentes tipos de atracciones intermoleculares que mantienen unidas a las moléculas de los sólidos moleculares covalentes y da ejemplos de estas. Hay tres tipos principales de interacciones intermoleculares intermoleculares que hacen que las moléculas se asocien para formar sólidos y líquidos: a) Las fuerzas entre dipolos de las moléculas polares.
b) Las fuerzas de London, que afectan a todas las moléculas.
c) Los puentes de hidrógeno que actúan en moléculas que tienen enlaces OH y NH.
8.- ¿Se requiere más energía para perturbar un cristal de un solido molecular o de un solido iónico? ¿Por qué? Se requiere mas energía para poder perturbar a un cristal de un solido molecular ya que la gran estabilidad de estas redes cristalinas se debe a que los átom átomos os que que las las for forma man n está están n unid unidos os entr entre e sí me medi dian ante te enla enlace cess covalentes. 9.- ¿Cómo puedes saber si un solido cristalino esta formado por moléculas o por iones? Explica. Esta formado por iones si su punto de fusión es alto y normalmente conduce la electricidad. Esta formado por moléculas si su punto de fusión es muy bajo, no conduce la electricidad en ningún caso y sus enlaces son covalentes. 10.10.- Lo Loss sóli sólido doss de redes edes co cova vale lent ntes es co cont ntie iene ness sola solame ment nte e enla enlace cess co cova vale lent ntes es prim primar ario ios. s. Este Este tipo tipo de enla enlace cess de 1, 2, o 3 dimensiones da estructuras muy estables ¿como es el punto de fusión de estos sólidos? Presentan Presentan temperaturas de fusión y ebullición muy elevadas. 11.- los enlaces metálicos se dan por las interacciones entre los elec electr tron ones es de vale valenc ncia ia y los los “ker “kerne nels ls”” posi positi tivo voss de los los átom átomos os metálicos. Esto da como resultado un enlace no direccional y un conjun conjunto to de ele electr ctrone oness que no están están asocia asociados dos fuerte fuertemen mente te con ningún kernel atómico en particular. ¿Qué características físicas dan estos electrones a los metales? Los metales suelen ser duros y resistentes. Aunque existen ciertas var aria iaci cion ones es de uno uno a otro, tro, en gen gener era al los los meta etales les tiene ienen n las las sig siguien uienttes prop propie ied dades ades:: dur dureza eza o resis esisttenci encia a a ser rayad ayados os;; resis esiste tenc ncia ia long longit itud udin inal al o resis esiste tenc ncia ia a la rotur otura; a; elas elasti tici cida dad d o capacidad de volve lver a su forma or oriiginal después de sufrir deformación; maleabilidad o posibilidad de cambiar de forma por la acción del martillo; resistencia a la fatiga o capacidad de soportar una
fuerza o presión continuadas y ductilidad o posibilidad de deformarse sin sufrir roturas. roturas.
CONCLUSIONES En esta practica nos pudimos dar cuenta que para cada tipo de enlace existe propiedades que nos hacen identificarlo fácilmente y que que ca cada da una una de esta esta prop propie ieda dade dess afec afecta ta en much muchos os aspe aspect ctos os quím químico icoss de las las sust sustan anci cias as co como mo son son la solu solubi bilid lidad ad,, el punt punto o de fusión, también observamos que para poder romper un enlace del tipo que sea se necesitan ciertas normas para cada tipo de enlace ya que no se pueden separar con cualquier tipo de método y para esto necesitamos saber las propiedades químicas de los enlaces y los solidos.
BIBLIOGRAFIA: Allier Rosalía etal LA MAGIA DE LA QUÍMICA editorial EPSA, México DF 1995 1era ed. pp.92-149 T. T. R. Dickson, INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA, editorial Publicaciones Cultural, 16°ed. México, 1999. pp. 217-358. Puig, Ignacio, S.J. ,CURSO GENERAL GENERAL DE QUÍMICA, editorial Marín, 1961, México. Pp. 134-249 http://es.wikipedia.org/wiki Enciclopedia Microsoft Encarta 2008.
