UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR CENTRO DE QUÍMICA LABORATORIO DE QUÍMICA INORGÁNICA II INFORME No. 1 TEMA: Propiedades de los óxidos de los elementos del tercer periodo OBJETIVOS:
Determinar algunas propiedades físicas y químicas de los óxidos de los elementos del tercer periodo: Na, Mg, Al, Si, P, S.
INTRODUCCIÓN: En la tabla periódica los elementos del tercer periodo están distribuidos según su número atómico ya que difieren en algunos aspectos como los metales Na, Mg y Al, el aluminio es un metal anfótero que presentan características ácidas y básica s además los metales tienen gran poder reductor, el Si tiene brillo metálico pero es más duro no está clasificado como metal además tiene poca conductibilidad eléctrica. Un óxido es un compuesto binario del oxígeno con otro elemento, el oxígeno se puede combinar con todos los elem entos, excepto con los gases nobles. El P y el S son no metales con gran poder oxidante ya que ganan electrones y forman enlaces covalentes que en medio acuoso forman aniones y forman óxidos ácidos con los metales. Güeto, J. M. (2005).
MATERIALES Y REACTIVOS:
GRÁFICO:
Materiales: Gradilla, 12 tubos de ensayo Erlenmeyer, cuadro de vidrio, piseta, espátula, papel indicador, tiras de indicador pH, papel tornasol. ,
Reactivos: Na, MgO, Al 2O3, P2O5, Cu, SiO 2, H2SO4, azul de metileno, fenolftaleína, rojo de metilo, heliantina, solución de HCl, NaOH CÁLCULOS, RESULTADOS Y ECUACIONES QUÍMICAS: 2Cu (s) + H2SO4 (ac)
∆
CuO2 (ac) + 2H2O (l) + 2SO2
→
SO2 (g) + 2H2O (l) → H2SO3 (ac)
(g)
Na2O (s) + H2O (l) → 2NaOH (ac) 2Mg (s) + O2 (g) → 2MgO (s) MgO (s) + H2O (l) → Mg(OH)2 (ac) P2O5 (s) + 3H2O (l) → 2H3PO4 (ac) 2H2SO4 (ac) + CuO (s) → CuSO4 (ac) + SO2 (g) + 2H2O (l) SO2 (g) + H2O (l) → H2SO3 (ac)
RESULTADOS: TABLA 1 APARIENCIA MACROSCÓPICA DE LOS ÓXIDOS GRADO ESTADO ÓXIDOS APARIENCIA DE VOLATILIDAD COLOR FÍSICO FINURA Na2O Solido Metal Baja Alta Plateado MgO Solido Granulado Medio Bajo Blanco Al2O3 Solido Polvo Alto Bajo Blanco P2O5 Solido Polvo Alto Alto Blanco SiO2 Solido Arenoso Bajo Bajo Gris SO2 Gaseoso No volátil Blanco
TABLA 2 ÓXIDOS Na2O MgO Al2O3 P2O5 SiO2 SO2
SOLUBILIDAD AGUA ÁCIDO Soluble Poco soluble Insoluble Insoluble Soluble Soluble Insoluble Insoluble Insoluble -
BASE Soluble Soluble Insoluble Insoluble -
TABLA 3 ÓXIDO AZUL DE S METILENO
RESPUESTA A INDICADORES FENOFTALEÍN ROJO DE HELIANTINA A METILO
Papel indicador universal
Na2O MgO Al2O3 P2O5 SiO2 SO2
Azul
Rosado intenso
Amarillo
Amarillo
Azul
Celeste Celeste Turquesa pálido Azul
Rosado Rosado Transparente
Amarillo Rojo Rosado
Amarillo Amarillo Rojo
azul Levemente Azul Rojo
Transparente
Celeste
Transparente
Amarillo anaranjado Rosado
Amarillo anaranjado Rojo
Azul Rojo
DISCUSIÓN DE RESULTADOS: La realización de la práctica consiste en la determinación de algunas propiedades físicas y químicas de los óxidos del tercer periodo, para aquello se requiere de óxidos metálicos como el Na2O y el MgO, dichos óxidos al ponerse en contacto con el ambiente se oxidan (IPCS, 2007). Al mezclarse con H 2O son solubles y se da la formación del hidróxido de sodio (Na2O + H2O 2Na (OH)) y magnesio (MgO + H2O Mg (OH)2), con la aplicación de los indicadores se constató que el Na (OH) y el Mg (OH) 2 son básicos. En cambio el S y el P son óxidos no metálicos, por consiguiente al mezclarse con H 2O se disocia formando oxácidos, al emplear los indicadores dio como resultado que son ácidos (Lacasa, 1919). El Al2O3 al combinar con H2O resulto ser insoluble porque el aluminio es un elemento anfótero por lo tanto se diluye en un medio ácido resulto una reacción exotérmica y básico (Alcala, 2006). Según (Hall, 1979), el SiO 2, existe en forma de una solido hidratado y al estar en presencia de una base actúa como acido.
CONCLUSIONES: - Se concluye que a partir de varios tipos de óxidos del periodo 3, determinamos algunas propiedades físicas y químicas; entre las propiedades físicas tenemos la solubilidad de los compuestos varía dependiendo en el medio en que se encuentre, en el caso de óxidos de Na y P son solubles en H 2O, formando así soluciones acuosas, en el caso de los oxido de Mg, Si y Al en contacto con H 2O no existió reacción por lo cual se determina que son compuestos insolubles. Para estos compuestos insolubles al colocarlos en medios ácidos o básicos comprobamos que el Mg es soluble en medio acido e insoluble en medio básico debido porque tiene carácter básico, pero en el caso del Si y Al son insolubles en ambos medios por su carácter anfótero; el SO 2 es insoluble en ambos medios debido a que está en estado gaseoso. -Na2O, MgO y Al2O3 respectivamente, son sólidos a temperatura ambiente y óxidos metálicos que consisten iones óxido es decir son compuestos iónicos a diferencia del SO 2 y P2O5 que forman enlaces covalentes y en el caso del SO 2 se encuentra en estado gaseoso -La mayoría de los óxidos del periodo 3 no son volátiles al estar en contacto con un medio a diferencia de los óxidos de Na y P los cuales son volátiles por su alta reactividad ya que el Na es el metal más reactivo del periodo 3 y el P el más reactivo de los no metales.
-Entre las propiedades químicas tenemos que los óxidos del grupo 3 cambian de color con el uso de indicadores dependiendo si son ácidos o bases, los óxidos ácidos como SO 2 y P2O5 al colocar fenolftaleína no cambiaron de color a diferencia que al agregar rojo de metilo a estas soluciones se tornaron de color rosado y al colocar heliantina se tornaron de color rojo, también comprobado con el papel universal de pH que se tornó rojo porque tienen un pH menor a 7, en el caso de los compuestos básicos al poner fenolftaleína se tornaron de color rosado y con rojo de metilo y heliantina se tornaron de color rojo, determinando también con el papel indicador de pH que tienen un pH mayor a 7 , todos estos compuestos mencionados al agregarlos azul de metileno se tornaron celestes.
CUESTIONARIO: 1. ¿Se pueden evidenciar diferencias notables entre los elementos del tercer periodo? Una de las diferencias es que en los no metales no existe brillo a diferencias de los metales, los diferentes compuestos forman ácidos y bases con diferentes escalas de pH. Algunos elementos presentan una reacción exotérmica. La solubilidad en agua varía de acuerdo al elemento. También se puede observar la diferencias de reactividad entre los elementos del tercer periodo, ya que desde el sodio su reactividad es inmediata con el contacto con el aire formando el óxido de sodio, seguido de la reacción entre la combustión del Mg formando el MgO, estos 2 elementos en solución acuosa forman base muy fuertes siendo estos óxidos básicos, ya que forman hidróxidos, y por su baja electronegatividad, forman bases fuertes. 2. ¿Cuál o cuáles de los óxidos estudiados se producen industrialmente y como se lo hace? Tenemos al oxido de aluminio o también llamado alúmina el cual es el principal componente de las piedras preciosas y corindón como son: el zafiro, rubí, etc. La Principal fuente de producción industrial es el método de Bayer a través de la bauxita con un álcali y llevada a alta s temperaturas. El SO2 es muy utilizado en las industrias metalúrgicas y su proceso comienza por la combinación de minerales de pirita, el MgO es empleado principalmente para regular la acidez intestinal, el aluminio es bastante utilizado para la fabricación de utensilios y para la obtención de hidrógeno por reacción química con el ácido clorhídrico. El Na 2O se utiliza para la fabricación de vidrio, el FeS, para transformarlos en óxidos de hierro. El óxido de magnesio es sintetizado por sus aplicaciones muy variadas como son en: el cemento, en la agricultura, como desecante y en la Medicina. El óxido de magnesio que se utiliza en la vida cotidiana es trivialmente conocido como ¨leche de magnesia¨ que es una suspensión acuosa que se utiliza como un laxante liguero y antiácido. Por otro lado tenemos al el óxido de silicio el cual se utiliza en su mayor totalidad como desecante, conocido en el mercado como sílica gel , el cual se adicionan en varios productos para absorber la humedad y que estos no sea afectados.
BIBLIOGRAFÍA APA 6TA EDICIÓN: Güeto, J. M. (2005). Tecnología de los Materiales . En J. M. Güeto, Tecnología de los Materiales (pág. 165). Madrid: Ediciones Diaz de Santos .
Díaz, A. C. (2002). Fundamentos de Química Analítica: Equilibrio iónico y análisis químico. En A. C. Díaz, Fundamentos de Química Analítica: Equilibrio iónico y análisis químico (pág. 284). Bogotá: Universidad Nacional de Colombia Sede Bogotá. Alcala, U. d. (12 de 2006). http://www3.uah.es/edejesus/resumenes/QI/Tema_3A.pdf. Obtenido de http://www3.uah.es/edejesus/resumenes/QI/Tema_3A.pdf Hall, P. (1979). Quimica, Fundamentos experimentales . REVERTE, S.A. . IPCS. (2007). http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/FichasTecnicas/FISQ/Fi cheros/1605a1678/1653.pdf. Obtenido de
http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/FichasTecnicas/FISQ/Fi cheros/1605a1678/1653.pdf Lacasa, A. I. (1919). Elementos de química...: parte. Química descriptiva. EDSA.
