Universidad Católica de El Salvador

UNICAES

Materia:

Química General

Tema:

Práctica de Laboratorio

(Tabla periódica)

Catedrático:

Lic. William Mauricio Miranda

Martínez

Alumnos:

José David Méndez Jordán

Jessica Maricela Morán Martínez

Karen Lizeth Sandoval Salazar

Sección “C”

Fecha de Entrega:

Martes 24 de marzo de 2015

Santa Ana, 20 de marzo de 2015

Introducción

Los seres humanos siempre hemos estado tentados a encontrar una explicación a

la complejidad de la materia que nos rodea. Al principio se pensaba que los

elementos de toda materia se resumían al agua, tierra, fuego y aire. Sin embargo

al cabo del tiempo y gracias a la mejora de las técnicas de experimentación física

y química, nos dimos cuenta de que la materia es en realidad más compleja de lo

que parece. Los químicos del siglo XIX encontraron entonces la necesidad de

ordenar los nuevos elementos descubiertos. La primera manera, la más natural,

fue la de clasificarlos por masas atómicas, pero esta clasificación no reflejaba las

diferencias y similitudes entre los elementos. Muchas más clasificaciones fueron

adoptadas antes de llegar a la tabla periódica que es utilizada en nuestros días.

Escuchar hablar de la Tabla Periódica es muy común, sobretodo en el rea

académica. Pero, existen muchas personas que no conocen el significado

completo de la tan mencionada Tabla Periódica. La tabla periódica es, según el

concepto químico, la cual clasifica, organiza y distribuye los distintos elementos

químicos conforme a sus propiedades y características; su función principal es

establecer un orden específico agrupando elementos.

La tabla periódica se encuentra organizada en periodos y grupos, según su

naturaleza atómica.

En los periodos se encuentran los elementos ordenados de forma que aquellos

con propiedades químicas semejantes, se encuentren situados cerca uno de otro.

Los elementos se distribuyen en filas horizontales, llamadas períodos. Pero los

periodos no son todos iguales, sino que el número de elementos que contienen va

cambiando, aumentando al bajar en la tabla periódica.

Las columnas de la tabla reciben el nombre de grupos. Existen dieciocho grupos,

numerados desde el número 1 al 18. Los elementos situados en dos filas fuera de

la tabla pertenecen al grupo 3. En los grupos, encontramos ordenados los

elementos según su capacidad electromagnética. Por ejemplo, la columna 1A,

situada en la parte izquierda de la Tabla Periódica, sitúa a los elementos químicos

son los de menor electronegatividad, los cuales también al combinarse con el

oxigeno forman los denominados óxidos básicos.

Los óxidos básicos son aquellos que, cuando reaccionan con

agua forman hidróxidos, que son bases, y por eso su denominación. Los óxidos de

los no metales se denominan óxidos ácidos.

Con la finalidad de comprobar esta propiedad de los óxidos básicos, es que se ha

realizado un desarrollo que, aludiendo a la teoría, se trae a la practica en una labor

de laboratorio, por lo cual se presenta a continuación las observaciones y

conclusiones obtenidas tras trabajar con elementos con menor electronegatividad

dentro de la tabla periódica, como lo son el Magnesio (Mg), el Sido (Na) y el

Potasio (K).

Objetivos

Conocer las propiedades químicas de los óxidos básicos y, de

esta manera diferenciarlos de los demás.

Reconocer los cambios producidos en cada uno de los

elementos con menor electronegatividad al reaccionar con

hidrogeno.

Efectuar tipos de reacciones químicas , e identificar cada una de

ellas.

Identificar el nivel de pH de cada uno de los compuestos

utilizados con papel indicador.

Desarrollo de la Guía

1) Alcalino – térreos: Grupo A2.

a. ¿Qué compuesto se formo?

Se puede observar que, el Magnesio por su naturaleza de metal

alcalino-térreo es inflamable en presencia de oxígeno, lo único que este

necesita para reaccionar es una energía de activación (que la ponga

directamente a la llama) para iniciar la reacción de oxidación o

combustión. La reacción da como resultado óxido de magnesio:

Mg2 + O2 -------> 2MgO

Se puede notar que, al poner la cinta de magnesio directamente a la

llama, se forma una especie de luz blanca. Esto se debe a la reacción

que ocurre al oxidarse el magnesio metálico. El magnesio metálico se

oxida lentamente en el aire a temperatura ambiente, pero con gran vigor

cuando se calienta a temperaturas mucho más elevadas (como en el

caso de ponerlo directamente a la llama). Al arder, el magnesio despide

una intensa luz blanca, pero no explota. Solamente se llega a formar un

material negruzco muy similar a la ceniza, el compuesto que se forma es

un solido como el talco (es oxido de magnesio). Esta combustión de

magnesio pulverizado se utilizaba como fuente de iluminación en los

primeros tiempos de la fotografía (y en menor medida en la actualidad).

Tras esto lo que obtenemos es:

2Mg(s) + O2(g) -----> 2MgO (s) Esta reacción produce oxido de Mg

b. ¿Qué sustancia se formo en el recipiente?

Al oxido de magnesio, le agregamos 10ml de agua destilada, con lo cual

obtuvimos hidróxido de magnesio:

MgO + H2O Mg (OH)2 Hidróxido de Magnesio

El hidróxido de magnesio al momento de ponerlo en contacto con la

fenolftaleína cambia a un color morado lila, lo cual nos indica que nos

encontramos frente a una base, puesto que la fenolftaleína es un

indicador de las bases.

2) Comprobación del carácter metálico.

c. ¿Qué puedes concluir?

Al colocar acido clorhídrico en un tubo de ensayo y añadir una cinta de

magnesio se observa que:

Se produce “efervescencia”.

El tubo se calienta

Sale “humo” de la disolución

El Mg se vuelve brillante porque el acido disuelve la capa de óxido.

Con lo anterior podemos concluir que, el Mg reacciona con el acido

clorhídrico, lo cual nos indica que nos encontramos frente a un metal. La

reacción obtenida la podemos enunciar de esta manera:

Mg + 2HCl MgCl2 + H2

En el caso del Na, no reacciona al contacto con el acido clorhídrico, lo

cual nos hace concluir que este es un elemento no metal.

3) Semi – metales.

a. En el caso de la cinta de aluminio expuesta directamente a la

llama, observamos que conforme pasan los minutos va perdiendo

su brillo, aunque para poder notar este cambio se necesita que la

cinta de aluminio lleve varios minutos expuesto a la llama. En este

caso, el aluminio no se consume rápidamente, simplemente va

perdiendo su brillo para luego culminar en cenizas, es decir, se

oxida, con lo cual se convierte en oxido de Aluminio.

b. ¿Qué observó en el tubo que contiene el HCl?

En el caso de la cinta de aluminio introducida en el tubo de ensayo

con acido clorhídrico se observa, que el la cinta de Al se va

directamente hasta el fondo del tubo y comienza a disolverse pero

de una forma muy lenta, que podría llevar varios minutos.

c. ¿Qué observó en el tubo que contiene el NaOH?

En el caso del tubo que contenía el hidróxido de sodio, al momento

de introducir la cinta de aluminio, rápidamente se observa una

efervescencia, pues la cinta de Al se diluye de forma inmediata.

d. ¿Qué concluye?

A partir de las reacciones obtenidas, podemos concluir que, los

metaloides son reactivos con el hidróxido de sodio, ya que como

nos pudimos dar cuenta, el Al produce reactividad con el NaOH,

puesto que da vida a un nuevo compuesto llamado Hidróxido de

Aluminio, que se enuncia por la siguiente ecuación:

Al2O3 +·H2O 2 (AlO)3

Elemento Símbolo Familia del

elemento Periodo

Tipo de Oxido

Reacción óxido y

agua

Reacción del

metal con HCl

Reacción del

metal con

NaOH 3M

Observaciones

Sodio Na Metales alcalinos

3 Metálico + + + El sodio es un elemento metal

con baja electronegatividad.

Magnesio Mg Metales alcalinotérreos

3 Metálico + + + El Mg es un metal inflamable,

altamente reactivo Aluminio Al Semi-Metales 3 Semi-

Metal - + + El Al por su

naturaleza de semi-Metal se comporta con

menor reactividad.

Cuestionario

1) Defina los siguientes términos:

Metales: Los metales son los elementos químicos capaces de

conducir la electricidad y el calor, que exhiben un brillo característico

y que, con la excepción del mercurio, resultan sólidos a temperatura

normal.

Grupo: Son las columnas verticales de la tabla periódica, en la cual

los elementos que pertenezcan al mismo grupo significa que tienen

características similares. Actualmente se reconocen 18 grupos.

Semimetales: Conjunto de elementos químicos que presentan

propiedades intermedias entre las de los metales y las de los no

metales. Forman parte de este grupo el boro, silicio, germanio,

arsénico, antimonio y telurio a veces también se incluyen en polonio

y ástato. en general con elementos sólidos, duros, y de brillo

metálico. Son conductores térmicos y eléctricos discretos, varios de

ellos presentan semiconductividad.

Periodo: Son las filas horizontales en la tabla periódica. Los

periodos no son todos iguales, sin que el número de elementos que

contienen va cambiando, aumentando en la tabla periódica.

Propiedad periódica: Se llama propiedad periódica a aquellas

propiedades que presentan los elementos químicos y que se repiten

secuencialmente en la tabla periódica. Por la colocación en la misma

de un elemento, podemos deducir que valores presentan dichas

propiedades así como su comportamiento químico.

2) Explique cómo se forman cada uno de los siguientes compuestos y dé un

ejemplo de cada uno:

Óxidos básicos: Un óxido básico es un compuesto que resulta de la

combinación de un elemento metálico con el oxígeno.

metal + oxígeno = óxido básico

Cuando reaccionan con agua forman hidróxidos, que son bases, y por eso su

denominación. Los óxidos de los no metales se denominan óxidos ácidos.

Ejemplos:

4 Na + O2 -----> 2 Na2O

2 Hg + O2 -------> 2HgO

4 Al + 3 O2 .-----> 2 Al2O3

Peróxidos: Los peróxidos son sustancias que presentan un

enlace oxígeno-oxígeno y que contienen el oxígeno en estado de

oxidación −1. Los peróxidos se forman a partir son dos oxígenos que

tienen valencia 2 juntos

Por ejemplo, el H2O2, es el peróxido de hidrogeno (agua oxigenada).

por tanto, se deben de mirar las valencias. Y si se observa que hay el doble

de oxígenos de los necesarios, entonces es un peróxido. su forma es así (R

= resto). Por ejemplo:

NaO2 es un oxido, mientras que Na2 O2 es un peróxido. (Na tiene valencia

1)

CaO es un oxido, y CaO2 un peróxido (Ca tiene valencia 2).

Hidróxidos: Los metales y los no metales se combinan con el oxígeno

molecular para formar los óxidos básicos y ácidos correspondientes. A

partir de los óxidos formados se los puede hidratar con agua dando

origen a otros tipos de compuestos. Pero los compuestos que vamos a

desarrollar tienen su origen en la combinación de los óxidos básicos con

el agua, dando origen a los compuestos llamados hidróxidos. En forma

simbólica dicho enunciado:

Óxido Básico + H2O --------------------> Hidróxido

En las industrias y en la vida diaria, se utilizan una gran variedad de

hidróxidos, tales como el Na (OH) fabricación del papel, jabones, fibras

textiles, etc. "Debe manejarse con mucha precaución por que causa

lesiones muy dolorosas en la piel por su contacto directo con el hidróxido de

sodio". Otro hidróxido conocido es el Hidróxido de calcio, llamado también

cal apagada. Se emplea en la construcción para obtener la pasta que une

los ladrillos, además se utiliza en la odontología para reparar las dentaduras

dañadas. Para formar los hidróxidos a partir del óxido básico y el agua,

primero tenemos que saber como se ioniza la molécula del agua. El agua

es un electrolito débil, poco disociado. Cuando ocurre esta disociación,

existirán tanto iones hidrógenos (tienen carga positiva) como iones

oxhidrilos o hidroxilos (tienen carga negativa).

Según la nomenclatura de Stock se nombran con las palabras “hidróxido

de” seguido del nombre del metal y entre paréntesis el número de

oxidación, en números romanos, en el caso de que tenga más de uno.

Ejemplo:

Fe2O3 + H2O --------> Fe(OH)3

Óxido de Hierro (III) + Agua -----> Hidróxido de Hierro (III)

3) Explique en qué consiste el carácter metálico y su variación en la tabla

periódica.

La propiedad llamada carácter metálico es difícil de definir sin ambigüedad.

Tradicionalmente se ha basado la definición en varias propiedades que

presentan este tipo de elementos, como el hecho de no tener estados de

oxidación negativos, tener bajas energías de ionización, baja

electronegatividad, formar óxidos básicos, conducir la corriente eléctrica y

otras. Sin embargo, a partir de estas propiedades en conjunto y de su

variación a lo largo de la tabla es muy difícil establecer regularidades

periódicas bien definidas e indiscutibles.

La mayor parte de los elementos químicos son metales. En la tabla

periódica, en los grupos 1-12 todos los elementos son metálicos.

Los no metales se encuentran en la tabla periódica localizados hacia la

derecha y hacia arriba. En el grupo 13 es el primero donde aparece un no

metal, el boro. El número de elementos no metálicos en cada grupo

aumenta progresivamente en los grupos 13-17.

Se puede decir en términos generales, que aunque no exista una definición

clara del carácter metálico, se acepta que:

El carácter metálico disminuye en un período y aumenta en un grupo a

medida que aumenta el número atómico.

4) Complete las siguientes ecuaciones y nombre los productos.

Na(s) + O2(g) NaO2(s) = Oxido de Sodio

Na2O2 (s) + 2H2O(l) NaOH(l) = Hidróxido de sodio

Mg(s) + O2(g) MgO(s) = Oxido de Magnesio

MgO(s) + H2O(l) (MgOH)2(l) = Hidróxido de Magnesio

5) Escribe las ecuaciones resultantes al agregar Mg a soluciones de HCl 3M y

NaOH 3M.

Mg(s) + 2HCl( ) MgHCl2 (s)

Mg(s) + NaOH(ac) MgNaOH(l)

Semi – Metales

6) Complete la ecuación siguiente y nombre los productos:

Al(s) + 3O2 (g) Al2O3(s) = Oxido de aluminio

7) ¿Cómo varia la reactividad del Na, Mg y Al frente al O?

Los elementos Na, Mg y Al, tienen mayor capacidad de reaccionar frente a

otro elemento, muy contrario a los gases nobles, los cuales en escazas

ocasiones reaccionan frente a otro elemento o compuesto. Con lo anterior

podemos afirmar que los metales poseen mayor reactividad que los gases

nobles.

8) Escriba las ecuaciones resultantes al agregar la cinta de Al a soluciones de

HCl 3M y de NaO 3M.

3HCl (ac) + Al(s) AlCl3(s)

2NaOH (ac) + 2Al(s) + 2H2O(l) 2Al(OH)3

9) ¿Cuál es la naturaleza del óxido de aluminio?

Punto de fusión es de 2,000 grados centígrados.

Punto de dureza en la escala de Moh's es de 8.8 o sea muy duro.

Es buen aislante eléctrico.

Resistencia eléctrica a 300 grados es de 1.2 x 10 elevado a la 13

potencia, ohmios-cm.

Prácticamente insoluble en agua.

Ligeramente soluble en soluciones alcalinas con formación de

hidróxidos,

Insoluble en solventes no polares

Polvo blanco, cristalino, con densidad a 20 grados centígrados de 4.00.

¿Presenta el oxido de magnesio estas mismas propiedades?

Si, ambas presentan las mismas propiedades, esto lo comprobamos al

momento de realizar cada experimento ya que, la cinta de aluminio y la de

magnesio tienen una reacción similar al momento de colocarlos

directamente a la llama, así como reacciones similares al instante de

introducirles al ácido clorhídrico y al hidróxido de sodio.

Conclusión

Con la experimentación anterior hemos logrado conocer de una manera mas

sistemática y completa el comportamiento de los óxidos naturales, así como

conocer la forma en la cual el agua altera a ciertos elementos o compuestos.

En nuestro experimento conocimos que los óxidos básicos son bases; de ahí la

naturaleza de su nombre; las bases son aquellas que tienen sabor amargo,

cambian el papel tornasol de rosado a azul, el anaranjado de metilo de anaranjado

a amarillo y la fenolftaleína de incolora a rosada fucsia, son jabonosas al tacto.,

son buenas conductoras de electricidad en disoluciones acuosas, son corrosivos,

reaccionan con los ácidos formando una sal y agua, reacciona con los óxidos no

metálicos para formar sal y agua.

Los ácidos; tienen sabor ácido como en el caso del ácido cítrico en la naranja,

cambian el color del papel tornasol azul a rosado, el anaranjado de metilo de

anaranjado a rojo y deja incolora a la fenolftaleina, son corrosivos, producen

quemaduras de la piel, son buenos conductores de electricidad en disoluciones

acuosas, reaccionan con metales activos formando una sal e hidrogeno, reacciona

con bases para formar una sal mas agua., reaccionan con óxidos metálicos para

formar una sal mas agua.

El Óxido es la combinación del oxigeno con un cuerpo. Ejemplo: Óxido de Sodio

(NaO).

Los Óxidos pueden ser: Metálicos (Básicos) y No Metálicos (Acidos), los metálicos

forman hidróxidos y los no metálicos forman oxácidos.

Las bases se pueden reconocer fácilmente a través de un cambio de color en un

indicador Acido-Básico como el papel Tornasol. Las disoluciones básicas tornan el

papel tornasol rosado a un color azul al entrar en contacto con ella.