ESTUDIO DE LAS PROPIEDADES DE LOS ELEMENTOS DE UN PERIODOAtehortua, Yeimer; Delgado, Cristian; Granados, Sebastin; Obregn, Robert.Universidad de Pamplona, Facultad de Ciencias Bsicas, Departamento de Qumica; Pamplona. Colombia

RESUMEN

En el estudio de la qumica orgnica la tabla peridica es un importante punto de referencia, con esta prctica lo que se buscaba era estudiar las propiedades de los elementos del periodo 3 y de algunas combinaciones y composiciones qumicas.Al desplazarse de izquierda a derecha en el periodo 3 hay una transicin de metales a metaloides y luego a no metales, de este mismo modo propiedades como la conductividad elctrica y la conductividad de calor disminuyen de izquierda a derecha.Para realizar el correcto estudio de los elementos del periodo 3 se siguieron unos sencillos pasos, en el primer paso se cre una tabla en donde se compararon algunas propiedades fsicas y qumicas de los elementos de este periodo, luego se realiz una inspeccin de la solubilidad de los xidos, mezclndolos con agua destilada y as ver su capacidad de disolucin, como tercer paso, usando un medidor de pH se midi la acidez de las soluciones obtenidas en el paso anterior y as se determin que xidos de los que se estudiaron son cidos y cuales son bases, algunos xidos son insolubles en agua es por eso que en el siguiente punto se usaron lquidos cidos y bsicos para determinar su carcter, en el siguiente punto se trabaj con cloruros y se midi que tan voltiles son, su solubilidad y su pH, por ltimo se trabaj con cido clorhdrico, lo que se hizo fue mezclar el cido con una cinta de magnesio y con aluminio y se observaron las reacciones obtenidas al poner el cido en contacto con estos elementos.Despus de realizar los diferentes procedimientos se logr concluir las propiedades fsicas y qumicas de los elementos y compuestos estudiados, adems de reacciones con diferentes elementos. Palabras Clave: Acido, Base, Solubilidad, pH, xidos, Cloruros.

INTRODUCCINEsta prctica es sumamente importante ya que nos permite visualizar y conocer ms a fondo los elementos del periodo 3 de la tabla peridica y sus compuestos y adems conocer sus reacciones al contacto con otros compuestos

La tabla peridica constituye uno de los puntos de referencia ms importantes en el estudio de la qumica inorgnica. La intencin de esta prctica es estudiar algunas de las tendencias en las variaciones de las propiedades tanto de los elementos como algunas de sus combinaciones qumicas (xidos y cloruros) a lo largo del tercer periodo. (Parada, 2013)

Los elementos que pertenecen a un periodo se caracterizan por llenar el mismo nivel de energa con sus electrones. Al desplazarse de izquierda a derecha a lo largo del periodo se observa una transicin de metales a metaloides y a no metales. El tercer periodo inicia con un elemento metlico como sodio, luego hay una transicin gradual de las propiedades hasta un elemento no metlico como cloro. El sodio, el magnesio y el aluminio forman redes atmicas tridimensionales extensas unidas por enlace metlico. El silicio es un metaloide, con una estructura tridimensional gigante en la cual los tomos estn unidos fuertemente. A partir del fosforo, los elementos existen como unidades moleculares sencillas y discretas (P4, S8, Cl2, Ar) con puntos de fusin y ebullicin bajos. (Parada, 2013)

METODOLOGA

Materiales

Esptulas Balanza Churrusco Pipeteador Pinzas para tubo de ensayo Gradilla Mechero

Reactivos

Sodio metlico (Na) Cinta de magnesio (Mg) Aluminio (Al) Fosforo (P) Azufre (S) Oxido de magnesio (MgO) Oxido de aluminio (Al2O3) Oxido de silicio (SiO2) Oxido de fosforo (V) (P2O5) cido clorhdrico (HCl) 2N Hidrxido de sodio (NaOH) 2M

Cloruro de sodio (NaCl) Cloruro de magnesio (MgCl2) Cloruro de aluminio (AlCl3) Papel Universal o indicador de pH

Procedimiento

Periodicidad de las propiedades de los elementos del periodo III.

Se examinaron muestras de los elementos del periodo tres, desde sodio hasta argn. Se elaboraron una tabla con las siguientes propiedades: nmero atmico, apariencia, estado fsico, punto de fusin y ebullicin, conductividad y tipo de elemento (metal, metaloide o no metal). Se analizaron los resultados obtenidos.

Periodicidad de las propiedades de los xidos de los elementos del periodo III.

Se elabor una tabla en la que apareci: estado a temperatura ambiente, apariencia, usos, punto de fusin y ebullicin, MgO, Al2O3, P2O5, SiO2.

Solubilidad en agua:

Se tom con la punta de la esptula una pequea muestra de los xidos y se adiciono a los tubos de ensayo. Se anidio 3mL de agua destilada en cada uno de los tubos que contiene las muestras y se agito vigorosamente. Se anot en una tabla que xidos se disuelven y con qu facilidad.

Estudio del carcter cido-base.

Se midi el pH de las disoluciones en agua utilizando papel indicador.se anoto el pH de cada disolucin.

Solubilidad de los xidos en medio cido y bsico.

Si un xido es insoluble en agua, sus reacciones con cidos y bases se pueden usar para decidir si tienen carcter cido o bsico. Si el xido se disuelve en cido, reacciona con l, se trata de una base. Si el xido se disuelve en una base se considera un cido. Si el xido se disuelve tanto en cidos como en bases posee carcter cido y bsico, son los denominados anfteros. A continuacin se estudi la solubilidad de los xidos en cido clorhdrico diluido y en hidrxido de sodio. Se tom dos tubos de ensayo y se aadi a cada uno de ellos una pequea cantidad de MgO. Se adiciono en uno de los dos tubos 1mL de la disolucin de HCl, y en el otro 3mLde la disolucin de NaOH. Se anot los resultados obtenidos. Repita esta experiencia con cada uno de los xidos restantes.

Periodicidad de las propiedades de los cloruros de los elementos del tercer periodo.

se indic en una tabla: formula de los cloruros, apariencia, puntos de fusin y ebullicin, usos. se tom una pequea cantidad de los cloruros de sodio, magnesio y aluminio y se introdujo a cada una de ellas en un tubo de ensayo. se calent las muestras con la llama del mechero y se anot si la volatilidad de los mismos es alta o baja. se tom nuevas muestras de los cloruros y se coloc separadamente en tubos de ensayo. se aadi a cada tubo de ensayo 3 mL de agua destilada. Se aadi y anoto su solubilidad. se midi el pH de las disoluciones obtenidas con papel indicador. Se anot los resultados.

Reacciones de los metales con los cidos.

Se coloc 2 tubos de ensayo en la gradilla. Se aadi 1.5 mL de cido clorhdrico. Se aadi al primer tubo con cido clorhdrico la cinta de magnesio y al segundo tubo una pequea muestra de aluminio. Se anotaron las observaciones y se plantearon las reacciones que se han llevado a cabo.

RESULTADOSPERIODICIDAD DE LAS PROPIEDADES DE LOS ELEMENTOS DEL PERIODO III.

ElementoNumeroAtmicoAparienciaEstado fsico

Na11Metal blando, ligero y de color plateadoSolido

Mg12Metal liviano, medianamente fuerte, color blanco plateado.Solido

Al13Metal ligero de color blanco.Solido

Si14Cristalino, brillo metlico y color grisceoSolido

P15Polvo incoloro, rojo o blanco plateado.Solido

S16Color amarillento fuerte, amarronado o anaranjadoTodos los estados

Cl17IncoloroDepende del compuesto que este formando

Ar18IncoloroGaseoso

ElementoPunto de fusin

Punto de ebullicin

ConductividadTipo de elemento

Na98C883C21 106S/mMetal alcalino

Mg650 C1090 C22,6 106S/malcalinotrreo

Al660 C2519 C37,7 106S/mMetal

Si1414 C2900 C4.3510-4S/mMetaloide

P44 C277 C10-9S/mNo metal

S115 C445 C5,0 10-16S/mNo metal

Cl-102 C-34 CSin datosNo metal

Ar-189 C-186 CSin datosNo metal

PERIODICIDAD DE LAS PROPIEDADES DE LOS XIDOS DE LOS ELEMENTOS DELPERIODO III

CompuestoEstado a T. ambienteUsos

MgOSolidoMaterial refractario

Al2O3SolidoProduccin de aluminio, aislante trmico y elctrico, prtesis dentales.

P2O5SolidoDeshidratante en reacciones qumicas, y desecante de gases y liquidos.

SiO2SolidoVidrio artificial cermicas y cementos.

CompuestoPunto de fusinPunto de ebullicinApariencia

MgO2852 C3600 CPolvo blanco muy fino

Al2O32072 C2977 CFino polvo blanco grisceo cristalino

P2O5580 C300 CCristalino blanco

SiO21713 C2230 CTransparente

DISOLVENCIAOXIDOReaccin

MgONo se disuelve

Al2O3Si se disuelve con mediana facilidad

P2O5No se trabajo

SiO2No se trabajo

ESTUDIO DEL CARCTER CIDO- BASE.

SOLUBILIDAD DE LOS XIDOS EN MEDIO CIDO Y BSICO.

El xido de magnesio (MgO) no se disuelve en cido clorhdrico (HCl) pero si se disuelve en la base de hidrxido de sodio (NaOH), por lo tanto el MgO es un xido cido.

El xido de aluminio (Al2O3) no se disuelve en la base hidrxido de sodio (NaOH) pero si se disuelve en el cido clorhdrico (HCl), por lo tanto el Al2O3 es un xido base.

PERIODICIDAD DE LAS PROPIEDADES DE LOS CLORUROS DE LOS ELEMENTOS DEL TERCER PERIODO.

ClorurosUsosPunto de fusin

NaClConservante, deshielo, cloro, textiles, extintor.801 C

MgCl2Textiles, papel, agentes ignfugos, cemento y en la refrigeracin.714 C

ClorurosUsosPunto de fusin

AlCl3Tratamiento de agua Industrial y sanitaria, Tintas, alimentos, metales y emulsin de aceite, Remocin de fsforo y color, Papeleras, Desaguado de lodos, G y A, SST, precipitacin de metales, Remocin de DBO y DQO

192,4 C

ClorurosAparienciaPunto de ebullicin

NaClIncoloro; aunque pareceblanco si son cristales finos o pulverizados.1465 C

MgCl2Incoloro oblanco, cristales gruesos.1412 C

AlCl3Slido blanco o amarillo plido,higroscpico.120 C

CloruroVolatilidadSolubilidadpH

NaClBajaAlta7

MgCl2AltaAlta5

AlCl3AltaAlta 3

REACCIONES DE LOS METALES CON LOS CIDOS.

HCl + Mg: Al mezclar estos dos elementos podemos observar que inicia un burbujeo instantneamente al contacto, esto nos hace saber que al hacer esta mezcla se libera un gas, este gas es un gas hidrogeno.

HCl + Al: Esta es una mezcla bastante violenta ya que al reaccionar se produce inmediatamente un gas hidrogeno y cloruro de aluminio, cuando esta reaccin ocurre se observa que el aluminio pasa de estado slido a lquido rpidamente.

ANLISIS Para este laboratorio podemos observar que los puntos de fusin u ebullicin de los elementos del periodo 3 aumentan irregularmente de izquierda a derecha desde el sodio (Na) hasta el silicio (Si), luego al llegar al fosforo (P) el punto de fusin y ebullicin disminuye pero comienza a aumentar del mismo modo hasta llegar al azufre (S), por ultimo para el cloro (Cl) y el argn (Ar) los puntos de fusin y ebullicin se dan a temperaturas bajo 0 C. En el siguiente tem, que son los xidos, los puntos de fusin y ebullicin disminuyen de izquierda a derecha a lo largo del periodo 3, el xido de aluminio (Al2O3) es el ms soluble en agua, adems es ms alcalino en comparacin del xido de magnesio (MgO) que tiene un pH neutro(7), luego, trabajando con cloruros podemos observar que el comportamiento en cuanto a los puntos de fusin y ebullicin es bastante similar al de los xidos, disminuye de izquierda a derecha a lo largo del periodo 3, tambin logramos observar que el cloruro de sodio (NaCl) es el ms soluble de todos los cloruros trabajados, adems es el nico con un pH neutro y el cloruro de magnesio (MgCl2) es el ms voltil de todos, el cloruro de aluminio (AlCl3) es el ms acido de todos los cloruros trabajados, Los puntos de ebullicin de los cloruros de los elementos van siendo ms grande a lo largo del tercer periodo de la tabla peridica. El punto de ebullicin est relacionado con la estructura que presentan estos elementos. Conforme los elementos van a lo largo del tercer periodo, aumenta su tamao atmico, su masa y su estructura.

CONCLUSIONESTrabajando en este laboratorio se concluyeron las propiedades fsicas y qumicas de los elementos del periodo 3, tambin se logr observar el comportamiento en cuanto al punto de fusin y ebullicin de estos elementos, este comportamiento est completamente relacionado en los anlisis, aparte de eso logramos aprender que para saber la condicin de un oxido es decir si es acido o base es necesario mezclarlo con un cido o una base valga la redundancia, otra de las cosas que tuvimos la oportunidad de experimentar es que al mezclar un elemento del periodo 3 con un cido se obtiene una reaccin algo peligrosa ya que por lo general esta mezcla libera un gas y cloruro, sustancias que son nocivas para la salud.

BIBLIOGRAFAAnonimo. (1 de Octubre de 2015). Wikipedia. Obtenido de Wikipedia la enciclopedia libre: https://es.wikipedia.org/wiki/Tabla_peri%C3%B3dica_de_los_elementos#Per.C3.ADodosDulce, S. (2007). Yahoo respuestas. Obtenido de Yahoo respuestas: https://es.answers.yahoo.com/question/index?qid=20071015103729AAgp6M5Kerameki. (2009). Yahoo respuestas. Obtenido de Yahoo respuestas: https://ar.answers.yahoo.com/question/index?qid=20091110144027AAeIx83Parada. (2013). MANUAL DE LABORATORIO DE QUMICA BSICA I. En Parada, MANUAL DE LABORATORIO DE QUMICA BSICA I. practico, S. e. (s.f.). Saber es practico. Obtenido de Saber es practico: http://www.saberespractico.com/estudios/universidad/quimica/%C2%BFcomo-saber-que-elemento-quimico-tiene-mayor-energia-de-ionizacion/Quimitube. (s.f.). Quimitube. Obtenido de Quimitube: http://www.quimitube.com/videos/variacion-radio-atomico-y-radio-ionico-tabla-periodica

ANEXOSa) Qu es un periodo y qu representa?

RTA.Se trata de cada uno de los 7 renglones horizontales de la tabla peridica de los elementos y representa el nmero de niveles energticos de un tomo.(Anonimo, 2015)

b) Explique cmo varia el tamao atmico, la energa de ionizacin, la afinidad electrnica y la electronegatividad para los elementos del periodo tres.

RTA.

Tamao atmico.

A medida que nos movemos hacia la derecha en un mismoperiodo(fila) de latabla peridica, a pesar de que el nmero atmico aumenta y, por tanto, tambin aumenta el nmero de electrones, elradio atmicodisminuye. Esto es debido a que, al aumentar cada vez en una unidad el nmero de protones del ncleo, la llamadacarga nuclear efectivade ste (positiva) es cada vez mayor, y por este motivo el ncleo atrae a los electrones (cargas negativas) con mayor intensidad, contrayndolo. (Quimitube, s.f.)

Energa de ionizacin.

La energa de ionizacin aumenta de izquierda a derecha en el periodo 3. (practico, s.f.)

Afinidad electrnica.

Aumenta de izquierda a derecha en un periodo. (Kerameki, 2009)

Electronegatividad.

Aumenta de izquierda a derecha. (Dulce, 2007)

c) Cmo varan los puntos de ebullicin de los xidos y los cloruros de los elementos a lo largo del periodo III?

RTA.

El punto de ebullicin aumenta de izquierda a derecha, a excepcin del fosforo y el azufre que tienen punto de ebullicin ms bajo que los anteriores y el cloro y el argn que tienen punto de ebullicin por debajo de los 0 C

d) Escriba las reacciones de aquellos xidos que son solubles en agua.

RTA.

Los xidos que reaccionan con el agua produciendo iones de hidrogeno se denominan xidos cidos y los que al reaccionar generan exceso de OH se llaman xidos bsicos.

e) Busque aplicaciones a nivel industrial de cada uno de los elementos u xidos del periodo III, ya sea como reactivos, catalizadores, etc

RTA.

Na: Colorantes, detergentes, plomo tetraetilo.Mg: Aleaciones de aluminio y cobre.Al: Partes electrnicas y construccin.Si: Electrnica, silicona, cermica.P: Fertilizantes, levaduras.S: Plvora, insecticidas, farmacia.Cl: Cloroformo, reactivo quimico.