NaOH PELIGROS QUÍMICOS La disolución en agua es una base fuere !ue reacciona "iolena#ene con $cidos % es corrosi"a con #eales ales co#o& alu#inio' esa(o' ec)' for#ando gas co#busible) E*EC+OS ,E E-POSICI.N ,E COR+/ ,UR/CI.N La susancia es corrosi"a 0ara los o1os' la 0iel % el raco res0iraorio) Corrosi"o 0or ingesión) PRE2ENCION • • •
NO 0oner en conaco con el agua) NO 0oner en conaco con #aeriales #aeriale s inco#0aibles) E"iar la dis0ersión del 0ol"o
/CI,O SUL*URICO PELIGR PELIGROS OS QUIMIC QUIMICOS& OS& Po Posib sibili ilidad dad de reacc reaccione ioness 0eligr 0eligrosa osass ,esco#0osición con liberación de gases 0eligrosos 3ó4idos de a5uf a5ufrre6) e6) /gua /gua 3Pr 3Prec ecau auci ción ón&& des0 des0rrendi endi#i #ien eno o de ca calo lor6 r6)) O4idanes fueres' reducores o #aeria org$nica co#busible E*EC E*EC+O +OS S ,E E-PO E-POSI SICI CION ON La in7a in7ala laci ción ón 0ued 0uede e 0ro" 0ro"oc ocar ar irriación se"era del raco res0iraorio' con dolor de gargana % os) Mu% 0eligr 0eligroso oso en cas caso o de in7ala in7alació ción n de concen concenrac racion iones es ele"ada ele"adas' s' 0udiend 0udiendo o causar ede#a 0ul#onar) La ingesión 0uede 0ro"ocar !ue#aduras en la boca) PRE2E2ENCION •
,ebe ,ebe uili uili5a 5ars rse e ro0a ro0a resi resis sen ene e a los $c $cid idos os'' incl inclu% u%end endo o boa boas' s' guanes) /CI,O CLORHI,RICO PELIGROS QUIMICOS& Reacciona "iolena#ene con $lcalis % o4idanes fueres) Corroe los #eales) Reacciona con #eales for#ando 7idrógeno' Puede ser corrosi"o 0ara los #eales) Pro"oca !ue#aduras gra"es en la 0iel % lesiones oculares gra"es) Puede irriar las "8as res0iraorias
PRE2ENCION& No usar reci0ienes #e$licos' Ni"el de riesgo 0ara el agua' escasa#ene 0eligroso 0ara el agua No incor0orar a suelos ni acu8feros)
EXPERIENCIA 1: Preparación de Cloro y Agua de cloro Observaciones: El óxido de manganeso es oscuro y al hacer caer HCl reacciona liberando gas Cuando la manguera no está bien sellada se siente un olor persistente en el ambiente El gas posee una tonalidad verduzca Ecuaciones Quíicas: •
Mn O2( s) + 4 HCl (ac ) →MnCl2 (ac ) + 2 H 2 O(l )+ Cl2 ( g)
(Rxn Redox y
Endotérmica) •
•
Cl2 ( g) →Cl 2( ac )
Cl2 ( g) + 2 NaOH (ac ) →NaClO( ac ) + NaCl(ac ) + H 2 O( l)
(Rxn e
desplazamiento) E!plicación de las ecuaciones Quíicas: !ra Reacción" #a reacción al calentarse aumenta la liberación de gas$ este es de un color verdoso si se coloca en un tubo %da Reacción" &e satura de gas un matraz con agua desionizada$ claro este gas ha tenido 'ue ser burbueado sobre H%&*$ obteniendo agua de cloro +ra Reacción" &e burbuea el gas sobre hidróxido de sodio ,ormando as- hipoclorito de sodio y agua "iagraa de procesos: C#lculos y resul$ados: .as obtenido / Cloro gaseoso de color verde &olución preparada /Hipoclorito de &odio 'ue es incolora E!plicación e in$erpre$ación de resul$ados: #a primera reacción ocurre a temperatura ambiente pero si 'ueremos 'ue libere mucho mayor gas se calienta el HCl con el 0n% as- podemos percibir un mayor burbueo en ácido sul,1rico
Conclusiones: El óxido de manganeso ,unciona como agente oxidante ya 'ue el cloro se oxida pare ser cloro gaseoso El hipoclorito de sodio es muy soluble en agua igual 'ue el cloruro de sodio EXPERIENCIA N%& PROPIE"A"E' OXI"AN(E' "E )O' *A)O+ENO'
a) O9SER2/CI.NES Las l$#inas de Mg en el agua de Cl iene un burbu1eo al conaco' % cuando es$ en el fondo del ubo de ensa%o' dis#inu%e el burbu1eo' ocurre lo #is#o con el agua de 9ro#o) Las la#ina del Cu con fuego incandescene' al ro1o "i"o no reacciona con el agua de cloro ni agua de bro#o Las l$#inas de :n burbu1ea un 0oco #$s con el agua de Cl ' 0ero dis#inu%e con el ie#0o Las l$#inas de :n "uel"e color gris al agua de 9ro#o) El agua de cloro es incoloro iene un olor 0enerane es o4ico El agua de bro#o es a#arilleno
b) ECU/CIONES QUÍMIC/S /gua de cloro Cl;3g6 < H;O3l6 ======> ;HClO3ac6 < HCl3ac6
−¿ ¿
−¿¿
% O H (ac) 2 Cl;3ac ) ======> Cl
3ac6<
/gua de bro#o 9r;3l6 < H;O3l6 ========> 9r;3ac6 +ubo ? con agua de cloro ;HCl 3ac6 < Mg 3s6 ======> MgCl; 3 < H;3g6 +ubo ; con agua de cloro ;HCl 3ac6 < Cu 3s6 ======> CuCl; 3 < H;3g6 +ubo @ con agua de cloro ;HCl 3ac6 < :n 3s6 ======> :nCl; 3 < H;3g6 +ubo ? con agua de bro#o 9r; 3ac6 < Mg 3s6 ======> Mg9r; 3 < H;3g6 +ubo ; con agua de bro#o 9r; 3ac6 < Cu 3s6 ======> Cu9r; 3 < H;3g6 +ubo @ con agua de bro#o 9r; 3ac6 < :n 3s6 =======>:n9r; 3 < H;3g6
−¿ ( ac ) ClO
¿
+
H 2 O
(l)
c) E-PLIC/CION ,E ECU/CIONES QUIMIC/S En odas las ecuaciones se libera el gas H 2 ( g ) , aparece el burbujeo , y el gasse libera.
El CuCl;' Cu9r;' es$n en esado sólido' des0uAs de la reacción d) ,I/GR/M/ ,E PROCESOS e) C/LCULOS B RESUL+/,OS /gua de cloro
/gua de 9ro#o
Mg Reacciona' libera burbu1as desde el fondo del 0reci0iado' 0or un buen ie#0o Reacciona' libera burbu1as desde el fondo del 0reci0iado' color a#arilleno
Cu incoloro
:n Reacciona #enos !ue el #agnesio oscurece 0oco al agua de cloro)
Color a#arilleno' no reacciona
Color 0lo#o' libera burbu1as desde el fondo del 0reci0iado
f) CONCLUSIONES • •
• •
El :n al reaccionar con agua reacciona des0rendiendo calor) El Mg na#ene di"idido en conaco con el agua es susce0ible de e40loar ba1o el i#0aco) El Cu con agua de cloro % bro#o no reacciona El :n reacciona con agua de cloro % bro#o ' decolora al agua de bro#o)
EXPERIENCIA 3: Preparación de Bromo y Yodo por desplazamiento Oser!aciones:
3l verter agua de cloro en cada tubo en los cuales ya se ha a4adido la sal y el CCl *5 estos ad'uieren un color para cada sal (roo narana y lila)6 El CCl* en ning1n de los casos reacciona y es incoloro 3l verter H%&* a los cristales de yoduro de sodio y bromuro de sodio se observa una e,ervescencia y cambios de color bruscos5 y el tubo se empieza a calentar un poco Ec"aciones #"$micas:
•
•
•
KBr( ac) + C Cl 4 + Cl 2( ac ) →KCl( ac) +
KI ( ac) + C Cl 4 + Cl 2( ac ) → KCl( ac) +
Br 2 C Cl 4
( RxnRedox)
I 2
( RxnRedox)
C Cl 4
NaI ( s) + H 2 S O 4 ( ac ) → NaHSO 4 ( s) + HI ( g)
( RxnAci doBase)
8 HI ( g) + H 2 S O 4 ( ac ) → 4 I 2( g) + H 2 S( g) + 4 H 2 O ( l)
•
NaBr( s) + H 2 S O4 ( ac ) → NaHSO 4 ( s) + HBr ( g)
( RxnRedox)
( RxnAci doBase)
2 HBr ( g ) + H 2 S O4 ( ac) → 4 Br 2( g) + SO 2( g ) + 2 H 2 O( l)
( RxnRedox)
E%plicación de las ec"aciones #"$micas:
!ra Reacción" El cloro desplaza al bromo5 esto ocurre debido a 'ue el potencial de reducción del cloro es mayor al del bromo y se observa un color roo anaranado en la base del tubo al 'uedar el bromo en presencia de tetracloruro de carbono6
%da Reacción" 7gual 'ue en la reacción anterior el cloro desplaza al yodo5 debido al 'ue el potencial de reducción del cloro es mayor al del yodo y el color lila 'ue se observa en la base del tubo es debido al yodo en presencia de tetracloruro de carbono6 +ra Reacción" Esta reacción se da en dos partes como se observa en las ecuaciones5 uno en 'ue el ácido sul,1rico ,unciona como neutralizador y donde se ,orma un sólido$ el 8aH&*$ y el H7 en gas5 y el otro en donde ,unciona como agente oxidante en donde se libera & % y 7 y se observa un recristalización en la base del tubo de color amarillo6 *ta Reacción" 7gualmente se neutraliza en un inicio ,ormando H9r y luego oxida al ion bromuro para convertirlo en bromo$ además se observa un color negro6 &ia'rma de procesos: C(lc"los y res"ltados:
Sust anci a Br omo Yodo Yodur oconÁci do Br omur oconÁci do
Col or Roj oanar anj ado Li l a Amar i l l o Negr o
E%plicación e interpretación de res"ltados:
+odas esas reacciones es$n basadas en la "ariación de energ8a libre de Gibbs % 0ara !ue una reacción sea es0on$nea esa debe ser #enor a D Se sabe !ue ∆ G=−nFE
donde el E es el 0oencial de reducción' el n
el n#ero de elecrones !ue se ranseren en una reacción RE,O- % el * la consane de *arada% igual a FDD C) Es decir #ienras #a%or sea el 0oencial de reducción es$ ser$ #$s es0on$nea 0or lo !ue si se 7ubieran colocado reaci"os a la in"ersa esos no 7ubieran reaccionado co#o 0or e1e#0lo& NaCl(ac ) + C Cl 4 + Br 2( ac )
En esta ocasión no ocurre reacción debido a 'ue el
potencial de reducción del bromo es menor al del cloro por tanto el bromo no se reduce6 Concl"siones:
#as reacciones en donde se usa el ácido sul,1rico son de tipo exotérmicas y se debe tener mucho cuidado debido a los vapores 'ue emana el ácido El potencial de reducción de los halógenos disminuye al aumentar su n1mero atómico6 &i se hubiera vertido tetracloruro de carbono en cloro acuoso se hubiera observado una tonalidad verde en la base del tubo debido a 'ue el tetracloruro es apolar
EXP ,- . PROPIE"A"E' "E )O' *IPOC)ORI(O' !6 9&ER:3C78E&" ) 3l mezclar el hipoclorito recién preparado con el ácido clorh-drico no se
obtuvo un color ,inal di,erente$ la mezcla siempre se mantuvo incolora6 0ientras vert-amos el HCl$ se ,ormaba un gas con un olor ,uerte e irritante5 parecido al olor de las piscinas o de la le-a6 )
#a poca cantidad de cristales de sul,ato de cobre (Cu& *) hace 'ue se disuelva ,ácilmente en un volumen considerable de agua destilada6 3l mezclar con 8aH (ac) se ,orma un precipitado gelatinoso$ de color azul pálido y aparentemente de ,orma cristalina$ mientras 'ue la solución restante es incolora (aparente celeste por el color del precipitado)
)
Cuando seguimos vertiendo hidróxido de sodio cuando el precipitado está ,ormado$ este se disuelve completamente$ lo 'ue podemos predecir 'ue se genera un ion compleo6
%6 RE3CC78E& ;<=07C3&" !6 NaClO( ac )+ 2 H Cl( ac) → Cl2 ( g) + Na Cl( ac )+ H 2 O(l )( reacci!n e"o#$r%ica) %6 CuSO 4( ac ) + NaOH (ac ) →Cu ( OH )2 ( s) & + Na2 SO4 (ac ) ( 'oble 'espla(a%ien#o )
( OH ) ¿
+¿( reacci!n'e s)n#esis ) ¿(2ac−¿) + 2 Na¿( ac) Cu ¿ Cu ( OH )2( s )+ 2 NaOH ( ac) → ¿
+6
Cu ( OH )2( s )+ NaCl O ( ac) →CuO ( s) & + NaCl( ac )+ H 2 O( l )
*6
+6 E>?#7C3C7@8 &9RE #3& RE3CC78E& ;<=07C3&"
=
Ecuación !" 3l combinar el hipoclorito con el ácido$ se libera ,uertemente un gas$ con un olor ,uerte a le-a (olor caracter-stico del cloro)6 El cloruro de
sodio es muy soluble en agua$ por lo 'ue la solución restante es saturada e incolora6
=
Ecuación %" El sul,ato de cobre hace una reacción de doble desplazamiento con el hidróxido de sodio$ donde el cobre desplaza al sodio ,ormando Cu(H) %$ un precipitado color azul pálido$ y deando una solución saturada transparente de 8a %&* (ac)6
=
Ecuación +" &i seguimos agregando hidróxido de sodio$ especialmente uno de concentración ,uerte como la usada (+0)$ se notará 'ue el sólido gelatinoso se disuelve5 debido a 'ue más moléculas de HA se han unido al Cu(77) ,ormando un ion compleo 'ue se llama Betrahidroxocuprato (77)6
=
Ecuación *" El hidróxido de cobre$ en contacto con el hipoclorito de sodio ,orma un precipitado de color negro$ el Cu$ y una solución acuosa saturada e incolora de 8aCl6 3 esta mezcla se le conoce como alguicida por su ,uerte poder en el da4o de algas$ además de ser conocidos por su e,icacia en remover ,ormación de ,loración o de organismos de incrustación biológica6
*6 73.R303 E #
=
El hipoclorito de sodio reacciona ,uertemente con ácidos$ liberando gas cloro de ,uerte olor y toxicidad6
=
En la reacción * vimos 'ue los iones cloro presentes en el hipoclorito acuoso reacciona con los iones sodio$ por lo 'ue su aplicativo puede usarse para puri,icar los iones (o dureza) del agua6
=
El hipoclorito de sodio es usado en gran cantidad en las le-as debido a su ,uerte poder oxidante (debido a su estado de oxidación 2!)6
=
El hipoclorito de sodio destruye los colorantes$ por lo 'ue se usa también como blan'ueador y desin,ectante6
F6 REC0E83C78E&"
=
El hipoclorito debe de almacenar leos de cual'uier ácido$ ya 'ue se puede acidular$ ,ormando el gas dicloro (tóxico)6
=
El gas Cl% es altamente tóxico e irritante$ por lo 'ue el reconocerlo por el olor no es una correcta idea6 ?uede traer e,ectos secundarios6
C/E'(IONARIO 10 Por 2u3 el 4& no se puede ob$ener en el labora$orio5 El % se obtiene basándose en un modelo de electrólisis6 &e buscan sustancias con puntos de ,usión baos para usarlas como electrolito (el H es poco abundante$ y la ,luorita necesita !*%+ CG para ,undirse)6 &e usa una mezcla de H6 a una temperatura de A%+GC para 'ue el hidrógeno no se vuelva gaseoso (PRI6ERA )I6I(ACI7N "E )A8ORA(ORIO90 El ánodo es de carbón y el cátodo es de acero$ separados por un dia,ragma para 'ue no se mezclen los productos (el gas hidrógeno combinado con gas ,l1or es sumamente explosivo I 'E+/N"A )I6I(ACI7N "E )A8ORA(ORIO)6 3l cátodo irán los H2$ ganan un e A y ,orman H% (g)6 3l ánodo van los A$ pierden un eA y ,orman % (g)6
&0 Cople$ar las ecuaciones y e!plicar por 2u3 algunas no se pueden realiar: F 2 ( g) + 2 KCl(ac ) → 2 KF ( ac) + Cl 2( g ) ( si%ple 'espla(a%ien#o )
−¿+ B r 2 (l ) ( no *ay reacci!n) −¿+ B r 2( l) → F ¿(ac ) F ¿(ac )
A
Cuando consideramos la reducción de la molécula de un halógeno por un ácido halógeno (H>) o ion haluro (> A) encontramos 'ue el A es el reductor más débil y no puede reducir a ning1n halógeno6 H Br (ac ) + S( s) → H Br ( ac) + S( s) ( no *ayreacci!n )
A
H9r o 9r A solo puede ser reducido por % y Cl%6
F 2 ( g) + 2 HCl( ac ) → 2 HF ( ac ) + Cl 2( g) ( si%ple 'espla(a%ien#o )
;0 Cuando reacciona el Cl con el Ca> g de polvo blan2ueador5 Qu3 asa en g0 de cloro son necesarios5 Escribimos y balanceamos la ecuación 'u-mica" Ca ( OH )2( ac ) + Cl2 ( g) →CaCl ( ClO )( s) + H 2 O(l ) ( 'oble 'espla(a%ien#o )
¿ n [ CaCl ( ClO ) ] =
∴%
∴%
500 g
g 127 %ol
=3.94 %ol
g
( C l )= 3.94 %ol+ 71 %ol → ∴ % ( C l ) =279,74 g 2
2
g
( Ca (OH ) ) =3.94 %ol+ 74 %ol → ∴ % ( Ca (OH ) )=291,56 g 2
2
979#7.R3=3" &3BJ3 ?R33&H$ 3dvanced 7norganic Chemistry" :olumen !$ !era Edición$ Editorial Chand K Company #B6$ 7ndia !L**$ p6 L+*6
