INFORME DE LOS METALES

OBJETIVO: En esta práctica se pretende reconocer diferentes sustancias y observar las propiedades que presentan.

FUNDAMENTO TEÓRICO: Los metales se diferencian del resto de elementos, fundamentalmente en el tipo de enlace que constituyen sus átomos. Se trata de un enlace metálico y en él los electrones forman una nube que se mueve, rodeando todos los núcleos. Este tipo de enlace es el que les confiere las propiedades de condición eléctrica, brillo etc.

Hay todo tipo de metales; metales pesados, metales preciosos, metales ferrosos, metales no ferrosos...

METALESFÉRRICOS NO FÉRRICOS

Hierro

Acero

Fundiciones

PESADOS LIGEROS ULTRALIGEROSPlomo

Estaño

Cinc

Níquel

Cromo

Mercurio

Volframio

Aluminio

Titanio

Magnesio

PROCEDIMIENTO: Observad las siguientes sustancias y contestad a las preguntas.

Sodio (Na)

El sodio no existe libre en la naturaleza a causa de su afinidad con el oxígeno, pero sí existe combinado formando sales muy importantes. La principal es el cloruro de sodio (NaCI) abundante en el agua de mar y lagos salados; el nitrato o nitro de Chile NaNO³; sulfato sódico, el bórax, etc. Es un elemento indispensable para la vida de los animales y seres vegetales

1. ¿Qué propiedades físicas presenta? Color, dureza, estado, brillo, etc.

Es un metal blanco y maleable; recién cortado presenta superficie blanca con brillo metálico, pero expuesto al aire, sobre todo húmedo, se oxida rápidamente y se recubre de una capa blanca, constituida por una mezcla de hidróxido y carbonatos sódicos. Por ello, en el laboratorio se suele conservar sumergido en éter de petróleo.

2. ¿Tiene brillo metálico? ¿Por qué?

El brillo metálico característico de los metales le aparece cuando es cortado pero al poco tiempo después el brillo desaparece debido a la oxidación del metal por el oxígeno del aire.

3. ¿Qué ocurre al limpiar la superficie con un cuchillo?

Aparece el brillo metálico al volverle a quitar el oxido.

4. Introducimos una pequeña cantidad de Na en un tubo de ensayo y añadimos agua. ¿Se produce reacción? Si es así, ¿qué fenómenos nos lo indican?

Sí, se produce reacción. Reacciona violentamente con el agua, desprendiendo hidrógeno y formando hidróxido de sodio (NaOH). Estas pequeñas explosiones que se producen parecen como fuegos artificiales.

5. Introduce una pequeña cantidad de sodio en agua con unas gotas de fenolftaleína. ¿Qué ocurre? Intenta buscar la explicación a dicho fenómeno. Averigua qué es la fenolftaleína.

Al añadir las gotas de fenolftaleína en el vaso de precipitado y luego vertir la cantidad de sodio deseada, el PH aumenta y cambia a color rosado por la fenolftaleína.

La fenolftaleína es un indicador del pH que en soluciones ácidas permanece incoloro, pero en presencia de bases se torna rosa o violeta. Es un sólido blanco, inodoro que se obtiene por que se obtiene por la reacción del fenol (C6H5OH) y el anhídrido ftálico (C8H4O3), en presencia de ácido sulfúrico.

La molécula de fenolftaleína es incolora, en cambio el anión derivado de la fenolftaleína es de color rosa. Cuando se agrega una base la fenolftaleína

(siendo esta inicialmente incolora) pierde H+¿¿ formándose el anión y haciendo que tome coloración rosa.

No es soluble en agua por lo que, normalmente, se disuelve en alcohol para su uso en experimentos.

Hierro (Fe)

1. ¿Qué aspecto presenta?

Es un metal dúctil y maleable, de color gris plateado y presenta propiedades magnéticas; es ferromagnético a temperatura ambiente y presión atmosférica. Es extremadamente duro y pesado. En el laboratorio, nosotros lo encontramos en forma de virutillas de color gris oscuro.

2. ¿Tiene brillo metálico?

Sí, se caracteriza por tener un brillo especial, llamado metálico que podemos observar a simple vista.

3. ¿Qué le puede haber pasado por contacto con el aire?

Por contacto con el aire, y, con el oxígeno, se ha oxidado. Es la reacción de la oxidación del hierro con oxígeno:

La oxidación es una reacción química donde un metal o un no metal cede electrones, y por tanto aumenta su estado de oxidación. La reacción química opuesta a esta se conoce como reducción, es decir, cuando una especie química acepta electrones. Estas

dos reacciones siempre se dan juntas, es decir, cuando una sustancia se oxida, siempre es por la acción de otra que se reduce. Una cede electrones y la otra los acepta.

El oxígeno es el oxidante mejor que existe debido a que la molécula es poco reactiva (por su doble enlace) y sin embargo es muy electronegativo, casi como el flúor.

4. Introducimos una pequeña cantidad en un tubo de ensayo y añadimos una disolución de ácido clorhídrico. ¿Qué se observa? ¿Se produce reacción? ¿Se desprende algún gas?

Sí se produce reacción. Reacciona el ácido clorhídrico en el óxido de hierro formando cloruro ferroso o cloruro férrico.

Personalmente nos presento un color verde amarillento.

Cobre (Cu)

Se trata de un metal de transición que forma parte de la llamada familia del cobre, se caracteriza por ser uno de los mejores conductores de electricidad (el segundo después de la plata).  Se ha convertido en el material más utilizado para fabricar cables eléctricos y otros componentes eléctricos y electrónicos.

1. ¿Qué aspecto presenta?

Es de color rojizo y presenta alta conductividad eléctrica, ductilidad y maleabilidad. En el laboratorio lo encontramos en forma de alambre.

2. ¿Tiene brillo metálico?

Sí tiene brillo metálico.

3. Introducimos una pequeña cantidad en un tubo de ensayo y le añadimos una disolución de ácido clorhídrico. ¿Qué se observa? ¿Se produce reacción? ¿Se desprende algún gas?

El Cobre no reacciona en lo absoluto. Esto puede ser explicado al observar la posición de este elemento en la serie electroquímica de los metales. El Cobre

pertenece a los metales nobles. Estos se encuentran en la fila después del Hidrógeno y no son afectados por ácidos no-oxidantes, lo cual explica porque estos metales no se disuelven con Ácido Clorhídrico.

Magnesio (Mg)

1. ¿Qué aspecto presenta?

El magnesio metálico tiene un color blanco plata, es muy ligero (ultraligero) , maleable y poco tenaz. Es inalterable en aire seco, pero poco resistente a la corrosión en atmosferas heladas. En estado líquido o en polvo es muy inflamable. Además, pesa poco y es fácil trabajar con él.

2. ¿Cómo se presenta en el laboratorio?

En el laboratorio lo encontramos en una especie de cinta o rollo.

3. ¿Tiene brillo metálico?

Presenta un brillo metálico muy parecido al de la plata, pero si se raspa se le va la capa de oxido.

4. ¿Qué ocurre si lo raspamos con un cuchillo?

Al rasparlo se que le quita la capa de óxido que presentaba.

5. ¿Qué ocurre si le acercamos una llama? ¿Se produce reacción química? Si es así, ¿cuáles son los reactivos y los productos?

La cinta de magnesio, al quemarse, produce una luz blanca muy intensa. Así, se forma un sólido de color blanco (óxido de magnesio). La reacción química que se produce es la siguiente:

2 Mg + O2 2 MgO

Al arder fácilmente al reaccionar con el oxígeno y el nitrógeno del aire, es muy utilizado en los fuegos artificiales ya que en la combustión originan una luz intensa de corta longitud de onda.

6. Introducimos una pequeña cantidad en un tubo de ensayo y añadimos una disolución de ácido clorhídrico. ¿Se produce reacción? ¿Se libera algún gas?

Sí se produce reacción. El Mg en estado sólido al reaccionar en medio acuoso con el ácido clorhídrico se forma una sal MgCl2 (sólido) que se disuelve en el medio acuoso y se desprende gas hidrógeno.

En este proceso el Mg se consume y se produce una sal MgCl2, más gas hidrógeno.

Mg + 2HCl MgCl2 + H2

Aluminio (Al)

1. ¿Qué aspecto presenta?

Es aluminio es poco denso (22700 Kg/m3), es resistente a la corrosión, buen conductor de la electricidad y del calor y se mecaniza con felicidad. Es muy utilizado.

Nosotros, en el laboratorio lo encontramos en forma de polvitos brillantes.

2. ¿Tiene brillo metálico?

Sí, al igual que la mayoría de los metales.

3. Introducimos una pequeña cantidad en un tubo de ensayo y añadimos una disolución de ácido clorhídrico. ¿Se produce reacción?

Sí se produce reacción. Aunque tarda unos minutos más que algunos otros metales se observa que toma lugar los inicios de la reacción, es decir, la producción de Hidrógeno. Este retraso en el tiempo puede ser adjudicadle a la corrosión pasiva (pasivasión) del Aluminio debido a una capa protectora impermeable compuesta de hidróxido/óxido de aluminio, que primero debe ser disuelta por el ácido clorhídrico.

El Aluminio reacciona de manera análoga al Zinc: de manera vigorosa con el Ácido Clorhídrico concentrado, lo que hace que suba mucho y pueda derramarse.

Al + HCl AlCl3 + H 2

Cinc (Zn)

1. ¿Qué aspecto presenta?

Es un metal de color blanco azulado, que es bastante quebradizo a temperatura ordinaria, pero calentado a 100ºC – 150ºC es blando y maleable, de manera que puede ser laminado y estriado, manteniendo su flexibilidad al enfriarse. De 200 a 300 ºC se vuelve de nuevo quebradizo.

El metal se disuelve con la mayoría de los ácidos minerales, peor el zinc de alta pureza, resiste el ataque del ácido sulfúrico diluido debido a la sobretensión del hidrógeno (de hecho la electrólisis depende enteramente de esta propiedad).

2. ¿Tiene brillo metálico?

Sí tiene brillo metálico.

3. Introducimos una pequeña cantidad en un tubo de ensayo y añadimos una disolución de ácido clorhídrico. ¿Se produce reacción? ¿Se libera algún gas?

El Zinc reacciona inmediatamente con el ácido clorhídrico, produciendo hidrógeno vigorosamente de acuerdo a:

Zn + 2 HCl ZnCl2 + H2

Mercurio (Hg)

1. ¿Qué aspecto presenta?

Es un metal pesado plateado muy denso y que a temperatura ambiente es un líquido inodoro. No es buen conductor del calor comparado con otros metales, aunque es buen conductor de la electricidad. Se alea fácilmente con muchos otros metales como el oro o la plata produciendo amalgamas, pero no con el hierro. Es insoluble en agua y soluble en ácido nítrico.

Es incompatible con el ácido nítrico concentrado, el acetileno, el amoníaco, el cloro y los metales.

2. ¿Tiene brillo metálico?

Sí.

Haz un informe indicando qué conclusiones has obtenido y comenta los problemas que hayas encontrado, así como las observaciones que creas oportunas.

Bueno, pues pienso que con esta práctica hemos podido observar perfectamente que cada metal tiene una serie de características distintas y puedes o no reaccionar o reaccionar con el ácido clorhídrico de manera distinta unos y otro.

No tuvimos problema ya que los más sencillos los hicimos nosotros y los más complicados los hizo Juan Carlos y nosotros observamos las reacciones.

Personalmente, no me ha parecido una de las prácticas más interesantes de las que hemos realizado hasta ahora pero si útil para ver las propiedades y reconoces distintos metales.

BEATRIZ AFÁN DE RIVERA QUESADA 1ºBACH D.