Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey

Campus Hidalgo

Equipo 4:

Armando Espinosa Chávez – A01271805

Gabriel Ramírez Islas – A01273812

Ximena Contreras Ramos – A01272899

Profra. I.Q. María Guadalupe Hidalgo

16 de marzo de 2016

Tabla Periódica Práctica No. 9

María Guadalupe …, 16/3/2016 8:48 P.M.Comentario [1]: 98/100 Portada 2 Ortografía 4

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Resumen En la práctica no. 9 se calculó, con ayuda del papel pH, el nivel de pH de distintos ácidos y bases. De igual modo, se observaron los cambios ocasionados al agregar los indicadores, rojo de metilo y fenolftaleína, a los ácidos y bases utilizados. Además, se formaron precipitados gelatinosos y cristalinos con ayuda de diferentes reacciones. Por otra parte, se conoció el concepto de número de oxidación y el papel fundamental que juega dentro de las distintas reacciones químicas. Por último, se reconoció la importancia que tiene la tabla periódica.

Introducción

El aire que se respira, el agua que se bebe y la ropa que se utiliza… cualquier cosa que se encuentre alrededor están conformada por elementos químicos. Un elemento químico es una sustancia pura o especie química definida, cuyas propiedades intrínsecas lo diferencian de otros elementos (clikmica.com). Sin embargo, ante la gran variedad de elementos era necesario encontrar una forma para clasificarlos. A mediados del siglo XIX, el gran químico ruso Dmitri Mendeléiv ordenó los elementos, hasta entonces descubiertos, de acuerdo a su peso atómico y formar así lo que se conoce como tabla periódica (Delgado & Romo, 2011). Tiempo después, se encontró que una mejor manera para ordenar los elementos era por su número atómico (Delgado & Romo, 2011). En la actualidad, existen 118 elementos que pertenecen a 18 familias (Trejo, 2006). La tabla periódica muestra mucha información sobre los elementos químicos: número de oxidación, masa atómica, símbolo, número atómico, nombre del elemento, valencia y configuración electrónica (Delgado & Romo, 2011). Por esto, es necesario conocer a detalle la tabla periódica y la información que esta nos proporciona.

En la práctica no. 9 se realizarán diversos experimentos en los que se utilizarán ácidos y bases. Un ácido, según Arrhenius, es una sustancia que en disolución acuosa disocia cationes H+ (Gutiérrez, 2007). A su vez, una base, según Arrhenius, es una sustancia que en disolución acuosa disocia aniones OH- (Gutiérrez, 2007). Estas definiciones ayudarán a concebir mejor lo que es un ácido y una base.

El número de oxidación juega un papel importante dentro de todas las reacciones químicas. Por esto, es importante resaltar el concepto número de oxidación. El número de oxidación es un número entero que representa el número de electrones que un átomo pone en juego cuando forma un compuesto determinado (León & Ceballos, 2012).

Materiales Materiales Reactivos

2 placas de 12 pozos Ácidos Fenolftaleína Reactivos 1 cartoncillo negro

tamaño carta Ácido sulfúrico 0.05

M 1 mL Rojo de metilo Nitrato de plomo (II) 0.1 M 1

mL 1 hoja blanca de

papel tamaño carta Ácido nítrico 0.1 M

1 mL Papel pH

Nitrato de bismuto (III) 0.1 M 1 mL

10 pipetas Beral Ácido clorhídrico

0.1 M ...1 mL Bases Nitrato de cadmio 0.1 M 1

mL

Lápices de colores Ácidi bórico 0.1 M

1 mL Hidróxido de sodio 0.1 M

1 mL Nitrato de cromo (III) 0.1

M 1 mL

Ácido fosfórico 0.03 M 1 mL

Hidróxido de potasio 0.1 M 1 mL

Nitrato de hierro (III) 0.1M 1 mL

Ácido perclórico 0.01 M 1 mL

Hidróxido de calcio (disol. saturada) 1 mL

Nitrato de cobalto (II) 0.1 M 1 mL

Indicadores Hidróxido de bario 0.1 M

1 mL Nitrato de hierro (II) 0.1 M 1

mL

María Guadalupe …, 16/3/2016 8:42 P.M.Comentario [2]: 4

María Guadalupe …, 16/3/2016 8:42 P.M.Comentario [3]: 15

María Guadalupe …, 16/3/2016 8:42 P.M.Comentario [4]: 15

2

Métodos Experimento 1

Se introdujo una tira de pH en cada uno de los ácidos. Posteriormente, se registró el nivel de pH de cada uno. Como siguiente paso, en cada pozo de la microplaca se agregó una gota de cada ácido. Después, se agregó una gota de cada ácido en cada pozo de la microplaca. Posteriormente, se agregaron dos gotas de cada indicador en cada pozo que contenía un ácido de la microplaca. Finalmente, se anotaron las observaciones.

Experimento 2

Se introdujo una tira de pH en cada una de las bases. Posteriormente, se registró el nivel de pH de cada uno. Como siguiente paso, en cada pozo de la microplaca se agregó una gota de cada base. Después, se agregó una gota de cada base en cada pozo de la microplaca. Posteriormente, se agregaron dos gotas de cada indicador en cada pozo que contenía una base de la microplaca. Finalmente, se anotaron las observaciones.

Experimento 3

Se colocó una gota de cada uno de las bases en los pozos del microplacas. Se agregó disolución de hidróxido de sodio hasta ver algún cambio. Después, se escribió la ecuación molecular de la formación de cada uno de las bases.

Para distinguir entre precipitados gelatinosos o cristalinos, se realizó el siguiente experimento: a 10 gotas de disolución de cloruro de aluminio, se añadieron dos gotas de disolución de hidróxido de sodio. Con esto se formó es gelatinoso. A 10 gotas de disolución de nitrato de plomo, se agregó una gota de disolución de ácido clorhídrico. El precipitado que se formó es un precipitado cristalino.

Resultados

Problema 1

Soluciones más comunes en el laboratorio:

Agua destilada Hidróxido de potasio Ácido clorhídrico Cloruro de sodio Ácido nítrico Sulfato de cobre Hidróxido de sodio Plomo

Número de oxidación: El número de oxidación es un número entero que representa el número de electrones que un átomo pone en juego cuando forma un compuesto determinado (León & Ceballos, 2012).

María Guadalupe …, 16/3/2016 8:43 P.M.Comentario [5]: 20

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Serie I

a) ¿El elemento específico, es metal o no metal?

b) ¿Qué relación encuentra con el tipo de compuesto? Todos son ácidos

Solución Solubilidad Densidad Fórmula Elemento Específico

Número de oxidación

Números de oxidación en la reacción

Ácido sulfúrico

Soluble en agua

1.84 g/cm³ H2SO4 S ± 2, 4, 6 H:1 S:6, O:2-

Ácido Nítrico

Soluble en agua

1.51 g/cm³ HNO3 N 1, 2, ± 3, 4 H:1 N:3 O:2-

Ácido carbónico

Soluble en agua

1 g/cm³ H2CO3 C 2, ± 4 H:1 C:4 O:2-

Ácido clorhídrico

Soluble en agua

1.12 g/cm³ HCl Cl ±1, 3, 5, 7 H:1 Cl:1

Ácido bórico

Soluble en agua

1.44 g/cm³ H3BO3 B ± 3 H:1 B:3 O:2-

Ácido fosfórico

Soluble en agua

1.88 g/cm³ H3PO4 P ± 3, 4, 5 H: 1 P:5 O:2-

Ácido arsénico

Soluble en agua

2.5 g/cm³ H3AsO4 As ± 3, 5 H:1 As:5 O:2-

Ácido perclórico

Soluble en agua

1.67 g/cm³ HClO4 Cl ±1, 3, 5, 7 H:1 Cl:7 O:2-

Solución Metal o no metal

Ácido sulfúrico No metal Ácido Nítrico No metal

Ácido carbónico No metal Ácido clorhídrico No metal

Ácido bórico No metal Ácido fosfórico No metal Ácido arsénico No metal

Ácido perclórico No metal

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Serie II

Compuesto Solubilidad en agua

Estado de agregación

Fórmula Elemento específico

Número de oxidación

Números de oxidación en la

reacción Hidróxido de

litio Soluble en

agua Sólido LiOH Li 1 H:1 S:6 O:2-

Hidróxido de sodio

Soluble en agua

Sólido NaOH Na 2 H:1 N:3 O:2-

Hidróxido de potasio

Soluble e agua

Sólido KOH K 1 H:1 C:4 O:2-

Hidróxido de magnesio

Soluble en agua

Sólido Mg(OH)2 Mg 2 H:1 Mg:2 O:2-

Hidróxido de calcio

Soluble en agua

Sólido Ca(OH)2 Ca 2 H:1 Ca:2 O:2-

Hidróxido de bario

Soluble en agua

Sólido Ba(OH)2 Ba 2 H:1 Ba:2 O:2-

Hidróxido níquel (II)

Soluble en agua

Sólido Ni(OH)3 Ni 2, 3 H:1 Ni:3 O:2-

Hidróxido de cobre (II)

Soluble en agua

Sólido Cu(OH)2 Cu 1, 2 H:1 Cu:2 O=2-

Hidróxido de zinc

Insoluble en agua

Sólido Zn(OH)2 Zn 2 H:1 Zn:2 O:2-

Hidróxido de aluminio

Soluble en agua

Sólido Al(OH)3 Al 3 H:1 Al:3 O:2-

Hidróxido de plomo (II)

Soluble en agua

Sólido Pb(OH)2 Pb 2, 4 H:1 Pb:2 O:2-

Hidróxido de bismuto (III)

Insoluble en agua

Sólido Bi(OH)3 Bi 3, 5 H:1 Bi:3 O:2-

Hidróxido de hierro (II)

Insoluble en agua

Sólido Fe(OH)2 Fe 2, 3 H:1 Fe:2 O:2-

Hidróxido de hierro (III)

Insoluble en agua

Sólido Fe(OH)3 Fe 2, 3 H:1 Fe:2 O:2-

Hidróxido de cobalto (II)

Insoluble en agua

Sólido Co(OH)2 Co 2, 3 H:1 Co:2 O:2-

Hidróxido de cobalto (III)

Insoluble en agua

Sólido Co(OH)3 Co 2, 3 H:1 Co:3 O:2-

Hidróxido de cromo (III)

Insoluble en agua

Sólido Cr(OH)3 Cr 6 H:1, Cr:3, O:2-

Hidróxido de manganeso(II)

Insoluble en agua

Sólido Mn(OH)2 Mn 2, 7 H:1 Mn:2 O:2-

Hidróxido de cadmio

Insoluble en agua

Sólido Cd(OH)2 Cd 2 H:1 Cd:2 O:2-

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a) ¿El elemento específico, es metal o no metal?

b) ¿Qué relación encuentra con el tipo de compuesto? Todos son bases

Experimento 1

Se calculó el pH de 5 ácidos:

Ácido sulfúrico (H2SO4): 1

Ácido nítrico (HNO3): 1

Ácido bórico (H3BO3): 7

Ácido perclórico (HClO4): 1

Ácido clorhídrico (HCl): 1

Compuesto Metal o No metal

Hidróxido de litio Metal Hidróxido de sodio Metal

Hidróxido de potasio Metal Hidróxido de magnesio Metal

Hidróxido de calcio Metal Hidróxido de bario Metal

Hidróxido níquel (II) Metal Hidróxido de cobre (II) Metal

Hidróxido de zinc Metal Hidróxido de aluminio Metal Hidróxido de plomo (II) Metal

Hidróxido de bismuto (III) Metal Hidróxido de hierro (II) Metal Hidróxido de hierro (III) Metal Hidróxido de cobalto (II) Metal Hidróxido de cobalto (III) Metal Hidróxido de cromo (III) Metal

Hidróxido de manganeso(II) Metal Hidróxido de cadmio Metal

Papeles pH de los ácidos

6

En la microplaca se pudo apreciar un ligero cambio en el color del rojo de metilo al reaccionar con los distintos ácidos. En cuanto a la fenolftaleína se pudo observar que las sustancias mezcladas se hicieron más viscosas.

Experimento 2

Se calculó el pH de 4 bases:

Hidróxido de sodio (NaOH): 14

Hidróxido de potasio (KOH): 14

Hidróxido de bario (Ba (OH)2): 13

Hidróxido de calcio (Ca (OH)2): 12

Reacción de los ácidos con los

indicadores en la microplaca

Papeles pH de las bases

Reacción de las bases con los

indicadores en la microplaca

7

En la microplaca no se pudo apreciar algún cambio significativo entre las bases y el rojo de metilo. En cuanto a la fenolftaleína, se pudo observar un cambio en la coloración, se hizo amarillenta, y un cambio en la viscosidad.

Experimento 3

Para el experimento tres se realizaron las siguientes reacciones y, por lo tanto, se obtuvieron los siguientes resultados:

Nitrato férrico e Hidróxido de sodio: Fe (NO3)3 + NaOH = Fe (OH)3 + NaNO3 (Color amarillo)

Sulfato de cobre e Hidróxido de sodio: CuSO4 + NaOH = 2NaSO4 + Cu (OH)2 (Color azul)

Cloruro de aluminio e Hidróxido de sodio: AlCl3 + NaOH = NaCl + Al (OH)3

Además, se obtuvieron dos precipitados: uno gelatinoso y otro cristalino. El gelatinoso se originó al combinar cloruro de aluminio con hidróxido de sodio. El cristalino al combinar nitrato de plomo y ácido clorhídrico.

Discusión de resultados La práctica no. 9 se realizó con éxito. Todas las reacciones se realizaron de manera adecuada. Además se comprendió el concepto de número de oxidación: Número de oxidación: El número de oxidación es un número entero que representa el número de electrones que un átomo pone en juego cuando forma un compuesto determinado (León & Ceballos, 2012). Así como su importancia para comprender lo que sucede en las reacciones.

Además, se mejoró el manejo de la información de la tabla periódica. Asimismo, se apreció la importancia que tiene la tabla, no sólo en la química sino en la vida diaria.

Por último, se conocieron las diferentes reacciones que un ácido y una base pueden ocasionar. Un ejemplo es la diferencia que existe en la reacción entre un ácido y la fenolftaleína, y la reacción entre una base y el mismo indicador (véase resultado de experimento 1 y 2).

Microplaca con las reacciones generadas del

experimento tres

María Guadalupe …, 16/3/2016 8:44 P.M.Comentario [6]: 20

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Conclusión Es importante destacar que todo lo que existe alrededor está conformado por elementos químicos y sus interacciones (compuestos). Por esto, surge la necesidad de tener una tabla que nos brinde importante información acerca de estos elementos. La tabla periódica es una ordenación de los elementos químicos por sus diferentes propiedades (clickmica.com). Esta tabla nos ayuda a saber de qué están compuestas las diferentes cosas que existen alrededor. La tabla periódica es una herramienta importante.

Por otra parte, los ácidos y las bases son reactivos comunes en la vida cotidiana. Es necesario saber qué reacciones pueden ocasionar, además de sus distintas propiedades. En la industria, los ácidos y bases juegan un papel importante en farmacéutica, alimentos, construcción, electricidad, etc. (ecured.com). Po esto, es importante conocer sobre las propiedades de los ácidos y las bases.

Referencias Ceballos, M. & León, M. (2012). “Número de oxidación”. Recuperado el 14 de marzo de 2016, de: https://leonceballos.wordpress.com/2012/10/21/numero-de-oxidacion-definicion/

Ecured (s.f.) “äcido”. Recuperado el 14 de marzo de 2016, de: http://www.ecured.cu/%C3%81cido

Gutiérrez, j. (2007). “Äcidos y bases”. México DF. Pp. 2,3

Romo & Delgado (2011). “Química, Tierra y Universo”. UNAM. México DF. Cuarta edición. pp. 5-25

S.A (s. f.) “Elementos químicos”. Clickmica. Recuperado el 14 de marzo de 2016, de: http://clickmica.fundaciondescubre.es/conoce/100-preguntas-100-respuestas/27-general/68-ique-es-un-elemento-quimico

Trejo, M. (2006). “Periodicidad de los elementos”. UNAM. México DF. Tercera edición. pp. 7-45

María Guadalupe …, 16/3/2016 8:47 P.M.Comentario [7]: 13

María Guadalupe …, 16/3/2016 8:47 P.M.Comentario [8]: No se encuentra en las referencias

María Guadalupe …, 16/3/2016 8:47 P.M.Comentario [9]: 5