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Universidad Nacional Autónoma de México Facultad de Mexico CLASE “ QUIMICA” trabajo GRUPO:24 NOMBRE DEL PROFESOR: JUAN GERMAN RIOS ESTRADA NOMBRE DEL ALUMNO: CORTES HERNANDEZ RICARDO Enlaces químicos. 1. Resumen En la práctica se realizaron observaciones con el fin de conocer las propiedades físicas y químicas de compuestos con distintos tipos de enlaces químicos, diferentes sustancias pueden ser o no conductoras de electricidad, en el primer punto se usan diferentes sustancias para determinar si son conductoras de electricidad, dándonos como resultado que el agua destilada, el agua del grifo y la solución de sacarosa de NaOH no son conductoras mientras que la solución de NaCl, Acetona, Cu(NO3)2 y HCl si lo son y en base a lo observado experimentalmente se clasifica el tipo de sustancia por el tipo de enlace que esta tiene permitiendo la comprensión del por qué estas soluciones acuosas tienen un comportamiento distinto, Identificar y categorizar la presencia de enlaces en los compuestos, también se observó el punto de fusión de la sal, la sacarosa y la parafina identificando asi que de acuerdo a sus características su punto de fusión varia, por último se realizó la observación de los compuestos de coordinación y sus características. 2. Introducción Se conocen como enlaces químicos a la unión de átomos y moléculas para formar compuestos químicos más grandes y complejos dotados de estabilidad. En este proceso los átomos o moléculas alteran sus propiedades físicas y químicas, constituyendo nuevas sustancias homogéneas, inseparables a través de mecanismos físicos. Es un hecho que los átomos que forman la materia tienden a unirse y alcanzar condiciones más estables que en solitario, a través de diversos métodos que equilibran o comparten sus cargas eléctricas naturales. Se sabe que los protones en el núcleo de todo átomo poseen carga positiva (+) y los electrones alrededor poseen carga negativa (), mientras que los neutrones, también en el núcleo, no tienen carga, pero aportan masa (y, por lo tanto, gravedad). De manera semejante, los enlaces químicos pueden romperse bajo ciertas y determinadas condiciones, como al ser sometidos a cantidades de calor, a la acción de la electricidad, o a la de sustancias que rompan la unión existente. Existen tres tipos de enlace químico conocidos, dependiendo de la naturaleza de los átomos involucrados, estos enlaces son covalente, iónico y enlace metálico. En esta práctica se verá involucrado el enlace iónico, este tiene lugar entre átomos metálicos y no metálicos, y consiste en una transferencia permanente de electrones desde el átomo metálico hacia el átomo no metálico, produciendo una molécula cargada eléctricamente en algún sentido, ya sea cationes (+1) o aniones (-1).1 Durante el siglo XIX el célebre científico inglés Michael Faraday descubrió que las disoluciones acuosas de ciertos solutos tenían la propiedad de conducir la electricidad, mientras que otras con solutos de diferente naturaleza química no lo hacían. La conductividad eléctrica la podemos definir como la capacidad de un cuerpo, de permitir el paso de la corriente eléctrica a través de sí. La conductividad eléctrica puede presentarse en los diferentes estados de la materia, como el estado líquido, sólido y gaseoso. La Conductividad en este tipo de disolución está relacionada con la presencia de solutos iónicos en el disolvente, cuya disociación genera iones positivos y negativos capaces de transportar la corriente eléctrica a través de la solución. Se dividen a los solutos en dos categorías: electrolitos y no electrolitos. Un electrolito es una sustancia que al disolverse en agua se disocia o separa en sus correspondientes iones (especias químicas que presentan carga positiva o negativa), formando una disolución que conduce la corriente eléctrica. Dicha disolución, se conoce como disolución electrolítica. Un soluto del tipo no electrolito, es una sustancia no conductora de la corriente eléctrica, debido a que no genera iones, constituyendo parte de una disolución no electrolítica.2 3. Metodología experimental Primeramente se verificó la continuidad del circuito observando el funcionamiento del sistema uniendo dos terminales caimán. Figura 1. Verificación de la continuidad del circuito. Para empezar el experimento de conductividad eléctrica, la primera solución que se utilizó fue el agua destilada, donde en un vaso de 50mL se agregó de 15 a 20 mL de agua destilada. Figura 2. Verificación de la conductividad eléctrica de la solución agua destilada. Ya verificada la conductividad eléctrica del agua destilada, se pasa a observar la conductividad eléctrica de la solución que es agua del grifo. Donde en un vaso de 50mL se agregó de 15 a 20mL agua del grifo. Figura 3. Verificación de conductividad eléctrica de la solución agua del grifo. Posteriormente se verifica la conductividad eléctrica de la solución de NaCl, Donde en un vaso de 50mL se agregó de 15 a 20 mL de NaCl. Figura 4. Verificación de conductividad eléctrica de la solución NaCl. Seguidamente se verifica la conductividad eléctrica de la solución de sacarosa, Donde en un vaso de 50mL se agregó de 15 a 20 mL de sacarosa. Figura 5. Verificación de la conductividad eléctrica de la solución sacarosa Ahora se pasará a la verificación de conductividad eléctrica de la solución de acetona, claro está ya habiendo verificado la conductividad eléctrica de la solución de sacarosa, donde igual que las anteriores soluciones se mira la conductividad eléctrica de la solución de acetona, de forma que en un vaso de 50mL se agregó de 15 a 20 mL de esta sustancia. Figura 6. Verificación de la conductividad eléctrica de la solución acetona Luego se pasa a verificar la conductividad eléctrica de la solución NaOH. Donde en un vaso de 50mL se agregó de 15 a 20 mL de esta sustancia. Figura 7. Verificación de la concentración eléctrica de la solución NaOH. Posteriormente se verifica la conductividad eléctrica de la solución de Cu(NO3)2, Donde en un vaso de 50mL se agregó de 15 a 20mL de esta solucion. Figura 8. Verificación de la conductividad eléctrica de la solución Cu(NO3)2 Finalmente se pasa a observar la conductividad eléctrica de la solución que es HCl. Donde en un vaso de 50mL se agregó de 15 a 20mL de HCl. Figura 9. Verificación de la conductividad eléctrica de la solución HCl. Después de terminar la primera parte, la cual consistió en la verificación de la conductividad de las sustancias, se pasó a desarrollar la segunda parte, donde se hizo un reconocimiento de compuestos de coordinación. Para esto se utilizó un tubo de ensayo donde se le agrego aproximadamente 1mL de solución 0.1M de nitrato cúprico, Cu(NO3)2, y se añadió gota a gota 6M de la solución de amoniaco, NH3, para luego agitarse hasta que la solución adquiera una coloración azul intensa. Figura 10. Mezcla de la solución de nitrato cúprico (Cu(NO3)2) y amoniaco (NH3) Se aclara que para este punto no se obtuvo la coloración azul intensa deseada debido a que la concentración del amoniaco no era la requerida. Luego en el mismo punto de reconocimiento de compuestos de coordinación, se desarrollará una disolución de una sal poco soluble al formarse un compuesto de coordinación. Donde se utilizó un vaso de 50ml, en este se colocó 1ml de solución al 0.5% de nitrato de plata, AgNO3, y se agregó igual cantidad de solución al 0.5% de cloruro sódico, NaCl, para luego añadir al vaso 1.5 mL de agua destilada y 6M de la solución de amoniaco NH3, Finalmente se desarrolló punto de fusión, con tres sustancias cloruro de sodio, azúcary parafina todas tres con una cantidad aproximadamente de 0.1g, donde por medio de una espátula, se colocaba encima del mechero hasta que la sustancia comience a fundir, registrando el tiempo transcurrido, el tiempo máximo de calentamiento fue un minuto. Primero se puso a fundir la sacarosa y se observó el acontecimiento. Figura 12. Azúcar a fusión. para después irlo agregado gota a gota con el fin de irlo agitando para ver qué ocurre. Figura 11. Mezcla de nitrato de plata (AgNO 3 ) , cloruro sódico (NaCl), agua destilada y amoniaco (NH 3 ). Después se puso a fundir la parafina y se observó lo que ocurría. Figura 14. Parafina a fusión. Por último se puso a fundir el cloruro de sodio y se realizó la observación del suceso. Figura 15. Cloruro de sodio a fusión 4. Resultados y Discusión Conductividad eléctrica. Liquido bajo prueba. Observación. Agua destilada No enciende el bombillo Agua del grifo No enciende el bombillo Solución de NaCl Si enciende el bombillo, con una luminosidad considerable. Solución de sacarosa No enciende el bombillo Solución de acetona Solo enciende el filamento del bombillo Solución de NaOH *No enciende el bombillo Solución de Cu(NO3)2 Si enciende el bombillo con poca intensidad luminosa. Solución de HCl Si enciende el bombillo, con una luminosidad bastante intensa. Tabla 1.observacion de la conductividad eléctrica de varios líquidos de prueba. *Se aclara que el dato sombreado es un dato erróneo posiblemente por error humano al tomar la prueba. El agua en líneas generales es un buen conductor eléctrico. Sin embargo, dicha capacidad depende de su margen de Sólidos Disueltos Totales (TDS), ya que la presencia de sales y minerales en la misma forma los iones electrolíticos que permiten el paso de la corriente eléctrica. Prueba de ello es que el agua destilada, a la cual se le eliminan en un laboratorio todos sus minerales, no conduce la electricidad (y tampoco es absorbida por el cuerpo humano). De esta manera, la conductividad en el agua con NaCl es mayor. debido a que el compuesto se disocia en iones sodio (Na+) y iones cloruro (Cl-), generando una disolución electrolítica, se puede registrar el incremento en la tasa de conductividad a medida que se añaden iones disueltos en el líquido, hasta alcanzar un tope de concentración iónica.3 La solución sacarosa es un compuesto covalente que en disolución acuosa no conduce la electricidad debido a que no genera iones. En la solución de acetona solo enciende el filamento del bombillo, esto se debe a que dicha sustancia está formada por una menor cantidad de especies cargadas, la conducción eléctrica es inferior, por consiguiente se dice que es un electrolito débil. La solución de NaOH teóricamente debería haber encendido el bombillo ya que esta solución es un electrolito fuerte debido a que el enlace de la solución de NaOH es iónico y tiende a enlazarse rápidamente cuando se disocia formando entonces los iones Na+ y OH- los cuáles son muy polares y conductores. La razón por la cual no encendió el bombillo esta solución fue posiblemente por un error humano, tal vez al tomar una sustancia diferente y considerar que era NaOH. En las soluciones de Cu(NO3)2 y HCl enciende el bombillo con una diferencia notable de intensidad luminosa, esto debido a la cantidad de enlaces iónicos de cada sustancia y respecto a esto su capacidad de conductividad eléctrica. Punto de fusión Sustancia bajo prueba Observación. Sal común (NaCl) No funde después de 1,02 minutos Sacarosa Si funde en 9 segundos Parafina Si funde en 12 segundos. Tabla 2. Punto de fusión de tres diferentes sustancias bajo prueba. El punto de fusión es la temperatura que necesita alcanzar un cuerpo para pasar de estado sólido a líquido. Este cambio ocurre en una temperatura constante y por ello es una propiedad intensiva de la materia. En la mayoría de sustancias, el punto de fusión y congelación es el mismo y a diferencia del punto de ebullición, el punto no necesita los efectos de la presión. En el caso de la sal al someterla a un alto nivel de temperatura después de 1,02 minutos no fundió y esto a razón de que su punto de fusión es elevado, siendo este 801ºC. La sacarosa llegó a su punto de fusión en 9 segundos ya que este es de 185ºC y la temperatura proporcionada por el mechero era superior a esta. Por último se observó la parafina, la cual fundió en tan solo 12 segundos con un punto de fusión de 64°C esta tardó 3 segundos más que el azúcar con un punto de fusión mucho menor, pero esto se debe a que la intensidad de temperatura proporcionada por el mechero fue menor en este caso. Compuestos de coordinación. Soluciones acuosas Observación Cu(NO3)2 + NH3 La solución torna un color azul AgNO3 + NaCl La solución torna un color blanco Producto anterior + NH3 La solución pasa de color blanco a color transparente. Tabla 3. Compuestos de coordinación. Un compuesto de coordinación está formado generalmente por un ión denominado complejo y uno o varios contraiones (iones de carga opuesta a la del ión complejo). El interés de los compuestos de coordinación reside generalmente en las propiedades químicas y físicas del ión complejo, que además de tener unas propiedades químicas muy importantes, presenta propiedades físicas de gran interés, como un intenso color característico de cada complejo, una estructura cristalina bien definida e importantes propiedades magnéticas. Un ión complejo es un sistema cargado formado por un catión metálico central (generalmente un metal de la serie de transición, con una capa electrónica d parcialmente llena) y una esfera de coordinación formada por iones moleculares, átomos ionizados o moléculas neutras como amoníaco. A las especies que forman la esfera de coordinación en el complejo se les denomina ligandos. El color y las propiedades magnéticas de los complejos se han podido explicar satisfactoriamente a partir de una teoría sencilla conocida como Teoría del campo del cristal. Esta teoría consiste en considerar que los orbitales d del catión metálico central, que en un principio están degenerados es decir, tienen la misma energía) se desdoblan debido a la interacción electrostática con las nubes electrónicas de los ligandos. Por otra parte, las propiedades magnéticas dependen del número de electrones desapareados. Cuando hay uno o más electrones desapareados, el complejo será paramagnético y se verá atraído por los campos magnéticos en grado proporcional al número de electrones desapareados. Si no hay electrones desapareados, el compuesto será diamagnético y se verá ligeramente repelido por los campos magnéticos.4 5. Preguntas • Diagrama de flujo conductividad eléctrica en líquidos • Diagrama de flujo de compuestos de coordinación. • Observaciones Liquido Observación Enlace Agua destilada No enciende el bombillo Covalente Agua del grifo No enciende el bombillo Covalente Solución de NaCl Si enciende el bombillo, con una luminosidad considerable. Ionico Solución de sacarosa No enciende el bombillo Glucosidico Covalente Solución de acetona Solo enciende el filamento del bombillo Covalente apolar Solución de NaOH *No enciende el bombillo Ionico Solución de Cu(NO3)2 Si enciende el bombillo con poca intensidad luminosa. Ionico Solución de HCl Si enciende el bombillo, con una luminosidad bastante intensa. Covalente polar. • La sustancia en tardar más tiempo en fundirse fue el NaCl, necesita mucho más aporte calorífico (sus enlaces son más fuertes) por lo que en el laboratorio no llego a ver el NaCl fundido. • se forma un precipitado de cloruro deplata (AgCl), el cual es insoluble en la solución y es justamente de color blanco. 𝐴𝑔𝑁𝑂3 +𝑁𝑎𝐶𝑙 → 𝑁𝑎𝑁𝑂3+𝐴𝑔𝐶𝑙 • Es un compuesto de coordinación, y su fórmula es [Cu (NH3) 4] (NO3) Cuando se agrega exceso de amoníaco a una solución de Cu (NO3) 2, esta sal de complejo azul profundo se forma en una solución. • Tipos de enlaces: • Estructura de Lewis de NaOh: 6. Conclusiones • Se conocieron las propiedades físicas y químicas de compuestos con distintos tipos de enlaces químicos. • Se reconocieron, por medio de la conductividad eléctrica los compuestos iónicos y covalentes observando así como sus tipos de enlace afecta en esta. • Se observó cómo los tipos de enlace influyen en el punto de fusión de una sustancia. • Se realizó el reconocimiento de compuestos de coordinación. 7. Referencias [1] (A. 2019,01. Concepto de Enlace químico. Equipo de Redacción de Concepto.de. Obtenido 2019,03, de https://concepto.de/enlace-quimico/) [2] Dra. L. Barrientos Poblete. (2012). Conductividad en disoluciones químicas. Noviembre 10, 2012, de Educar Chile. Sitio web: http://m.educarchile.cl/portal/mobile/ficha- tematica.xhtml?id=215744. [3] (A. 2019,01. Concepto de Conductividad eléctrica. Equipo de Redacción de Concepto.de. Obtenido 2019,03, de https://concepto.de/conductividad-electrica/) [4] A. 2010. Los Compuestos de Coordinación y su importancia biológica e industrial. Departamento de Ciencias Quimico-Biológicas en la Universidad de las Américas Puebla.
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