I.Q. PRÁCTICAS DE LABORATORIO QUIMICA INORGANICA.

Unidad:

Instituto Tecnológico superior de Coatzacoalcos.

Departamento: Materia:

Edición No. 1

Fecha de Edición: 22/01/12

Ingeniería Química. QUÍMICA INORGANICA

INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DE COATZACOALCOS

LABORATORIO DE QUÍMICA INORGANICA MANUAL DE PRÁCTICAS Elaborado por: Ing. Haydee Rumayor Rivera Ing. Ma. Isabel González Morales

Revisado por: La Academia de Ingeniería Química, Química, Bioquímica y Petrolera Coatzacoalcos, Coatzacoalcos, Ver., 2012.

ING. HAYDEE RUMAYOR RIVERA ING. MARIA ISABEL GONZALEZ MORALES

Página 1

Unidad:



Edición No. 1



INDICE DE PRÁCTICAS. No. 1

NOMBRE DE LA PRACTICA Medidas de seguridad y reglamento de laboratorio

PAGINA 3

2

Conocimiento y cuidado en el uso del material, sustancias químicas y equipo de laboratorio. Operaciones básicas básica s del laboratorio de Química 1

6

3 4

8

6

Operaciones básicas básica s del laboratorio de Química 1 (métodos de separación de mezclas) Enlaces químicos por conductividad eléctrica de electrolitos. Enlaces químicos por puente de hidrógeno.

19

7

Reacciones químicas.

24

8

Síntesis de un compuesto inorgánico y su determinación. Obtención del peso atómico del estaño.

29

5

9


12 14

33

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Unidad:



Edición No. 1



INDICE DE PRÁCTICAS. No. 1

NOMBRE DE LA PRACTICA Medidas de seguridad y reglamento de laboratorio

PAGINA 3

2

Conocimiento y cuidado en el uso del material, sustancias químicas y equipo de laboratorio. Operaciones básicas básica s del laboratorio de Química 1

6

3 4

8

6

Operaciones básicas básica s del laboratorio de Química 1 (métodos de separación de mezclas) Enlaces químicos por conductividad eléctrica de electrolitos. Enlaces químicos por puente de hidrógeno.

19

7

Reacciones químicas.

24

8

Síntesis de un compuesto inorgánico y su determinación. Obtención del peso atómico del estaño.

29

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Edición No. 1



Medidas de seguridad y reglamento reglamen to del laboratorio. laboratorio .

Practica No. 1

Objetivo. El estudiante conocerá la importancia que tiene el aplicar las medidas de seguridad e higiene, así como el cumplimiento del reglamento del laboratorio para el beneficio de su integridad física y del equipo que maneja. Introducción. En un laboratorio de Química es absolutamente necesario establecer las reglas de seguridad e higiene para el manejo de las sustancias químicas y de los equipos de laboratorio; del cumplimiento de estas depende el orden en el trabajo, la comodidad y la seguridad de todos los participantes. Los descuidos o el desconocimiento de posibles peligros en el laboratorio pueden originar accidentes de efectos irreversibles. Es importante, por lo tanto, que el alumno cumpla todas las instrucciones que le indique el profesor acerca del cuidado que debe tener. Materiales Reglamento vigente del laboratorio de química Norma Mexicana NOM-005-STPS-1998.

Aparatos e Instrumentos. Instrumentos. No aplica


Reactivos No aplica

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Procedimiento. A continuación se ofrecen algunas reglas generales que deben leerse cuidadosamente: 1.Prepárese siempre para cualquier experimento, leyendo las instrucciones directrices del manual antes de ir al laboratorio. Tenga presente todas las precauciones indicadas en las guías. 2.No toque nunca los compuestos químicos con las manos a menos que se le autorice. Para manipularlos use espátulas, cucharitas, pinzas, etc. Lávese las manos antes de salir del laboratorio. 3.Deje pasar bastante tiempo para que se enfríen el vidrio y los objetos calientes. 4.Todos los sólidos y papeles que sean desechados se deben arrojar a un recipiente adecuado para desechos. No arroje al sifón cerillos, papel de filtro o sólidos poco solubles. 5.Compruebe cuidadosamente los rótulos de los frascos de reactivos antes de usarlos. 6.No devuelva nunca a los frascos de origen los sobrantes de compuestos utilizados. 7.La mesa y el equipo utilizados deben quedar limpios antes de salir del laboratorio. Los equipos se deben colocar nuevamente en sus armarios correspondientes. Cerciórese de que las llaves del gas y del agua queden perfectamente cerradas. 8.Si se produce un accidente, avise inmediatamente a su profesor. 9.Si alguna sustancia química le salpica o cae en la piel o en los ojos, lávelos inmediatamente con abundante agua y avise a su profesor. 10. No pruebe o saboree un producto químico o solución, sin la autorización del profesor. 11. No se debe oler directamente una sustancia, sino que sus vapores deben abanicarse con la mano hacia la nariz. 12. Si se derrama un reactivo o mezcla, límpielo inmediatamente. ING. HAYDEE RUMAYOR RIVERA ING. MARIA ISABEL GONZALEZ MORALES

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13. Cuando se calienta una sustancia en un tubo de ensayo, dirija el extremo abierto del tubo hacia un lugar que no pueda ocasionar daño a usted ni a sus compañeros. Así como colocarlos en una gradilla o dentro de un vaso de precipitados. 14. Cuando en una reacción se desprendan gases tóxicos o se evaporen ácidos, la operación deberá hacerse bajo una campana extractora. 15. Usar la bata de laboratorio como medida de protección durante la realización del experimento. 16. No ingerir alimentos ni fumar dentro del laboratorio. 17. Estudiar con anticipación la práctica a realizar. 18. Analizar el reglamento vigente del laboratorio de química básica. Cuestionario 1. Investiga la definición de accidente 2. Escribe por lo menos 3 actos inseguros que debes evitar realizar en el laboratorio. 3. Localiza condiciones inseguras dentro del laboratorio y sugiere como arreglarlas. 4. Escribe la diferencia entre riesgo y peligro. 5. Consideras adecuadas las normas de seguridad contenidas en el reglamento del Laboratorio ¿por qué? Bibliografía sugerida. Handley William. Manual de Seguridad Industrial. Mc Graw Hill. México. Orozco Fernando D. Análisis Químico Cuantitativo. Editorial Porrua. México. Reglamento vigente del laboratorio de química. Norma Mexicana NOM-005-STPS-1998.


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Ingeniería Química.


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QUÍMICA INORGANICA

Conocimiento y cuidado en el uso del material, Sustancias químicas y equipo de laboratorio.

Practica No. 2

Objetivo. El alumno se familiarizará con los instrumentos, aparatos, materiales y sustancias químicas más comunes en el laboratorio de Química. Introducción. Por ser la Química una ciencia experimental, se deben de conocer de manera práctica los cambios físicos y químicos de la materia y la energía. Para ello es necesario conocer algunos aparatos, materiales y sustancias químicas del laboratorio, a fin de familiarizarse con su manejo; esto ayudará a efectuar experimentos desarrollados en espíritu de observación, lo que hará del estudio de la química un ejercicio ameno y agradable. Como introducción de esta práctica el estudiante debe investigar acerca del material, equipo y sustancias químicas usadas en el laboratorio así como las características de que debe cumplir un laboratorio de química. Materiales Equipo de uso común en el laboratorio Material de laboratorio Código de colores de los reactivos químicos

Aparatos e Instrumentos. No aplica


Reactivos Detergente

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Procedimiento. 1. Observe cuidadosamente y escuche con atención la descripción y el uso de cada Instrumento y reactivo. 2. Realice un dibujo de cada aparato, con su nombre y uso. 3. Describir el código de colores de los reactivos químicos Cuestionario . 1. Explica ¿por qué se debe cumplir con el equipo de seguridad básico? 2. Si ocurre un incidente grave, como un incendio, de acuerdo a las normas de seguridad ¿cómo actuarías? 3. ¿Cuenta el laboratorio con un reglamento de trabajo? . En caso afirmativo, enumera los puntos del mismo que más importancia tienen. 4. Elabora una clasificación de los materiales usados para medir líquidos. 5. Elabora una clasificación de los diferentes tipos de matraces indicando sus usos y capacidades. 6. Explica los usos de una bureta transparente y una color ámbar. 7. Explica los diferentes tipos de meniscos formados en la medición de los líquidos. Bibliografía sugerida. Handley William. Manual de Seguridad Industrial. Mc Graw Hill. México. Orozco Fernando D. Análisis Químico Cuantitativo. Editorial Porrua. México.


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Operaciones básicas del laboratorio de Química 1. (Métodos de separación de mezclas)

Práctica No. 3

Objetivo. El alumno perfeccionará habilidades y competencias en las operaciones básicas que se realizan en un laboratorio de Química, tales como medición de volúmenes con diferentes instrumentos, pipeteo, filtración, secado, evaporación, decantación y sublimación. Así como también adquirirá habilidad y destreza en la realización de montajes de laboratorio de dichas operaciones. Introducción. Dentro de un laboratorio de Química existen diversas técnicas o procesos fundamentales que son de uso rutinario; por tal motivo es importante que toda persona que se encuentre dentro de un laboratorio, conozca estos procesos. Dentro de los procesos más comunes en un laboratorio de Química, se pueden mencionar los siguientes: Pipeteo. El pipeteo es la tarea más repetitiva en muchos laboratorios. Manejar las pipetas tradicionales requiere una fuerza significativa. Es muy importante dominar esta técnica ya que de ella depende muchas veces la veracidad de nuestros resultados. Filtración. Se emplea para eliminar un sólido que se va a desechar, el cual queda retenido en el filtro de papel situado en el embudo cónico, con lo que se recupera la disolución. Esta técnica se usa en procesos de recristalización o en la eliminación de un desecante añadido a una disolución con un disolvente orgánico. Evaporación. La operación consiste en la separación de un disolvente volátil de un soluto no volátil por vaporización del disolvente; el agua es el disolvente que con más frecuencia se separa. La calefacción se efectúa por medio del vapor condensante. Sublimación. Una técnica muy usada para purificar sólidos es la sublimación. Consiste en que un sólido se calienta y se convierte en vapor sin pasar por el estado líquido, y el vapor se vuelve a solidificar en contacto con una superficie fría. Si este proceso sólo lo sufre el sólido que se quiere purificar y no sus impurezas, el resultado puede ser altamente satisfactorio.


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Decantación. Este método sirve para separar una mezcla heterogénea y de componentes de distintas densidades, se trata de dejar reposar en un embudo especializado para esta técnica llamado embudo de decantación, los dos líquidos hasta que se separen y después vaciarlo abriendo la llave. Secado. El secado generalmente se refiere a la remoción de un líquido de un sólido por evaporación. Es el proceso más antiguo utilizado para la preservación de alimentos, siendo uno de los métodos más comunes vigentes de mayor importancia en todos los sectores para la producción de productos sólidos.

Materiales y y y y y y y y

1 Vidrio de reloj. 1 Agitador. 1 Perilla. 1 Espátula. 1 Piseta. 1 Gradilla. 2 Termómetros. 1 Pinzas para cápsula de porcelana.

y y y y y y y y y

Aparatos e Instrumentos y y y y

Estufa de secado. Balanza granataria. Balanza analítica. Equipo de calentamiento.

1 Probeta de 250 ml y 10 ml. 1 Pipeta de 10 y 5 ml. 2 Matraces Erlenmeyer. 1 Embudo de vidrio. 1 Embudo de separación. 3 Cápsulas de porcelana. 5 Tubos de ensaye. 2 Vasos de ppt de 250 ml. Papel filtro.

Reactivos y y y y y y

Cloruro de sodio (NaCl) Arena. Agua. Aceite. Yodo en cristales. Hielo.

Procedimiento. Pipeteo. 1. Adicionar 150 ml de agua destilada en un matraz Erlenmeyer con ayuda de una probeta. 2. Introducir la pipeta de 10 ml hasta el fondo del matraz. ING. HAYDEE RUMAYOR RIVERA ING. MARIA ISABEL GONZALEZ MORALES

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3. Succionar con una perilla el líquido hasta la marca de 10 ml, de tal forma que no succione burbujas de aire y desalojar el agua en un tubo de ensayo. 4. Realizar los pasos 3 y 4 para medir los siguientes volúmenes: 5 ml, 7.5 ml, 3.8 ml y 9 ml. Filtración. 1. En un vaso de precipitado pese 5 gr. de NaCl y 5 gr. de arena. 2. Añadir 20 ml de agua de chorro y mezclar con el agitador. Observe como cambia la apariencia de la arena y el cloruro de sodio al combinarlos con agua. 3. Doble el papel filtro previamente pesado en cuartos, ábralo formando un cono y colóquelo en el embudo humedeciendo con agua de la piseta para fijarlo. 4. Coloque el embudo en el anillo de hierro de un soporte universal e introduzca el tallo del embudo en un vaso de precipitados. Vierta la mezcla preparada sobre el papel cuidadosamente, transfiera todos los residuos de arena arrastrando con agua contenida en la piseta. 5. Al final vierta agua sobre el papel filtro para que baje hasta el vaso de precipitado. 6. Pesar dos cápsulas de porcelana. Vierte el líquido filtrado en una de ellas y colocar el papel filtro con la arena en la otra. Reservarlas para uso posterior. Evaporación. 1. Calentar el líquido filtrado que se encuentra en la cápsula de porcelana del procedimiento anterior hasta sequedad. 2. Dejar enfriar la cápsula y pesarla nuevamente. 3. Anotar observaciones. Secado. 1. Introducir a la estufa de secado la cápsula de porcelana que contiene el papel filtro con la arena aproximadamente una hora y media. 2. Dejar enfriar la cápsula y pesarla nuevamente. 3. Anotar observaciones. Decantación. 1. En vaso de precipitados colocar 10 ml de aceite vegetal medidos y 20 ml de agua medidos con una probeta. Agitar cuidadosamente con el agitador y anotar observaciones. 2. Transfiera la mezcla a un embudo de separación. Intente transferir todo el aceite arrastrándolo con más agua utilizando la piseta. 3. Tape el embudo de separación y deje reposar por 10 minutos, luego quite el tapón abra la llave del embudo y deje salir el agua. Al aproximarse al nivel del aceite reduzca la velocidad de salida del líquido. ING. HAYDEE RUMAYOR RIVERA ING. MARIA ISABEL GONZALEZ MORALES

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4.

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Cuando solo quede aceite en el embudo transfiéralo a una probeta graduada. Anotar el volumen obtenido.

Sublimación. 1. Pesar 3 gr de cloruro de sodio en un vaso de precipitados de 150 ml. 2. Adicionar unos pocos cristales de yodo al vaso que contiene el cloruro de sodio y mezclar con una varilla de vidrio. Pesar nuevamente el vaso con la mezcla y por medio de una diferencia obtener la cantidad de yodo agregado. 3. Tapar el vaso de precipitado con una cápsula de porcelana previamente pesada. 4. Agregar agua fría o hielo a la cápsula de porcelana. 5. Calentar suavemente durante unos segundos el vaso con la mezcla yodosal. 6. Observar y anotar. Cuestionario 1. 2.

3.

¿Qué otras técnicas básicas del laboratorio de química que no se hayan realizado puedes mencionar y en qué consisten? Estas técnicas se realizan gracias a las diferentes propiedades físicas y químicas que pueden tener los componentes de una mezcla, ¿qué propiedades se aprovecharon en cada una de las técnicas que experimentaste? Menciona aplicaciones que le pueden dar a cada uno de los métodos de separación a nivel industrial.

Bibliografía sugerida. Garzón G., Guillermo. Fundamentos de Química General. McGraw-Hill Latinoamericana. México. Rodríguez Moreno, Norma Gloria. Fundamentos de Química Inorgánica. Interamericana de servicios. México, 1993. BROWN, Theodore L., y Cols Química. La ciencia central. Prentice-Hall hispanoamericana, México, 1991.Química general. Manual de laboratorio. M. Carrillo, R. M. González, G. Hernández, P. Montagut, E. Nieto, R. M. Sandoval & C. Sansón Ed. Prentice Hall.


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Operaciones básicas del laboratorio de Química 1. (Métodos de separación de mezclas)

Práctica No. 4

Objetivo. El alumno perfeccionará habilidades y competencias en las operaciones básicas que se realizan en un laboratorio de Química, tales como la destilación y la titulación. También adquirirá habilidad y destreza en la realización de montajes de laboratorio para dichas operaciones. Introducción. Otras dos técnicas básicas que se realizan en el laboratorio de química son la destilación y la titulación. A continuación se dará una breve explicación de cada una de ellas. Destilación. La destilación es una de las principales técnicas para purificar líquidos volátiles. En su forma más simple, permite separar un líquido de sus impurezas no volátiles. Con una destilación sencilla también se puede conseguir una separación aceptable de dos líquidos si tienen puntos de ebullición muy diferentes. En la destilación se calienta la mezcla líquida, de tal manera que se produce la ebullición (en el matraz de destilación) y los vapores producidos se conducen a una zona fría (el refrigerante) donde condensan constituyendo el destilado (el cual se deja caer en el colector). Si se trata de la mezcla de un líquido con un sólido no volátil, el destilado es el líquido puro, mientras que el sólido queda en el matraz como residuo.

Matraz de destilación 250 ml Perlas de vidrio Soporte universal Refrigerante recto Matraz erlenmeyer 250 ml

Aparatos e Instrumentos Ninguno


Materiales Pinzas de 3 dedos Anillo de aro Mangueras Tapón Termómetro Mechero o lámpara

Reactivos Agua destilada Alcohol

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Procedimiento. Destilación. 1. Introducir una muestra de 30 ml de agua con 30 ml de alcohol a un matraz de destilación. 2. Introducir perlas de vidrio o en su defecto un poco de piedras de grava para controlar la ebullición. 3. Montar el equipo como se muestra en la figura. 4. Destilar cuidadosamente tomando los valores de la temperatura que marca el termómetro cada minuto y observar a que temperatura empieza la destilación. 5. En el momento que se empiece a obtener destilado, la temperatura será constante, cuando observen que nuevamente empieza a subir la temperatura y que ya no se obtiene destilado, suspender el proceso. 6. Medir el volumen del destilado obtenido. 7. Anotar observaciones. Cuestionario. 1.- ¿Qué es una destilación? 2.- ¿Cuál es la temperatura de ebullición del alcohol? 3.- ¿Cuál es la temperatura de ebullición del agua? 4.- ¿A qué temperatura se inicia la destilación? 5.- ¿En qué mezclas se puede aplicar la destilación? 6.- ¿Cuál es la propiedad que se aprovecha en una destilación? Bibliografía sugerida. Garzón G., Guillermo. Fundamentos de Química General. McGraw-Hill Latinoamericana. México. Rodríguez Moreno, Norma Gloria. Fundamentos de Química Inorgánica. Interamericana de servicios. México, 1993. BROWN, Theodore L., y Cols. Química. La ciencia central. Prentice-Hall hispanoamericana, México, 1991.


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Enlaces Químico por Conductividad Eléctrica de electrolitos

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Practica. 5

Objetivo. Comprobar en la práctica la teoría de la disociación electrolítica y evaluar las diferencias entre electrólitos fuertes y débiles y, no electrólitos. Aplicar el marco teórico de la disociación electrolítica del agua y hacer estimaciones prácticas del valor de pH. Introducción. Las sales, los ácidos inorgánicos y las bases; al disolverse en aguas producen soluciones que conducen electricidad (transporte de carga) en un mayor o menor grado. A esas sustancias las denominamos electrolitos. Los electrolitos fuertes son aquellos que se disocian en iones casi completamente al disolverse, mientras que los electrolitos débiles normalmente exhiben disociación parcial. La definición de un electrolito débil debe incluir la especificación del disolvente, la temperatura y la concentración. La forma más simple de estudiar el movimiento de los iones en solución es a través de la medición de la conductancia, es decir, la capacidad para conducir una corriente eléctrica por la movilidad de los iones. Las sustancias iónicas conducen la corriente eléctrica. Esta es una propiedad física de la materia. Debido a que los compuestos iónicos y covalentes polares si conducen la corriente eléctrica y los compuestos covalentes no la conducen, la prueba de la conductividad también revela el tipo de enlace.


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Unidad:


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Departamento:

QUÍMICA INORGANICA

Materia:

Materiales Agitador de vidrio 6 Vasos de pp de 250 ml 1 Pizeta 1 Probeta de 25 ml Papel pH Aparatos e Instrumentos. Circuito eléctrico Voltímetro

Reactivos Sol. Al 1.0 M de Cloruro de sodio (NaCl) Sol. Al 1.0 M de Ácido acético (CH 3COOH) Sol. Al 1.0 M de Hidróxido de sodio (NaOH) Sol. Al 1.0 M de Ácido clorhídrico (HCl) Sol. Al 1.0 M de Ácido sulfúrico (H 2SO4) Sol. Al 1.0 M de Hidróxido de amonio (NH 4OH) Sol. Al 1.0 M de Hidróxido de calcio (Ca(OH) 2) Sol. Al 1.0 M de Sulfato de cúprico (CuSO4) Sol. Al 1.0 M de Etanol Sol. Al 1.0 M de Sacarosa Indicador de fenolftaleína Benceno Glicerina Aceite comestible Agua destilada


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Unidad:


Edición No. 1



Departamento:

QUÍMICA INORGANICA

Materia:

Procedimiento. I. CONDUCTIVIDAD ELECTRICA DE ELECTROLITOS Y NO ELECTROLITOS 1. Vierta aproximadamente 20 ml de solución de ácido acético en un vaso de pp de 250 ml 2. Con el circuito eléctrico, mida la conductividad eléctrica de la solución. Anote sus observaciones. (Guarde para la segunda parte). 3. Haga la medición de la conductividad de las soluciones de HCl, H 2SO4, NaOH, Ca(OH)2, NH4OH, CuSO4. Después de realizar las mediciones guarde para la siguiente parte. 4. Mida la conductividad de las soluciones restantes: Sacarosa, etanol, NaCl y al final mida la conductividad de la glicerina, el aceite comestible y el benceno. 5. De acuerdo a su conductividad, califique las soluciones como: electrólitos fuertes, electrólitos débiles y, no electrólitos. 6. Anote sus resultados en la tabla. CIRCUITO ELÉCTRICO

II. MEDICION DEL pH

Ácidos: 1. Introduzca el papel pH en la muestra de de la solución de ácido acético. Anote sus observaciones y el valor obtenido. 2. Realice el mismo procedimiento para las soluciones de HCl y H 2SO4. ING. HAYDEE RUMAYOR RIVERA ING. MARIA ISABEL GONZALEZ MORALES

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Unidad:


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Departamento:

QUÍMICA INORGANICA

Materia:

3. Agregue 2 gotas de fenolftaleína a cada una de las soluciones ácidas. Observe y reporte sus resultados en la tabla.

Bases: 1. Mida el pH de las soluciones básicas Ca(OH) 2, NH4OH, CuSO4, NaOH con el papel. Observe y reporte sus resultados en la tabla. 2. Agregue 2 gotas de fenolftaleína a cada una de las muestras básicas y observe. 3. Anote sus resultados en la tabla. Tabla de resultados SUSTANCIA

ELECTROLITO DEBIL ELECTROLITO FUERTE NO ELECTROLITO pH

Ácido acético HCl H2SO4 NaOH Ca(OH)2 NH4OH CuSO4. Sacarosa Eetanol NaCl glicerina Aceite comestible Benceno


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Cuestionario 1. ¿Qué es un electrolito? 2. Que diferencia existe entre electrolito fuerte y débil. 3. ¿Qué es la disociación electrolítica del agua? 4. Que indica el hecho de que se prenda el foco. 5. Qué es el pH y de donde se obtiene. 6. Investigue el tipo de enlace de los compuestos que se utilizan en esta práctica. Bibliografía sugerida. Garzón G., Guillermo. Fundamentos de Química General. McGraw-Hill Latinoamericana. México. Rodríguez Moreno, Norma Gloria. Fundamentos de Química Inorgánica. Interamericana de servicios. México, 1993. BROWN, Theodore L., y Cols. Química. La ciencia central. Prentice-Hall hispanoamericana, México, 1991.


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Unidad:





Edición No. 1

QUÍMICA INORGANICA

Enlaces Químicos por Puente de Hidrógeno

Práctica No. 6

Objetivo. El objetivo de la práctica es que el alumno continúe realizando pruebas sencillas que le permitan visualizar la presencia de algunos tipos de enlace en esta ocasión el enlace por puente de hidrógeno. Introducción. Enlace de hidrógeno es la atracción de un átomo de hidrógeno unido covalentemente a un átomo electronegativo, hacia un segundo átomo electronegativo. Cuando se establece un enlace covalente entre el hidrógeno y un átomo muy electronegativo, la nube electrónica entre los dos átomos está muy deformada y presenta una densidad electrónica mayor alrededor del átomo electronegativo, lo que da lugar a un dipolo. Si dos de estos dipolos se aproximan, la atracción electrostática entre el extremo positivo de uno de ellos y el extremo negativo del otro es lo que constituye el enlace de hidrógeno. Los enlaces de hidrógeno más fuertes se forman entre el hidrógeno y el flúor, el nitrógeno o el oxígeno. Debido a este enlace se explican los puntos de fusión y ebullición anormalmente elevados del fluoruro de hidrógeno, el agua y el amoníaco, respecto a los de los otros hidruros de sus grupos respectivos. En el caso del agua, la asociación molecular originada por el enlace de hidrógeno determina que este compuesto sea más fácilmente condensable de lo que cabría esperar por la magnitud y la masa de sus moléculas, siendo líquida a temperatura ambiente cuando debería ser un gas difícilmente licuable si lo comparamos con el hidruro de azufre o de selenio. Además en los hidruros, también existen enlaces de hidrógeno en compuestos como los alcoholes o los fenoles.


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Unidad:


Edición No. 1



Departamento:

QUÍMICA INORGANICA

Materia:

Materiales 3 Vasos de pp. de 50 o 100 ml 1 Cristalizador 3 Vasos de plástico muy transparentes 1 Pizeta 2 Goteros 1 Espejo plano de 10 cm por lado 1 Espejo o vidrio de más de 10 cm por lado seco 1 Hoja de papel limpia y seca 2 Globos pequeños 1 Moneda de un peso 30 cm. de papel encerado (sin doblar) Palillo de dientes Palillos de dientes planos (sin picos en extremos) Perforadora de papel Aparatos e Instrumentos. No aplica

Reactivos Colorante para alimentos Alcohol Agua destilada

Procedimiento. I. DEMOSTRACIÓN DE LAS FUERZAS DE ATRACCIÓN ENTRE LAS MOLECULAS 1. Extiende el papel encerado sobre la mesa y divídelo en dos partes. 2. Utiliza un gotero para el agua y otro para el alcohol, colocando en cada pedazo de papel 3 o 4 gotas separadas de las muestras. 3. Moja un palillo con agua y acerca la punta húmeda a una de las gotas de agua (pero sin tocar). Repite con las otras gotas. ING. HAYDEE RUMAYOR RIVERA ING. MARIA ISABEL GONZALEZ MORALES

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4. Moja un palillo con alcohol y haz lo mismo que con las gotas de agua. 5. Observa y anota lo que sucede con ambas soluciones. II. DEMOSTRACIÓN DE LA DIFERENCIA ENTRE LAS FUERZAS DE ATRACCIÓN DEL AGUA Y EL ALCOHOL 1. En un vaso de pp. haga una solución de agua con suficiente colorante para alimentos para que se obtenga una solución de color obscuro. 2. En otro vaso de pp. coloca una pequeña cantidad de alcohol. 3. Vierte sobre el espejo (colocado sobre la mesa) una pequeña cantidad de agua coloreada para formar una película delgada, con un gotero deja caer una gota de alcohol en el centro de la capa de agua coloreada. 4. Observa y anota lo que sucede. III. DEMOSTRACIÓN DE LA FUERZA DE ATRACCIÓN ENTRE LAS MOLÉCULAS DE AGUA Y DE ALCOHOL 1. Dobla 5 palillos, colocados en forma de estrella con la parte doblada en el centro, sobre el vidrio o espejo. 2. Agregue una gota de agua en el centro de la estrella. 3. Repite la experiencia, pero ahora con una gota de alcohol 4. Observa y anota lo que sucede en los dos casos 5. Llena el cristalizador con agua hasta la mitad de su capacidad. 6. Coloca dos palillos de dientes de manera que floten sobre la superficie del agua y se encuentren en el centro del cristalizador. 7. Sumerge la punta de un tercer palillo en el agua con detergente que esta contenida en un vaso de pp. 8. Con esa punta toca la superficie del agua entre los dos palillos flotantes. 9. Realiza lo anterior utilizando alcohol en lugar de agua. 10. Anota lo que sucede.


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Unidad:





Edición No. 1

QUÍMICA INORGANICA

IV. DEMOSTRACIÓN DE QUE LOS ATOMOS TIENEN PARTES POSITIVAS Y PARTES NEGATIVAS 1. Perfora una hoja de papel y obtén de 15 a 20 pequeños círculos, colócalos separados sobre la mesa limpia y seca. 2. Infla un globo del tamaño de tu mano y amárralo; frota el globo contra tu cabello limpio, seco y sin grasa (en una sola dirección), de 5 a 10 veces. 3. Acerca el globo a los círculos de papel sin tocarlos. 4. Observa y anota tus conclusiones. 5. Equilibra una moneda sobre la mesa limpia y seca de modo que quede parada, coloca en equilibrio un palillo de dientes sobre la moneda y cubre todo con un vaso boca abajo. 6. Carga un globo inflado de la manera en que lo hiciste en el paso anterior, acerca el globo al vaso sin tocarlo por el lado en que se encuentre con uno de los extremos del palillo, mueve el globo lentamente alrededor del vaso; si no sucede nada, cambia de vaso y coloca el globo en el otro de los extremos del palillo. Observa si sucede ahora y anota tus conclusiones.

Cuestionario 1. ¿Qué es enlace por Puente de Hidrogeno? 2. ¿Cuál es la diferencia que existe entre la atracción de las moléculas con los otros enlaces? 3. ¿Qué diferencia existe entre moléculas iguales y moléculas diferentes? 4. ¿Por qué se da la diferencia de cargas entre las moléculas?


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Unidad:



Edición No. 1



Bibliografía sugerida. Garzón G., Guillermo. Fundamentos de Química General. McGraw-Hill Latinoamericana. México. Rodríguez Moreno, Norma Gloria. Fundamentos de Química Inorgánica. Interamericana de servicios. México, 1993. BROWN, Theodore L., y Cols. Química. La ciencia central. Prentice-Hall hispanoamericana, México, 1991.


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Unidad:



Reacciones Químicas.

Edición No. 1



Practica No. 7

Objetivo. El alumno efectuará y distinguirá diferentes reacciones químicas, adquiriendo destrezas para identificar los diferentes tipos de reacciones y reconocer por evidencias experimentales cuándo ocurren. Introducción. Las reacciones químicas se pueden clasificar en los siguientes tipos: combinación, descomposición, desplazamiento, doble descomposición o metátesis, reagrupamiento y óxido-reducción. Las reacciones de combinación son aquellas en las cuales se forma una sustancia a partir de dos o más elementos. Las reacciones de descomposición son aquellas en que se forman dos o más sustancias a partir de una. Las reacciones de desplazamiento son aquellas en las que un elemento reacciona con un compuesto, entrando en combinación con uno de los contribuyentes y liberando el otro. Las reacciones de doble descomposición o metátesis, son aquellas en las cuales hay un intercambio de elementos o de radicales entre los compuestos que reaccionan. Las reacciones de reagrupamiento interno, son aquellas en que el compuesto en si sufre modificaciones en su propia estructura por diversas causas, alterándose su naturaleza química, y por tanto varían sus propiedades y características iniciales. Las reacciones de óxido-reducción, son aquellas en las cuales las sustancias que intervienen en la reacción aumentan (oxidación) o disminuyen (reducción) su ING. HAYDEE RUMAYOR RIVERA ING. MARIA ISABEL GONZALEZ MORALES

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Unidad:


Edición No. 1



Departamento:

QUÍMICA INORGANICA

Materia:

número de oxidación o valencia, por el intercambio de electrones entre dichas sustancias. Materiales 1 Mechero de Bunsen 1 Pinzas para crisol 1 Placa de asbesto 6 Tubos de ensaye de 13 x 100 mm 2 Vasos de pp. de 100 ml 1 Probeta de 25 ml 4 Goteros 1 Piseta 1 Pipeta graduada de 5 ml Salero

Aparatos e Instrumentos. No aplica


Reactivos Cinta de Magnesio (Mg) Granalla de fierro (Fe) Dicromato de amonio ((NH 4)2Cr 2O7) Oxido de mercurio II (HgO) Sol. de Nitrato de plata al 4% (AgNO 3) Sol. concentrada de Nitrato de sodio (NaNO3) Lámina de cobre (Cu) Mercurio (Hg) Ácido sulfúrico 1:10 y V/V (H2SO4) Ácido clorhídrico 1:4 y V/V (HCl) Tiourea (NH2CSNH2) Sol. de cloruro de fierro III al 4% (FeCl3) Sol. al 4% de Permanganato de potasio (KMnO 4) Sol. al 4% de sulfato de fierro II (FeSO4) Sol. al 4% de Nitrato de mercurio I Página 25

Unidad:



Edición No. 1



((Hg2(NO3) 2) Nitrito de sodio (NaNO 2) Procedimiento. I. Reacciones de Combinación. 1. Con unas pinzas, tome un pedazo de una cinta de magnesio (Mg) y quémela usando un mechero. 2. Coloque en un salero granalla de hierro (Fe); agitando el salero, deje caer el hierro en la flama de un mechero de Bunsen. Anote ambas observaciones, escriba y balancee las reacciones efectuadas. II. Reacciones de descomposición. 1. En una placa de asbesto coloque una pequeña cantidad de dicromato de amonio ((NH4)2Cr 2O7), en forma de cono invertido. Queme el sólido con un cerrillo hasta que se inicie la reacción. Para iniciar más fácilmente dicha reacción, puede añadir al sólido unas gotas de alcohol; después deje caer al sólido un cerrillo encendido. 2. En un tubo de ensaye pequeño, limpio y seco, vierta una pequeña cantidad de óxido de mercurio II (HgO). Caliente el tubo con la llama de un mechero, usando pinzas, y coloque una astilla de madera con un punto de ignición en la boca del tubo. Anote ambas observaciones, escriba y balancee las reacciones efectuadas. III. Reacciones de desplazamiento. 1. En un vaso de precipitado de 100 ml vierta 20 ml de una solución de nitrato de plata (AgNO3) al 4%, e introduzca una moneda de cobre limpia (Cu). 2. En un vaso de precipitados de 100 ml vierta 20 ml de solución de nitrato de mercurio I ((Hg2(NO3) 2) al 4%, e introduzca una moneda de cobre limpia (Cu). Anote ambas observaciones, escriba y balancee las reacciones efectuadas.


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Unidad:



Edición No. 1



IV. Reacciones de doble descomposición o metátesis. 1. Llene las dos terceras partes de un tubo de ensaye con agua destilada; agregue, agitando, dos o tres gotas de solución de nitrato de plata (AgNO 3) al 4%, más dos o tres gotas de ácido clorhídrico diluido 1:4 (V/V). 2. Repita la misma operación, y remplace el agua destilada por agua de la llave. Anote ambas observaciones, escriba y balancee las reacciones efectuadas. V. Reacciones de reagrupamiento interno. 1. Coloque en un tubo de ensaye, aproximadamente 0.5 g de tiourea (NH2CSNH2); caliéntela hasta que se funda completamente y déjela enfriar; disuélvela en 5 ml de agua y agréguele tres gotas de solución de cloruro de hierro III al 4% (FeCl 3). 2. Repita lo anterior usando la tiourea sin fundir. Anote ambas observaciones, escriba y balancee las reacciones efectuadas. VI. Reacciones de oxidación-reducción. 1. Coloque en un tubo de ensaye 1 ml de solución de Permanganato de potasio (KMnO4) al 4%; añada unas gotas de ácido sulfúrico diluido 1:10 (V/V). Caliente y agregue gota a gota una solución concentrada de nitrito de sodio (NaNO2) recientemente preparada, hasta observar cambios en la coloración inicial. 2. En un tubo de ensaye coloque dos gotas de ácido sulfúrico diluido 1:10, y agregue cuatro gotas de solución de permanganato de potasio al 4%; agite y añade 5 ml de solución de sulfato de hierro II al 4% (FeSO 4). Anote ambas observaciones, escriba y balancee las reacciones efectuadas.


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Unidad:



Edición No. 1



Cuestionario 1. Balancee y escriba las reacciones formadas en la reacción de combinación. 2. ¿Qué reacciones se obtuvieron al descomponerse los reactivos en el punto 11? 3. ¿Qué efecto tuvo el alcohol en la reacción y si la modifico en algo? 4. Al introducir las monedas de cobre en las soluciones ¿Cuáles fueron los cambios que se observaron? Escriba las reacciones. 5. ¿Qué efecto se obtuvo al momento en que se combinaron el nitrato de plata y el acido clorhídrico con el agua destilada y agua de la llave? Escriba las reacciones 6. Tiene algún cambio fundir o no la Tiourea (NH 2CSNH2) para la reacción final? Escriba las reacciones efectuadas. 7. ¿Qué sucede en las reacciones si al permanganato de potasio se le agregan diferentes reactivos? Balancee y escriba las reacciones obtenidas. Bibliografía sugerida. Garzón G., Guillermo. Fundamentos de Química General. McGraw-Hill Latinoamericana. México. Rodríguez Moreno, Norma Gloria. Fundamentos de Química Inorgánica. Interamericana de servicios. México, 1993. BROWN, Theodore L., y Cols. Química. La ciencia central. Prentice-Hall hispanoamericana, México, 1991.


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Unidad:



Síntesis de un compuesto Inorgánico y su determinación

Edición No. 1



Practica No. 8

Objetivo. El alumno al realizar la síntesis de sulfuro de cobre, encuentre su composición y calcule su fórmula empírica, ilustrando así la Ley de la Composición definida. Introducción. Cuando se calientan los elementos cobre y azufre en condiciones apropiadas, se forma un compuesto que tiene una composición definida. Esto se explica en la ley de las proporciones definidas en donde establece que los elementos de un compuesto están todos presentes en una proporción fija en masa, independientemente de cómo se prepare el compuesto. En esta práctica se lleva a cabo la reacción quemando una cantidad previamente pesada de cobre en exceso de azufre. El sulfuro de cobre que se forma no es volátil; el exceso de azufre no reacciona con el cobre en estas condiciones, se desprende en forma de un compuesto gaseoso. En otras condiciones diferentes de aquellas en que se efectuará esta práctica, estos mismos elementos se combinan para formar otros compuestos de composición definida con fórmulas diferentes de la que se va a calcular en esta práctica. Este último comportamiento del cobre y del azufre para formar más de un compuesto, sirve para ilustrar la Ley de las Proporciones múltiples simples en donde dice: Siempre que dos elementos se combinan para formar más de un compuesto (de manera que la cantidad de masa de uno de ellos permanece constante y la otra varía), existe entre ellos una relación de números enteros pequeños.


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Unidad:



Edición No. 1



Materiales 1 Triángulo de porcelana 1 Soporte universal 1 Anillo de fierro 1 Mechero de Bunsen 1 Pinzas para crisol 1 Crisol de porcelana con tapa

Aparatos e Instrumentos. Balanza granataria

Reactivos Alambre de cobre Azufre en polvo

Procedimiento. 1. Pese un crisol de porcelana limpio y seco, sin tapa. 2. Si el crisol se lavó con agua y no está completamente seco, caliente el crisol, déjelo enfriar y después péselo. 3. Enrolle el alambre de cobre en tal forma que se acomode en el fondo del crisol; use una cantidad aproximada de 1 g. 4. Con unas pinzas, coloque el crisol con el cobre en la balanza y péselo. 5. Con una pinza, coloque el crisol sobre el triángulo de porcelana, según se indica en la Fig.1 y cubra el alambre de cobre con un exceso de polvo de azufre.


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Unidad:


Edición No. 1



Departamento:

QUÍMICA INORGANICA

Materia:

Fig. 1 6. Tape el crisol y caliente lentamente en la campana de extracción de gases. El azufre se funde y reacciona con el cobre; el exceso de azufre se quema, formando bióxido de azufre gaseoso que se escapa. 7. Cuando ya no se desprendan más vapores de bióxido de azufre, deje de calentar; cuando esté a temperatura ambiente, usando las pinzas, pese el crisol más su contenido sin la tapa. Anote el peso. 8. Para asegurar que todo el cobre reaccionó, añada nuevamente al crisol 1 g de azufre. Repita las operaciones anteriores y pese de nuevo sin la tapa cuando se haya enfriado, hasta obtener peso constante. REGISTRO DE DATOS a) Peso del cobre Peso del crisol más el cobre: M1 = Peso del crisol: M2 = g Peso del cobre: M1 ± M2 = b) Peso del sulfuro de cobre: Peso del crisol más el residuo: M 3 = Peso del crisol: M4 = g Peso del sulfuro de cobre : M3 - M4 = ING. HAYDEE RUMAYOR RIVERA ING. MARIA ISABEL GONZALEZ MORALES

g g

g g

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Unidad:


Edición No. 1



Departamento:

QUÍMICA INORGANICA

Materia:

Cálculos: Utilice los pesos atómicos del cobre y del azufre para efectuar estos cálculos. a) Calcule el peso del azufre que se combinó con el cobre utilizado en el experimento. b) Calcule el peso del azufre que se combinó con 1 átomo gramo de cobre. c) Calcule la fórmula mínima o empírica del sulfuro de cobre. Cuestionario 1. ¿Cuál es la reacción balanceada que se efectuó en este experimento? 2. ¿Cuántos gramos de cobre se utilizaron inicialmente sise obtuvieron 0.75 gramos de CuS? 3. En condiciones diferentes de las de este experimento se obtuvieron 1.35 g de sulfuro de cobre I (Cu 2S). Calcule cuántos gramos de azufre se necesitará adicionar para obtener sulfuro de cobre II de acuerdo con la siguiente reacción? (

Cu2S

+

S

2CuS

4. De acuerdo con los problemas anteriores, ¿por qué razones se usó un exceso de azufre en el experimento realizado? Bibliografía sugerida. Garzón G., Guillermo. Fundamentos de Química General. McGraw-Hill Latinoamericana. México. Rodríguez Moreno, Norma Gloria. Fundamentos de Química Inorgánica. Interamericana de servicios. México, 1993. BROWN, Theodore L., y Cols. Química. La ciencia central. Prentice-Hall hispanoamericana, México, 1991.


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Unidad:



Obtención del peso atómico del Estaño

Edición No. 1



Practica No. 9

Objetivo. El estudiante verificará el peso atómico y el equivalente gramo de un metal. Introducción. Los metales, son un grupo de elementos químicos que presentan todas o gran parte de las siguientes propiedades físicas: peso atómico, equivalente gramo, reactividad química, punto de fusión, densidad, dureza, calor específico, maleabilidad, ductibilidad, estado sólido a temperatura normal, excepto el mercurio que es líquido; opacidad, excepto en capas muy finas; buenos conductores eléctricos y térmicos; brillantes, una vez pulidos, y estructura cristalina en estado sólido; con valores relativamente altos, lo cual permite identificarlos. Los metales y no metales se encuentran separados en el sistema periódico por una línea diagonal de elementos. Los elementos a la izquierda de esta diagonal son los metales. Los elementos metálicos más comunes son los siguientes: aluminio, bario, berilio, bismuto, cadmio, calcio, cerio, cromo, cobalto, cobre, oro, iridio, hierro, plomo, litio, magnesio, manganeso, mercurio, molibdeno, níquel, osmio, paladio, platino, potasio, radio, rodio, plata, sodio, tantalio, talio, torio, estaño, titanio, volframio, uranio, vanadio y cinc. Los elementos metálicos se pueden combinar unos con otros y también con otros elementos formando compuestos, disoluciones y mezclas. Una mezcla de dos o más metales o de un metal y ciertos no metales como el carbono se denomina aleación. Las aleaciones de mercurio con otros elementos metálicos son conocidas como amalgamas.


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Unidad:



Edición No. 1



Materiales 1 Mechero de Bunsen 1 Cápsula de porcelana de 5 cm de diámetro (22 ml) 1 Pinzas 1 Probeta de 25 ml 1 Soporte universal 1 Anillo de fierro 1 Tela de asbesto 1 Desecador Aparatos e Instrumentos. 1 Balanza granataria

Reactivos Granalla de estaño (Sn) Ácido nítrico concentrado (HNO3)

Procedimiento. 1. Pese una cápsula de porcelana de 22 ml de capacidad, seca y limpia; use pinzas en todas las manipulaciones. 2. Ponga en la cápsula aproximadamente 3 g de estaño metálico en granallas, y pese exactamente en la balanza. 3. Debajo de la campana de extracción coloque la cápsula con el estaño en un soporte con tela de asbesto. De acuerdo con el arreglo experimental de la Fig. 1 Agregue 10 ml de ácido nítrico concentrado, y caliente suavemente.


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Unidad:


Edición No. 1



Departamento:

QUÍMICA INORGANICA

Materia:

Fig. 1 Nota:

El manejo de ácido nítrico concentrado requiere de uso de guantes; manéjelo debajo de la campana y evite quemaduras.

4. Observe que todo el metal se haya disuelto. Si no fuera así, enfríe la cápsula y agregue 10 ml más de ácido nítrico concentrado; luego caliente hasta sequedad. 5. Continúe calentando fuertemente hasta que no se desprenda más gases; enfrié hasta cerca de la temperatura ambiente y termine de enfriar en el desecador. 6. Pese la cápsula más el residuo en la balanza, y repita el paso 5 hasta peso constante. El aumento de peso del estaño se debe a que se ha combinado con el oxigeno para formar un determinado oxido de estaño.


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I.Q. PRÁCTICAS DE LABORATORIO QUIMICA INORGANICA.

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