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FALCULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES
AREA DE LABOTAROTIO - QUIMICA GENERAL
PROGRAMA DE FISICA
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INFORME DE LABORATORIO N°8
ENLACE QUIMICO
Angelly Martínez, Gloria Ramírez, Andrés Ortiz, Tatiana González
Profesor Franco Arturo Ibarra Narváez
Laboratorio de Química, Universidad Surcolombiana
OBJETIVOS
Deducir la clase de enlace químico de lagunas sustancias en solución acuosa, tomando como criterio la conductividad eléctrica de la solución.
ANTECEDENTES
Muchas sustancias químicas solubles en agua, presentan la propiedad de hacer conductora de la electricidad a la solución. La conductividad eléctrica está íntimamente relacionada con las clases de enlace químico que tenga el compuesto.
Las sustancias iónicas conducen la electricidad en soluciones acuosas, debido al proceso de disociación, es decir la separación de sus iones por acción del disolvente.
Algunas sustancias covalentes, también conducen la electricidad en soluciones acuosas; gracias al proceso de ionización debía la ruptura del enlace covalente generando un anión y un catión. Los ácidos fuertes, se ionizan ampliamente, los ácidos débiles se ionizan solo ligeramente y sustancias como los alcoholes y azucares no se ionizan en solución acuosa.
INTRODUCCIÓN
Desde antigüedad, los fenómenos eléctricos han maravillado, sorprendido y preocupado a toda la humanidad. Muchas veces, los fenómenos eléctricos se atribuían a la ira de algunos dioses, como por ejemplo, en la antigua Grecia se creía que los rayos eran manifestaciones del grandioso Zeus. Con el avance de los tiempos y los progresos tecnológicos, se hizo fundamental el estudio y control de la electricidad. Con eso se consiguió crear artefactos que nos facilitan la vida. Este informe se llevara a cabo del tema "Conductividad Eléctrica", se observará como con materiales tan fáciles, tienen la capacidad de ser conductores eléctricos, debido a que están compuestos por iones (partículas cargadas totalmente con electricidad), cuyas cargas pueden ser negativas o positivas, un ejemplo son los metales, sales disueltas en agua, entre otros más. Así mismo existen materiales que no tienen esta capacidad, ya que tienen carga neutra o no tienen ningún tipo de carga. Lo que queremos lograr atreves de este informe es que la gente sepa de cómo hacer su propia energía eléctrica, y tratamos de informar a las personas de que es la conductividad eléctrica.
MARCO TEÓRICO
La conductividad eléctrica es la capacidad de un cuerpo o medio para conducir la corriente eléctrica, es decir, para permitir el paso a través de las partículas cargadas, bien sean los electrones, los transportadores de carga en conductores metálicos o semimetálicos, o iones, los que transportan la carga en disoluciones de electrolitos. En otras palabras se puede decir que es la capacidad que tienen lo que son las sales inorgánicas en solución (son los electrolitos) para producir una corriente eléctrica. La ley de Fourier afirma que hay una proporcionalidad entre el flujo de energía J (energía por unidad de área y por unidad de tiempo), y el gradiente de temperatura dT/dx. La constante de proporcionalidad K es característica del material y se denomina conductividad térmica. Algunas sustancias se ionizan en forma más completa que otras y por lo mismo conducen mejor la corriente. Cada ácido, base o sal tienen su curva característica de concentración contra conductividad. Son conductores relativamente buenos los ácidos, bases y sales inorgánicas: HCl, NaOH, NaCl, Na2CO3. La conductividad de una solución que contiene un electrolito se calcula a partir de la resistencia de la forma: L = 1/R L conductividad dada en ohm inverso o mho. R resistencia. Para un electrodo de 1cm 2 de sección y 1cm de longitud se tiene que: L = ? A/l
LA ELECTRICIDAD
Todos los cuerpos o materias que podemos encontrar en el universo, están constituidos por átomos; éstos a su vez están compuestos por un núcleo, alrededor del cual, giran un número de pequeñas partículas denominadas electrones. El núcleo está formado por dos clases de pequeñas partículas los protones y los neutrones. Los electrones giran alrededor del núcleo unos en órbitas cercanas a él y otros en órbitas más alejadas. Los electrones tienen carga negativa Los protones tienen carga positiva. Los neutrones no tienen carga eléctrica. Quien se encargo de la electricidad fue Michael Faraday, fue el físico y químico británico que se encargó de estudiar el electromagnetismo y la electroquímica. Además fue discípulo del químico Humphry Davy, y pasó a ser conocido con el descubrimiento de la inducción electromagnética, ya que esto ha permitido la construcción de generadores y motores eléctricos, y de las leyes de la electrólisis; motivo por el cual pasó a ser considerado como el verdadero fundador del electromagnetismo y de la electroquímica.
En los materiales conductores de la electricidad, los electrones más alejados del núcleo, sometidos a condiciones adecuadas, se desprenden con facilidad y pueden circular por el material. La corriente eléctrica es un movimiento de electrones a través de un conductor. Para que se produzca esa corriente de electrones, es necesario que algo los impulse
MATERIALES Y EQUIPOS
Beaker de 250 ml Electrodos Bombilla
Alambre eléctrico de cobre Agitador Balanza digital
Vidrio de reloj Espátula Cloruro de sodio NaCl
Gaseosa (soda) Jugo de limón Límpido
Ácido clorhídrico Vinagre Leche
Leche de magnesia Hidróxido de sodio NaOH
Sulfato de cobre Aceite
HIPÓTESIS
Hay cuatro tipos de enlaces químicos en estas sustancias, por lo que cada una de ellas presentara diversas características así que cada uno de los enlaces presentara lo siguiente.
Enlace covalente polar: Fundamentalmente líquidos y gases, puntos de ebullición bajos, puntos de fusión bajos, insolubles en agua, no conducen corriente eléctrica, los enlaces covalentes polares pueden existir en los 3 estados de agregación debido a la atracción entre sus moléculas, son solubles en sustancias con el mismo tipo de enlace.
Enlace covalente no polar: Tiene gran cantidad de actividad química, son solubles en solventes no polares, no son conductores de electricidad, sus puntos de fusión y ebullición son bajos (un poco más bajos que las sustancias polares), se observan cuando dos átomos de un elemento se unen para formar moléculas asimétricas y cuya diferencia de electronegatividad es igual de cero a uno punto cinco.
Enlace covalente puro: Presentan uniones con átomos iguales (o bien elementos iguales), estos su diferencia de electronegatividad es igual a cero, por su composición forman moléculas visibles, son solubles en otras sustancias con el mismo tipo de enlace, no conducen electricidad.
Enlace iónico: Suelen presentarse en sólidos cristalinos los cuales tiene puntos de fusión altos, puntos de ebullición altos, los cuales son solubles en agua, conducen electricidad en estado sólido, la dureza de estos enlaces es de 1 mons a 10 mons, presenta diferencia de electronegatividad de enlaces de 1.7 a cualquier número superior.
PROCEDIMIENTO
Se armó el aparato indicado en la siguiente figura:
A 11 precipitados (Beaker) se los lavo y seco debidamente para su utilización.
Ya con los precipitados listos, se preparó 100 ml de solución de cloruro de sodio.
La cantidad de NaCl obtenida en gramos se sacó del frasco con la ayuda de una espátula y para poderse pesarla se puso sobre vidrio de reloj cuyo peso fue de 15.1738 g.
Luego, se puso el vidrio de reloj con la cantidad de NaCl en una balanza digital para pesar y tener la cantidad necesaria dada anteriormente.
Ya pesada la cantidad necesaria de NaCl, se llevó está a un matraz aforado de 250 ml y se le vertió agua destilada hasta el aforo. Posteriormente se traspasó la solución del matraz aforado a un beaker.
Se repitió el procedimiento anterior pero, esta vez se preparó 100 ml de solución de sulfato de cobre el cual se vertió en otro beaker de 250 ml.
La cantidad de CuSO4 obtenida en gramos se sacó del frasco con la ayuda de una espátula y para poderse pesarla se puso sobre vidrio de reloj cuyo peso fue de 15.1738 g.
Luego, se puso el vidrio de reloj con la cantidad de CuSO4 en una balanza digital para pesar y tener la cantidad necesaria dada anteriormente.
Ya pesada la cantidad necesaria de CuSO4, se llevó está a un matraz aforado de 250 ml y se le vertió agua destilada hasta el aforo. Posteriormente se traspasó la solución del matraz aforado a un beaker.
A los otros 9 beakers se les vertió: Leche de magnesia, zumo de limón, vinagre, leche (normal), gaseosa (s0da), NaOh, Aceite, HCl 6M y Límpido.
6.
Ya con las sustancias en su beaker correspondiente, se completó el siguiente cuadro de datos:
SUSTANCIAS
CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA
CLASE DE ENLACE
QUÍMICO
BUENA
REGULAR
MALA
Sulfato de cobre CuSo4
X
Enlace Covalente
Leche de magnesia
X
Enlace Covalente
Zumo de limón
X
Enlace Covalente
Vinagre
X
Enlace Covalente
Leche
X
Enlace Covalente
Gaseosa (soda)
X
Enlace Covalente
Hidróxido de sodio NaOH
X
Enlace Iónico
Aceite
X
Enlace covalente no polar
Ácido clorhídrico HCl
X
Enlace Iónico
Límpido
X
Enlace Iónico
Cloruro de sodio NaCl
X
Enlace iónico
ANÁLISIS
Con el enchufe ya conectado, se colocó sobre cada sustancia una por una los electrodos y lo que se observo fue la conductividad eléctrica de ella cuando la luz del foco se incendia o no, cuya luz era buena, regular o mala.
Lo que se hizo fue para comparar y diferenciar entre enlace iónico, enlace metálico, y enlace covalente la conductividad eléctrica de cada sustancia.
PREGUNTAS
Consulte las propiedades características que diferencian los compuestos iónicas de los compuestos covalentes y regístrelos en la siguiente tabla de datos:
Ordene las sustancias utilizadas en forma descendente de acuerdo a la conductividad en sólido y en solución acuosa:
NaoH (Hidróxido de Sodio)
HCl (Ácido Clorhídrico)
NaCl (Cloruro de sodio)
Límpido
CuSo4 (Sulfato de cobre)
Leche de magnesia
Leche
Jugo de Limón
Gaseosa
Vinagre
Aceite
Con base en ejemplos explique la diferencia entre ionización y disolución:
IONIZACIÓN:
Al disolver una determinada cantidad de cloruro de sodio en un gran volumen de agua, los iones se disocian en mayor grado que si esa misma cantidad se disuelve en un volumen menor de agua.
Si se colocan dos electrodos en cloruro de sodio fundido y se le aplica una diferencia de potencial eléctrico, los iones sodio emigran al electrodo negativo y los iones cloro lo hacen al electrodo positivo, produciendo una corriente eléctrica.
DISOCIACION:
Disociación en química es un proceso general en el cual complejos, moléculas o sales se separan en moléculas más pequeñas, iones o radicales, usualmente de manera reversible. Disociación es lo opuesto de la asociación y de la recombinación.
Consulte los siguientes términos:
ELECTROLITO: Un electrolito es cualquier sustancia que contiene iones libres, los que se comportan como un medio conductor eléctrico. Debido a que generalmente consisten de iones en solución, los electrólitos también son conocidos como soluciones iónicas.
NO ELECTROLITO: son sustancias que no conducen la corriente eléctrica al estar en disolución acuosa, no se disocian y no forman iones.
ELECTROLITO FUERTE: Un electrolito fuerte es toda sustancia que al disolverse en agua lo hace completamente y provoca exclusivamente la formación de iones con una reacción de disolución prácticamente irreversible.
ELECTROLITO LIGERAMENTE DEBIL: Se disocia muy poco, de manera que no se produce una suficiente concentración de iones, por lo que no puede haber flujo de corriente eléctrica, Poco ionizado, hay escasos iones en contacto con las moléculas no ionizadas.
ÁCIDOS FUERTES: Es aquel ácido que se disocia completamente en solución a temperatura y presiones constantes. En esas condiciones, la concentración de un ácido fuerte es igual a la concentración de iones de hidrógeno (Hidronio o H3O+).
BASES FUERTES: Es aquella que se disocia cuantitativamente en disolución acuosa, en condiciones de presión y temperatura constantes. Además fundamentalmente son capaces de aceptar protones H+.
ÁCIDOS DEBILES: Es aquel ácido que no está totalmente disociado en una disolución acuosa. Aporta iones H + al medio, pero también es capaz de aceptarlos.
BASES DEBILES: Es aquella que no ioniza completamente en una solución acuosa.
Clasifique las siguientes sustancias en electrolitos fuertes, electrolitos débiles y no electrolitos:
Ácido sulfúrico: electrolito fuerte
Ácido acético: electrolito débil
Ácido cítrico: no electrolito
Ácido clorhídrico: electrolito fuerte
Sacarosa: electrolito fuerte
Ácido nítrico: electrolito fuerte
Amoniaco: electrolito fuerte
Urea: no electrolito
Etanol: no electrolito
Hidróxido de potasio: electrolito fuerte
Cloruro de sodio: electrolito fuerte
Agua: no electrolito
Hidróxido de aluminio: electrolito fuerte
Hidróxido de calcio: electrolito fuerte
Acido perclórico: electrolito débil
Hipoclorito de sodio: electrolito fuerte
Acido bromhídrico: electrolito fuerte
Glicerina: no electrolito
Hidróxido de litio: electrolito fuerte.
Sulfato de cobre: electrolito fuerte
CONCLUSIÓN
Hemos concluido a atreves de todo este proceso de hacer el informe que no todos los materiales pueden producir lo que es la electricidad, son pocos los que realmente sin ayuda de nada producen electricidad, la mayoría la producen pero deben de estar acompañadas por otras sustancias más fuertes, otro dato importante es que me he dado cuenta de con estos materiales podemos hacer nuestra propia luz eléctrica. Po otra parte, es posible probar una sustancia para establecer el tipo de enlace que está presente, ya que si una pequeña cantidad de materia se disuelve en agua y la solución resultante conduce la electricidad; cabe suponer que el material es una sustancia iónica. Si la solución no conduce la electricidad es covalente apolar. Si el material que se prueba es un sólido que conduce a la electricidad y tiene una apariencia brillante, se puede suponer que la sustancia es un metal.
Entonces, Se puede decir que en cada sustancia existen comportamientos de materia y fuerzas de interacción diferentes, las cuales hacen que tengan propiedades únicas sobre el tipo de comportamiento electronegativo tenga este (ósea que esas fuerzas hacen que las sustancias presenten un tipo de enlace entre las moléculas).
BIBLIOGRAFÍA
Hang, A. Química. A. 8° edición. McGraw-Hill. 2003.
Petrucci, Harwood y Herring, Química General. Octava Edición. McGraw-Hill. 2003.
GARZON Guillermo. Fundamentos de Química general. Mc Graw Hill. 2002.
DAUG G. William Y GEESE William G. Química. 1° Edicion.
ALCANTARA María Consuelo. Prácticas de Química. Editorial Mc Graw Hill. México.
