química inorgánica

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS(Universidad Del Perú, DECANA DE AMÈRICA)

Facultad de Farmacia y Bioquímica

QUÍMICA INORGÁNICA

TEMA: ELEMENTOS CARBONOIDES

INFORME DE LABORATORIO N°6

INTEGRANTES:Díaz Mamani RoxanaHuamaní Cruz Claudia MelisaOlazabal Espinoza Gloria ElianaTolentino Chavez Jorge Luis

DOCENTE: Dra. Zoraida Muñoz

INFORME DE QUIMICA INORGANICA –N 6 UNMSM

INTRODUCCIÓN

Este tema de elementos carbonoides son: carbono, silicio, germanio, estaño, plomo y

ununquadio. Se realizó varias pruebas para sus reconocimientos de estos elementos del

grupo IVA de la tabla periódica y además de conocer sus aplicaciones de cada uno de ellos.

Constituyen más del 27% en peso de la corteza, siendo el silicio el que aporta

prácticamente todo a ese valor, le sigue el carbono; el germanio es el menos abundante. El

silicio es el responsable de toda la estructura inorgánica y el carbono de la vida orgánica de

la superficie terrestre. Se presentan en estado nativo carbono, estaño y plomo; aunque los

minerales más corrientes son los óxidos y sulfuros.

Sus propiedades físicas y químicas varían mucho desde el primer elemento (carbono, no

metal, forma compuestos covalentes con los no metales e iónicos con los metales) al último

elemento (plomo, metal): el carbono es muy duro (diamante) y el plomo rayado con las

uñas. El silicio y germanio son metaloides de dureza intermedia. Al descender en el grupo

desciende la fuerza de enlace entre los átomos y como consecuencia los puntos de fusión y

ebullición.

ELEMENTOS CARBONOIDES 2011


MARCO TEÓRICO


DEDICATORIA

Ante todo agradecer a nuestros padres por la

ayuda brindada.

También se le agrade a la Dra. Zoraida Muñoz

por la prestada atención que nos dio en nuestra

mesa de trabajo.


Los elementos del Grupo IV A (actualmente 14) tienen propiedades muy variables según

su ubicación dentro del grupo. El metálico aumenta de arriba hacia abajo en el caso de los

elementos del carbono. El carbono por ejemplo es un no metal típico y forma uniones

covalentes. El silicio y el germanio son metaloides y el estaño y plomo son metales.

Los tres primeros (C, Si y Ge) no forman uniones iónicas. Todos tienen números de

oxidación 2 y 4, sin embargo en el carbono y el silicio predominan los compuestos de

número de oxidación 4 (CO2 y SiO2) y en el plomo y el estaño, los de número de oxidación

2 (PbO y SnO).

Los elementos metálicos del grupo, el estaño y el plomo, no reaccionan con el agua pero sí

con los ácidos como el clorhídrico (HCl), liberando hidrógeno.

1. Carbono:

Número atómico 6

Valencia 2,+4,-4

Estado de oxidación +4

Electronegatividad 2,5

Radio covalente (Å) 0,77

Radio iónico (Å) 0,15

Radio atómico (Å) 0,914

Configuración electrónica 1s22s22p2

Primer potencial de ionización (eV) 11,34

Masa atómica (g/mol) 12,01115

Densidad (g/ml) 2,26

Punto de ebullición (ºC) 4830Punto de fusión (ºC) 3727

Las diferencias en la posición cristalina de los atomos de carbono explican la dureza

resbaladiza del grafito negro. A las formas distintas de un mismo elemento, como esta, se



les llama alotropos. A mediados de la década de 1980 se descubrió una forma alotrópica del

carbono con 60 átomos dispuestos en un patrón parecido a la superficie de un balón de

futbol soccer a estas esferas de carbono 60 se le suele dar el nombre de buckybolas.

El carbón vegetal es una forma alotrópica no cristalina del carbono; no presenta un

patrón atómico definido. Además de los dos óxidos de este elemento, dióxido de

carbono y monóxido de carbono, el carbón están presentes en más de 8 millones de

compuestos. Entre los compuestos orgánicos están las sustancias naturales

presentes en los seres vivos.

Su uso más importante se debe al poder calorífico de los hidrocarburos que forma y se

utilizan ampliamente como combustibles. Una de sus variedades alotrópicas, el grafito, se

usa combinado con arcilla en la mina de los lápices y como aditivo de lubricantes. Otra de

las variedades alotrópicas, el diamante, se emplea en joyería y como elemento de corte. Es

un elemento de aleación principal en los aceros. El isótopo 14C se emplea para datar la

antigüedad de los fósiles. También se utiliza para filtrar y absorber.

1.1 Efectos del Carbono sobre la salud

El carbono elemental es de una toxicidad muy baja. Los datos presentados aquí de peligros

para la salud están basados en la exposición al negro de carbono, no carbono elemental. La

inhalación continuada de negro de carbón puede resultar en daños temporales o

permanentes a los pulmones y el corazón.

Se ha encontrado pneumoconiosis en trabajadores relacionados con la producción de negro

de carbón. También se ha dado parte de afecciones cutáneas tales como inflamación de los

folículos pilosos, y lesiones de la mucosa bucal debidos a la exposición cutánea.

Carcinogenicidad: El negro de carbón ha sido incluído en la lista de la Agencia

Internacional de Investigación del Cáncer (AIIC) dentro del grupo 3 (agente no clasificable

con respecto a su carcinogenicidad en humanos).



El carbono-14 es uno de los radionucleidos involucrados en las pruebas nucleares

atmosféricas, que comenzó en 1945, con una prueba americana, y terminó en 1980 con una

prueba china. Se encuentra entre los radionucleidos de larga vida que han producido y

continuarán produciendo aumento del riesgo de cáncer durante décadas y los siglos

venideros. También puede atravesar la placenta, ligarse orgánicamente con células en

desarrollo y de esta forma poner a los fetos en peligro.

1.2 Efectos ambientales del Carbono

No se tiene constancia de que el carbono tenga efectos negativos sobre el medio ambiente.

2.Silicio: constituye el 28% de la corteza terrestre. Se utiliza en aleaciones, en la

preparación de siliconas y en la industria cerámica. Debido a sus propiedades como

semiconductor se emplea para fabricar chips. El dióxido de silicio (arena y arcilla) tiene un

uso fundamental en la industria de la construcción. Como material refractario se emplea en

cerámicos, vidriados y esmaltados.

3.Germanio: es un importante

semiconductor que se usa en fotodetectores y transistores. Su uso se ve limitado por su

elevado precio, pero se emplea en fibras ópticas, aleado con el silicio en circuitos

integrados de alta velocidad, en espectroscopios y para endurecer aleaciones de magnesio,

aluminio y estaño.



4.Estaño: debido a que no se oxida y es resistente a la corrosión se emplea para recubrir

metales especialmente en latas de conservas. Junto al cobre constituye el bronce; aleado

con el plomo se utiliza en soldaduras. Los compuestos de estaño se usan como fungicidas y

en tintes y pigmentos.

4.Plomo: los usos más difundidos son en acumuladores, soldaduras, municiones y

plomadas. Se utiliza en cubiertas de cables debido a su gran ductilidad. Su uso en

pigmentos ha decrecido. Gran variedad de compuestos de plomo, como los silicatos y

carbonatos se utilizan como estabilizadores de la luz y el calor en plásticos (cloruro de

polivinilo). Los silicatos se emplean en la fabricación de esmaltes de vidrio y cerámica.

PARTE EXPERIMENTAL

Experimento 1

En un tubo de ensayo agregamos 0.5 ml de nitrato de plomo (PbNO3), el nitrato de plomo

es una sustancia incolora. Posteriormente le agregamos gotas de sulfuro de amonio

(NH4)2S, esta sustancia es de color amarillo dorado. al agregar la primera gota la solución

se empieza a tornar de color negro oscuro. Seguimos agregando gotas y lo dejamos reposar



por un tiempo de 10 minutos aproximadamente. Durante ese reposo se observa que en el

fondo del tubo de ensayo hay un precipitado de color negro. Este precipitado oscuro nos

indica que se ha formado una nueva sustancia. El sulfuro de plomo (PbS).

Sulfuro de plomo

Experimento 2

En un vaso de precipitado colocamos 0.5ml de nitrato de plomo, luego añadimos 0.5ml de

carbonato de sodio, agitar, observar la formación de un precipitado.


Pb(C2H2O2)2 + Na2CO3 Pb(CO3) + Na(C2H2O2)

Pb(NO3)2 + (NH4)2S NH4 (NO3) + PbS


Experimento 3

En un tubo de ensayo colocamos 0.5ml de nitrato de plomo, y luego añadimos 0.5ml de

ácido clorhídrico, agitar y observamos


Pb(NO3)2 + 2HCl PbCl2 +2HNO3

Se forma un precipitado de color blanco porque en la reacción se formó el carbonato de plomo.

El nitrato no precipita al reaccionar en medio acido por tanto no observaremos ningún precipitado porque de frente va pasar a ser ácidohexacloruro


Experimento 4

En un tubo de ensayo se colocó 0.5 ml de nitrato de plomo, luego añadimos 0.5 ml de

ioduro de potasio. Al agregar el ioduro de potasio la parte superior del tubo se torna de

color amarillo. Al dejarlo reposar se forma un precipitado de color, el cual es el ioduro de

potasio. La obtención del ioduro de potasio se obtiene mediante la siguiente reacción:


Pb(NO3)2 + KI Pb2I2 + K2NO3


Un fenómeno especial que ocurrió en este experimento fue el siguiente: al

compuesto amarillento formado, lo agitamos bien y lo acercamos al fuego, al

calentarlo la coloración del compuesto comenzaba a disminuir, en un instante solo

se observaban pequeños cristales de color amarillo. Mientras que el resto de

solución era incolora.

Otro

caso que hicimos fue que la sustancia una vez que se decoloro, lo sacamos del fuego

y lo acercamos al agua, al tenerlo en contacto con el agua observamos que

lentamente comienza a colorearse. Con el paso de los segundos, la coloración se

vuelve más intensa, hasta el punto que regresa a su color en fase inicial. Además se


PRECIPITADO DE IODURO DE

PLOMO (Pb2I2)


observa especies pequeñas parecidas a los cristales inmersos dentro de la solución y

un precipitado.

Experimento 5

En un tubo de ensayo colocar 0.5ml de acetato de plomo, luego adicionar 0.5ml de bicromato de potasio, agitar y observar las características del precipitado.

Pb(COOCH3) + K2Cr2O4 PbCrO4 + k2(COOCH3)

Experimento 6

Obtención del negro de humo: Sumerja un hisopo en bencina e inflame la llama acercando el hisopo a ella. Sobre la llama aplique una capsula de porcelana. Observe lo que se forma en la capsula de porcelana.


Mezclamos 0.5 ml de acetato de plomo con bicromato de potasio, observamos que se forma un precipitado de color amarillo claro


Experimento 7

Poder decolorante del carbón animal: En un vaso de precipitado prepare una solución de agua con azúcar rubia. Divida esta solución en dos mitades, a una agregue una solución de

carbón animal en polvo; observe los resultados. Compare tubos.


Se prepara una solución de agua con azúcar de forma que la solución esta saturada

Luego se procede a echar en uno de los tubos una pequeña cantidad de carbón activado

Al calentar la bencina esta se inflama y como es un compuesto orgánico el resultado es la quema de carbono por lo tanto se puede apreciar en la foto la aparición de ollín.


Experimento 8

A 1 ml. de solución de cloruro de estaño agregar 1ml. De solución saturada de cloruro mercúrico. Observar el precipitado.

SnCl2 + HgCl2 SnCl4 + Hg2Cl2


Luego de echar el carbón procedemos a filtrar.

OBSERVAMOS:

Que gracias al carbón activado se pudo extraer las impurezas que había en la solución saturada de azúcar!, en conclusión el carbón activado es un buen purificador.


Experimento 9

LLEVAR LA SOLUCION DE CLORURO DE ESTAÑO AL ENSAYO DE COLORACION A LA LLAMA.

En una cuchara de combustión se colocó cloruro de estaño (SnCl2 ) observándose que el metal arde con una llama azul blanquecina.


Al mezclar se observa un precipitado de color blanquecino


PROPIEDADES FISICO-QUÍMICAS

Estado físico: Sólido Color: Blanco.

Punto de ebullición: descompone Punto de fusión: 38 ºC

Olor: Inodoro Solubilidad: Soluble en agua, álcalis, ácido

Tartárico y etanol.

ESTABILIDAD Y REACTIVIDAD

Estabilidad: Estable en condiciones adecuadas de almacenamiento.

Reactividad: Fuentes de calor y humedad.

Materias a evitar: Agentes oxidantes.



DISCUSIÓN

1. En el reconocimiento de sulfuro de plomo se utilizó sulfuro de amonio acido porque

si hubiera sido básico este no hubiera formado el precipitado característico.

2. En algunos experimentos se usó el nitrato de plomo en vez de acetato de plomo, se

reemplazó uno, porque que no había ese reactivo y dos, tienen casi las mismas

propiedades para mezclarse con un solvente y dejar un precipitado.

3. Se usó el carbón activado y no otro decolorante debido a su principal propiedad de

adherencia.

4. Al agregar más cloruro mercúrico que cloruro de estaño se nota más el precipitado,

pero si agregamos más cloruro de estaño que cloruro mercúrico el precipitado es

menor y además lenta.



CONCLUSIONES

1. El germanio, estaño y plomo se comportan física y químicamente como metales.

2. Elcarbono por ejemplo es un no metal típico y forma uniones covalentes.

3. El carbón es un elemento químico muy importante ya que se encuentra en nuestro

organismo y en muchos compuestos.

4. Los tres primeros (C, Si y Ge) no forman uniones iónicas.

5. La utilización de nitrato de plomo es igual que el acetato de plomo.

6. El color característico del plomo es de color pardusco.

7. La utilización del yoduro de potasio KI más nitrato de plata Pb(NO3) nos permite

obtener un amarillo inca kola.

8. El carbón activado es un adsorbente capaz de quitar la coloración.



CUESTIONARIO

1.-Haga la ecuación química de cada una de las reacciones

Pb(NO3)2 + (NH4)2S → PbS↓ + NH4NO3

Pb(CH3-COO)2 + Na2CO3 → PbCO3↓ + NaCH3-COOPb(CH3-COO)2 + HCl → PbCl2↓ + CH3-COOHPb(CH3-COO)2 + KI → PbI2↓ + KCH3-COOPb(CH3-COO)2 + K2Cr2O7 → PbCr2O7↓ + KCH3-COOBencina (isopo) + llama + cápsula → forma el hollín (oscuro) o negro de humoSolución de azúcar rubia en vaso precipitado + solución carbón animalSnCl2 + HgCl2 → SnCl2↓ + HgClSnCl2 + Pb(Cl)2 → SnCl2↓ + Pb(Cl)2↓

2.- ¿Qué semejanzas y diferencias existe entre los elementos del grupo IVA?

Semejanzas

Forman el grupo 14 de la Tabla Periódica. Son: carbono, silicio, germanio, estaño, plomo y ununquadio.

Constituyen más del 27% en peso de la corteza, siendo el silicio el que aporta prácticamente todo a ese valor, le sigue el carbono; el germanio es el menos abundante. El silicio es el responsable de toda la estructura inorgánica y el carbono de la vida orgánica de la superficie terrestre. Se presentan en estado nativo carbono, estaño y plomo; aunque los minerales más corrientes son los óxidos y sulfuros. Tienen cuatro electrones de valencia: 2 electrones s y 2 electrones p, por lo que los estados de oxidación que presentan son +4, +2 y -4: los compuestos con +4 y la mayoría de los de número de oxidación +2 son covalentes. El único ion -4 es el carburo. No reaccionan con el agua.

Diferencias

Las propiedades físicas y químicas varían mucho desde el primero (carbono, no metal, forma compuestos covalentes con los no metales e iónicos con los metales) al último (plomo, metal): el carbono es muy duro (diamante) y el plomo rayado con las uñas. El silicio y germanio son metaloides de dureza intermedia. Al descender en el grupo desciende la fuerza de enlace entre los átomos y como consecuencia los puntos de fusión y ebullición.



El germanio, estaño y plomo son atacados por los ácidos. Con la excepción del carbono, son atacados por disoluciones alcalinas desprendiendo hidrógeno. Reaccionan con el oxígeno. Los óxidos de carbono y silicio son ácidos, el estaño es anfótero (reacciona con ácidos y bases calientes) y lo mismo ocurre con el plomo. Existe una gran tendencia a unirse consigo mismos, denominada concatenación al formar hidruros; esta tendencia disminuye al descender en el grupo.Los elementos silicio y el germanio se emplean en la industria electrónica; el óxido de silicio en la fabricación de vidrios; el carbono y sus derivados como combustibles y en la síntesis de productos orgánicos; el estaño, el plomo y sus aleaciones son muy útiles.


ESTAÑO

SILICIOGERMANIO

GALENA


REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

SHRIVER & ATKINS. Química Inorgánica. Editorial Interamericana

Editores, S.A. Oxford University Press. 2007. Cuarta Edición.

ASOCIACION FONDO DE INVESTIGADORES Y EDITORES. Química,

Análisis de principios y Aplicaciones. Tomo I. Editorial Lumbreras Editores.

Lima, 2008. Tercera Edición.

COTTON, F. Albert y WILKINSON, Geoffrey. Química Inorgánica Básica.

Editorial Limusa Wiley. México, D.F. 2001.

E. BRADY, James. Química Básica, Principio y Estructura. Editorial Limusa

Wiley. St. Johns University. Jamaica, Nueva York. Segunda Edición.

Familias de la Tabla Periódica

www.uam.es/docencia/elementos/spV21/.../elementos/familias.html


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