DIAGRAMA EXPERIMENTAL Preparación de agua oxigenada Oxígeno (Aire) Na (s) Calor
Na2O2 (s)
H2O Proteger de la luz
H2SO4 (ac) 3N
decantar
H2O2 (ac)
Reconocimiento de peróxido de hidrogeno acuosos H2O2 (ac)
Reactivo Barreseville
CrO5(ac)
Variedades alotropas del azufre
3
Azufre rómbico
Azufre (polvo)
CS2 (ac)
Evaporar Cristalizar
Cristales Rómbicos(cristalino) S8 (s)
Azufre monoclínico
azufre (s) polvo
Calentar
Enfriamiento a T amb.
S8 (liquido)
Cristales Monoclínicos S8 (s)
4
Azufre plástico
S8 (s) polvo
Calentar
Enfriamiento en agua
S8 (liquido)
Azufre plástico
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OBSERVACIONES Y RESULTADOS 1.
PREPARACIÓN DEL AGUA OXIGENADA. Tabla1: datos de los pH obtenidos en la solución 1° 2° pH 13 2
3° 7
El sodio metálico se encontraba inmerso en una solución de aceite dado a su elevada reactividad con el oxígeno del aire. Al momento de calentar éste se disolvió completamente reaccionando con el oxígeno del aire para luego secarse en la superficie de la cápsula de porcelana, formándose un sólido blanco. El peróxido de sodio obtenido se coloca en el tubo que se encuentra cubierto de l a luz. La solución obtenida se trabaja a temperaturas de 0º C, el pH obtenido es totalmente básico (aproximadamente de 13) a lo cual se le agrega a sólo 3 a 4 gotas de ácido a esta misma temperatura, obteniéndose finalmente un solución trasparente pH ligeramente acido. Figura2:
2.
RECONOCIMIENTO DEL PERÓXIDO DE HIDROGENO ACUOSO.
Al preparar el reactivo de Barreseville se observaron dos fases líquidas, una que es la solución acidula del dicromato de potasio que presenta una coloración anaranjada y la
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otra de éter etílico sin coloración alguna, donde la de mayor cantidad fue la solución inorgánica. Al agregar el peróxido de hidrogeno tanto del laboratorio, como el obtenido en el experimento anterior, se llega a generar un burbujeo, siendo la solución de color azul en ambos casos.
Figura3: reconocimiento del peróxido obtenido obtenido en el experimento 1 junto con el peróxido del laboratorio.
3.
VARIEDADES ALOTRÓPICAS DEL AZUFRE. AZUFRE ROMBICO.
el azufre en polvo es de color amarillo claro, es soluble en disulfuro de carbono incoloro en mínima cantidad. observándose un sólido de color amarillo al evaporar el solvente
AZUFRE MONOCLINICO. Al calentar parejo y lentamente el todo tubo se fundió el azufre, tomando una coloración ligeramente amarilla oscura, haciéndose cada vez más líquido para luego enfriarlo a temperatura ambiente en un papel filtro, formándose unos cristales largos y acidulares de un color amarillo claro.
Figura4: azufre monoclínico obtenido AZUFRE PLASTICO. Al calentar el azufre este se funde, hasta hacerse líquido, tomando una coloración ámbar oscuro, al seguir proporcionándole calor disminuye la viscosidad.
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El azufre líquido se vierte en un vaso de agua a temperatura ambiente enfriándose bruscamente, observándose una masa amorfa negra, flexible, elástica insoluble en agua, que sería el azufre plástico.
Figura5: azufre plástico obtenido
DISCUSIÓN DE RESULTADOS 1.
PREPARACIÓN DEL AGUA OXIGENADA.
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La formación de peróxido de sodio, oxida al sodio, obteniendo una reacción de combustión.
Na(s) Na+ (s) + 1eO2 (g) + 2 eO22- (g) 2Na(s) + O2 (g) Na2O2(s) La formación del peróxido de sodio es una reacción de desplazamiento Na2O2(s) + H2O H2O2 + 2Na+ + 2OHEsta reacción hay que protegerla de la luz y mantenerlo a bajas temperaturas porque es muy oxidante
En la reacción del peróxido de sodio y el ácido sulfúrico concentrado a las mismas temperaturas, el ión sulfuro desplaza al oxígeno formando sulfato de sodio que a temperaturas menores de 5º C no es soluble, obteniendo en la solución agua oxigenada. Na2O2(s) + H2SO4 (ac)
2.
H2O2(ac) + Na2SO4(ac)
RECONOCIMIENTO DEL PERÓXIDO DE HIDROGENO ACUOSO.
El reactivo de Barreseville se observaron dos fases líquidas, una que es la solución acidula del dicromato de potasio que presenta una coloración anaranjada y la otra de éter etílico sin coloración alguna, donde la de mayor cantidad fue la solución inorgánica. La reacción se da con el cromo (VI), obteniéndose cromo (V) de color azul muy intenso CrO72- + 2H+ + 4H2O2 2CrO5 + 5H2O Observándose que en medio acuoso es muy poco estable, y se hidroliza formando nuevamente dicromato 2CrO5 + 5H2O
3.
CrO72- + 2H+ + 2O2
VARIEDADES ALOTRÓPICAS DEL AZUFRE.
AZUFRE ROMBICO. La fuerza que une las moléculas cíclicas de S8 son débiles por lo que el disulfuro puede separarlas con facilidad y solvatar a cada molécula dispersa en el líquido. Al volatilizarse la solución se vuelve cada vez mas concentradas hasta que empieza a cristalizarse y hace que los cristales del azufre queden en forma ordenada de azufre rómbico S 8. Esta es una propiedad importante que comparten las cadenas y anillos, disolviéndolas en un disolvente adecuado. A la temperatura ambiente, la forma alotrópica más estable del azufre contie ne los anillos S8 agrupados en una estructura de cristal rómbico. Si se funde el azufre y se deja enfriar se solidifica lentamente, produciendo una segunda forma alotrópica en la cual los anillos S8 están agrupados en una estructura de cristal monoclínico. Sin embargo, la forma monoclínica solamente es estable arriba de los 95º C y cuando se le permite reposar a temperatura ambiente, gradualmente se invierte a la modificación rómbica.
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AZUFRE MONOCLINICO. En su punto de fusión del azufre líquido es amarillo, poco viscoso con los anillos de S 8 orientación desordenada que caracteriza el estado líquido. A medida que se eleva la temperatura del azufre líquido, el movimiento térmico que se transmite en vibraciones moleculares, empieza a hacerse mas fuerte produciendo la ruptura de los enlaces S-S y los anillos S 8 empiezan a abrirse, produciendo cadenas de en las cuales los átomos de S en los extremos tienen cada uno de S ellos un electrón no acoplado. Cuando un átomo de S terminal se encuentra con otro se pude crear un enlace por el acoplamiento de los electrones en la cadenas de S 8 empiezan a unirse produciendo primero cadenas de S16 luego de S24, S32, S40, etc., hasta que se produce cadenas sumamente largas que tienen quizás hasta varios de cientos de miles de átomo de S. Estas cadenas llegan a enredarse y entrelazarse y se separa una de otras con gran dificultad causando viscosidad mayor del líquido. A temperaturas aun mas elevadas los movimientos térmicos más violentos empiezan a romper las largas cadenas en fragmentos mas pequeños y la viscosidad del líquido disminuye.
AZUFRE PLASTICO. Si el azufre líquido espeso se que se encuentra a una temperatura muy elevada se enfría muy bruscamente, este nuevo reordenamiento no tiene el tiempo de acomodarse formando anillo de S 8 y como resultado se obtiene un líquido sobre enfriado que se llama azufre amorfo (azufre mastico) y que tiene muchas características y propiedades del hule. Sin embargo, cuando se deja reposar, las cadenas Sx del azufre amorfo regresan gradualmente a los anillos del S8 de forma rómbica que termodinámicamente son más estables.
CONCLUSIONES
Se logró obtener peróxido de hidrogeno, confirmándose con la reacción del reactivo barresville y usando peróxido del laboratorio con el cual se comparó. Se logró formar las distintas alotropías del azufre(S8).
CUESTIONARIO. 1. ¿Explique por qué en su forma elemental el oxígeno, O 2, es un gas y el azufre, S8, es un polvo?
2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
¿Analice la acidez ó basicidad de Lewis del SO 3 y del SO2? ¿Por qué el SO, monóxido de azufre es altamente reactivo? ¿Explique las reacciones del peroxido de hidrogeno en un medio básico? ¿Explique los factores que influyen en la reactividad del Oxigeno? Dibuje la estructura del compuesto azul formado en la prueba de Barreseville. Explique las diferencias estructurales entre las variedades alotrópicas del azufre. Compare la química del Selenio con la del Azufre y Oxigeno.
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REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
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