Funcion Quimica Y Grupo Funcional DE LA Química Inorgánica PDF

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Laboratorio de Química inorgánica, julio 19 2020FUNCION QUIMICA Y GRUPO FUNCIONAL DE LA QUIMICAINORGANICAAutores: ESCALANTE JULIÁN, GRAU TATIANA, HERNÁNDEZ CINTHIA,JIMÉNEZ BRIANDA, JIMÉNEZ DORIS, JIMÉNEZ LEIDY.Licenciado: WILLIAM FERNANDEZUniversidad del Atlántico Facultad de Ciencias de la Educació...

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Laboratorio de Química inorgánica, julio 19 2020

FUNCION QUIMICA Y GRUPO FUNCIONAL DE LA QUIMICA INORGANICA Autores: ESCALANTE JULIÁN, GRAU TATIANA, HERNÁNDEZ CINTHIA, JIMÉNEZ BRIANDA, JIMÉNEZ DORIS, JIMÉNEZ LEIDY. Licenciado: WILLIAM FERNANDEZ Universidad del Atlántico

Facultad de Ciencias de la Educación – Licenciatura en Biología y Química

RESUMEN La función química es un conjunto de propiedades semejantes que se caracteriza y diferencia a un grupo de compuesto. Hablaremos principalmente de funciones químicas y grupo funcional, procediendo a la obtención de datos por medio de representaciones de ecuaciones las reacciones que intervienen ya sea óxidos, hidróxidos, peróxidos, hidruros, ácidos y sales.

equations, the reactions that intervene, be it oxides, hydroxides, peroxides, hydrides, acids and salts. In which the naming rules that are necessary to give names and assign the formulas to various reactions will be applied, in order to solve practice questionnaires which will be guided by videos, and thus be able to propose the reactions of the different tests seen in THE VIDEO.

En la cual se aplicará las reglas de nomenclaturas que son necesarias para dar nombres y asignar las fórmulas a diversas reacciones, con la finalidad de resolver cuestionarios de prácticas los cuales estarán orientados por videos, y así poder proponer las reacciones de los diferentes ensayos vistos en EL VIDEO. PALABRAS CLAVES: óxidos, peróxidos, hidruros, ácidos y sales.

KEY WORDS: oxides, hydroxides, peroxides, hydrides, acids and salts.

OBJETIVO

hidróxidos,



ABSTRACT



Chemical function is a set of similar properties that characterizes and differentiates a group of compounds. We will talk mainly about chemical functions and functional group, proceeding to obtain data by means of representations of



1

Reconocer los grupos funcionales y funciones química, de la química inorgánica. Aplicar de manera correcta los distintos tipos de nomenclaturas (tradicional, sistemática y stock). Utilizar el lenguaje químico por medio del sistema Ewens Basset en las sales.

 

el grupo funcional OH- (hidroxilo), que les da un comportamiento característico en las reacciones.

Tener la capacidad de nombrar cada compuesto y aplicar su fórmula. Obtener y representar por medio de ecuaciones las reacciones que intervienen en la formación de óxidos, hidróxidos, peróxidos, hidruros, ácidos y sales.

En la química inorgánica existen 7 funciones principales: Óxidos, peróxidos, hidróxidos, Ácidos, Sales, Hidratos e Hidruros. ÓXIDOS: Los óxidos son compuestos químicos inorgánicos diatómicos o binarios formados por la unión del oxígeno con otro elemento diferente de los gases nobles. Según si este elemento es metal o no metal serán óxidos básicos u óxidos ácidos. El oxígeno siempre tiene valencia -2 con excepción en los peróxidos (ion peróxido enlazado con un metal) donde el oxígeno utiliza valencia “-1”. Se clasifican en dos clases de Óxidos:

INTRODUCCIÓN Un grupo funcional corresponde a un átomo o un grupo de átomos que están presente en una molécula orgánica que determina las propiedades físicas o químicas que tienen compuestos, por ejemplo: su estado físico o solubilidad. El principal responsable de la sustancia, es su grupo funcional, por ende, los compuestos que poseen el mismo grupo funcional, muestran las mismas propiedades.

Óxidos básicos o metálicos Son aquellos óxidos que se producen entre el oxígeno y un metal cuando el oxígeno trabaja con un número de valencia -2. Su fórmula general es: Metal + O2

Algunas moléculas muestran más de un grupo funcional diferente a su estructura, mientras otras pueden poseer el mismo grupo funcional repetido varias veces.

Ejemplo: Óxido de Hierro = Fe2O3

Ahora bien, la estequiometria es de gran importancia para los procesos químicos, lo que la hace una herramienta indispensable, pues nos permite realizar los cálculos para determinar la masa de cada una de las materias primas que deben mezclarse y reaccionar, para obtener un determinado producto.

Óxidos ácidos o anhídridos (no metálicos). Son aquellos formados por la combinación del oxígeno con un no metal. Su fórmula general es: Reacción de obtención: No metal + O2 Ejemplo: Dióxido de Carbono = CO2

MARCO TEÓRICO

PEROXIDOS: es cuando el oxígeno presenta un estado de oxidación -1, se forman los peróxidos. Estos compuestos presentan en su estructura un enlace covalente entre dos átomos de oxígeno, el cual explica por qué los peróxidos contienen más oxígeno, que los óxidos normales de un mismo elemento. Los peróxidos tienen aplicabilidad en reacciones de oxidación, síntesis, polimerización y obtención de oxígeno. El peróxido de hidrógeno (H2O2) es un ejemplo de peróxido; llamado agua

Se denomina función química la propiedad o conjunto de propiedades comunes que caracterizan una serie de especies químicas, distinguiéndolas de las demás. Los compuestos que poseen una función química determinada, contienen en sus moléculas, átomos o grupos de átomos de constitución análoga, denominado grupo funcional. Así todos los hidróxidos poseen

2

Ejemplos de oxácidos: HClO; HNO3; H2SO4

oxigenada, tiene gran aplicación en medicina. En estado puro es un líquido aceitoso; no es combustible, se disuelve bien en el agua y la mezcla es frigorífica, es decir, que hace descender la temperatura.

SALES: Son compuestos resultantes de las reacciones de neutralización, entre los ácidos y las bases. Se originan por el desplazamiento de los hidrógenos de los ácidos por metales. Las sales se clasifican, teniendo en cuenta si la sustitución de los hidrógenos por metales se hace total o parcialmente, en sales neutras cuando se sustituyen todos los hidrógenos del ácido, y en sales ácidas si la sustitución es parcial.

HIDROXIDOS O BASES: se forman por la reacción de los óxidos básicos con el agua. Reacción de obtención: Oxido básico Hidróxido

+

H2O

Acido + Base o Hidróxido Sal + H2O

Estos compuestos se caracterizan por la presencia del grupo o ion OH- monovalente. Este grupo se denomina oxhidrilo o hidroxilo. Según esto los hidróxidos se definen como los compuestos que contienen el ion hidroxilo OH-. Poseen sabor amargo, son untuosos al tacto, neutralizan a los ácidos y cambian el color rojo del tornasol a azul y le dan a la fenolftaleína una coloración rosada.

Ejemplo: HCl + KOH KCl + H2O (sal neutra)

Otra clasificación de las sales, se basa en el tipo de ácido que las origina. Como los ácidos son hidrácidos y oxácidos, las sales que ellos generan se denominan respectivamente: sales haloideas o haluros y oxisales.

ACIDOS: Los ácidos se caracterizan por la presencia del elemento hidrógeno como positivo. Hay dos clases de ácidos. Ácidos Binarios o Hidrácidos: Son los ácidos que no contienen oxígeno; por esta razón también se les denomina hidrácidos. En su composición se halla presente el hidrógeno y un elemento no metálico, de preferencia los halógenos, elementos del grupo VIIA de la tabla periódica. Ejemplos: HCl; HBr; HI; H2S.

Sales Haloideas: Se forman por la sustitución total o parcial de los hidrógenos de ácidos hidrácidos por metales. Ejemplo: H2S + NaOH → H2O + Na2S (haluro) Oxisales: Se originan por la sustitución total o parcial de los hidrógenos de los ácidos oxácidos por metales. Estas sales también pueden ser neutras o ácidas, según se remplacen los hidrógenos en su totalidad o parcialmente. Ejemplo:

Ácidos ternarios u Oxácidos: Son los ácidos que contienen oxígeno y por ello se distinguen también con el nombre de oxácidos Por razón de su composición, hidrógeno y dos elementos más, son compuestos ternarios. Se originan por la combinación de los óxidos ácidos y el agua. Oxido Acido + H2O Oxácido

H2SO4 +KOH→K2SO4 + H2O El sulfato de potasio (K2SO4) es una sal neutra y una oxisal.

Acido 3

HIDRUROS: son los compuestos binarios del hidrógeno con otros elementos; comúnmente se conoce con este nombre a los compuestos del hidrógeno con los metales y algunos no metales como el boro y el silicio, para efecto de nomenclatura. En los hidruros metálicos el hidrógeno actúa con número de oxidación negativo por lo cual en sus fórmulas se escribe a la derecha de esta. Ejemplos de hidruros: LiH, NaH, CaH2, AlH3.

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1 pinza tenaza y nuez

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2 papel filtro

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1 cuchara de combustión

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6 churruscos

REACTIVOS -

Mg en cinta

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H2O destilada

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Solución de fenolftaleína

MATERIALES

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Solución de anaranjado de metilo

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Pinza para crisol

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Soluciones: FeCl3 0.2M,

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Capsula de porcelana

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NaOH 0.5M,

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Mechero

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KI0.1M,

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Espátula acanalada

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Pb(NO3)2 0.1M,

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8 tubos de ensayo

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MnCl2 0.5M,

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Gradilla

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BaCl2 0.5M,

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gradilla

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Na2HPO4 0.2M,

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MgCl2 1M,

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Na2CO3 1M;

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KI al 6% P/V,

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H3PO4 al 85%,

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H2SO4 conc,

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NH3 conc.

1 manguera de 30 cm (para ajustar al desprendimiento lateral. -

1 probeta

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1 varilla de agitación

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6 pipetas de 5 ml

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2 propipetas

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1 balanza analítica

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1 Erlenmeyer boca angosta

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1 Erlenmeyer boca ancha

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1 embudo de filtración caña corta

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1 aro con nuez

Solidos: NaCl, BaO2 y S (polvo) Nota: estos materiales y reactivos solo son una guía para saber que es lo que se utiliza para dicha práctica, ya que nosotros no realizamos la práctica, solo observamos por medio de los videos. 4

terminar la combustión de la cinta de magnesio, el residuo que resulta se recogió en la el vidrio reloj. Dicho residuo se trasladó a un tubo de ensayo. Posteriormente Se tomó una probeta y se midieron 3ml de agua destilada se adicionaron al tubo de ensayo con el residuo que se recogió de la capsula de porcelana, se agito suavemente y se añadieron 3 gotas de fenolftaleína inmediatamente la mezcla del agua con el residuo de la combustión de la cinta de magnesio tomo una coloración rosado intenso.

METODOLOGIA En la realización de esta práctica el grupo trabajó simultáneamente en las funciones químicas inorgánicas de óxidos e hidróxidos, peróxidos y sales. Inicialmente se realiza un análisis del tema a trabajar y se enmarca el contexto en el cual se va a desarrollar la práctica. Utilizamos materiales que son de uso cotidiano, como las paginas web, videos para desarrollar los procedimientos establecidos en la guía, para interpretar y dar conclusiones referentes a esta guía. CALCULOS Y RESULTADOS VIDEO 1 Óxidos e hidróxidos

Fig. 1 magnesio metálico

Procedimiento Mediante una pinza para crisol caliente un trozo de cinta de magnesio en la llama de un mechero hasta que esta se inflame. Sostenga la pinza sobre una cápsula de porcelana, para recoger el producto de combustión. Traslade el residuo de la cápsula a un tubo de ensayo y agregue con una probeta 3 mL de agua; agite. Añada 3 gotas de fenolftaleína.

Fig. 2 Combustión de magnesio

Primeramente, se identificó los diferentes materiales a utilizar. Se observa en el video la utilización del mechero. Una vez encendido se toman una pinza para crisol y la cual mantienen sostenida una pequeña fracción de cita de magnesio, inmediatamente la pasaron por la llama del mechero. Transcurridos unos segundos de la exposición de la cinta de magnesio con la llama del mechero sometiéndola a un proceso de combustión se produce una reacción exotérmica y se produjo una gran cantidad de luz, con la ayuda de la pinza se coloca encima de un vidrio reloj. Al

Fig. 3 oxido magnesio en agua

5

-

Hidróxido de magnesio (II) (STOCK) - Di hidróxido de magnesio (Sistemática) - Hidróxido magnésico (I.U.P.A.C)

VIDEO 2 OXIDOS PROCEDIMIENTO 1. Se sujeta el magnesio y se calienta con la lampara de alcohol y se consigue un polvo blanco MgO

Fig. 4 fenolftaleína.

2. El MgO se combina con agua en un vaso precipitado y se calienta 3. se calcula el pH con la tirilla de pH universal. 4. Se calienta el azufre y se combina con el oxígeno del aire y fe forma el dióxido de azufre SO2. Fig. 5 Coloración de la fenolftaleína con Mg (OH)

5.Se introduce en el erlenmeyer para desprender el gas.

análisis

6. Se combina el dióxido de azufre SO2 con agua y se calcula el pH.

las cenizas recogidas en capsula de porcelana corresponden al oxido de magnesio que una vez se le agrego agua destilada se produjo el hidróxido de magnesio y al adicionarle la fenolftaleína confirma la presencia de un medio básico y esta se coloca de color rosado.

cálculos y resultados Al combinar el magnesio con el oxígeno del aire se forma el óxido de magnesio, al combinar con agua y disolver para comprobar si se ha formado la base de un hidróxido de magnesio se toma su pH que debe ser mayor a 7 al calcular su pH da 10.

Oxido:

Mg + O2

MgO+H₂O >Mg (OH)₂

MgO

-

Oxido de magnesio (II) (STOCK)

-

Monóxido de magnesio (Sistemática)

-

Oxido magnésico (I.U.P.A.C)

Hidróxido MgO + H2O

Mg(OH)2 6

metal como el magnesio y en el segundo experimento obtuvimos oxido acido combinando un no metal como el azufre con el aire, estos dos experimentos al ser combinados con el agua y ser calculado su pH en cual en la combinación del metan tenemos un pH de 10 y en no metal un pH de 4, esto nos indica que en el experimento del metal obtenemos un pH básico y en el segundo experimento un pH acido resaltando que los pH mayores que 7 son básico y menores son ácidos . Fig. 6. Comparación de escalas de pH acido básico

Al combinar el azufre con el oxígeno obtenemos el óxido de azufre que es un gas de color blanco cuando es formado el dióxido de azufre este se introduce en el Erlenmeyer para desprender el gas cuando el gas es eliminado se combina en el agua y se pasa a tomar su pH que nos indica que es 4 nos damos cuenta que es un pH acido y que obtenemos acido sulfuroso. SO2 + H2O ↔ H2SO3

Video 3. óxidos ácidos y básicos.

Materiales - Espátula -

Matraz Piseta 4 frascos Mechero Palillos

Procedimiento - Se introduce el extremo del tubo dentro de un frasco para recoger el oxígeno (O) generado en la reacción, al realizar este procedimiento, notamos que salieron unas cuantas burbujas, confirmando que todo el líquido ha sido desplazado por el gas del matraz, se retiró el primer frasco y se tapó en el acto - Se realizo el mismo procedimiento con los otros tres frascos.

Fig. 7 comparación escala ph acido

ANALISIS Y DISCUSION En este experimento se obtuvieron dos óxidos uno básico y uno acido, en el primer experimento obtuvimos un oxido básico porque utilizamos un 7

- El gas recogido en el primer frasco no se utilizó, porque en él se encuentra el aire que había inicialmente en el matraz.

-Balón volumétrico -Beaker Metodología

- Se encendió un palillo y se apagó al instante, luego se introdujo en uno de los frascos que obtenía oxígeno, encendiéndose nuevamente y se comprobó como el oxígeno puso aviva las combustiones.

1. En un vaso plástico agregar cloruro de sodio (NaCl) o llamada también sal de mesa. 2. En un balón volumétrico agregar ácido sulfúrico (H2SO4). 3. En un beaker agregar primero el cloruro de sodio y luego agregar el ácido sulfúrico.

Cálculos y resultados - Al tomar con una espátula con una pequeña cantidad de Azufre (S) y posteriormente calentarlo con un mechero, al someterse a la llama del mechero pasó de amarrillo a rojo y luego a negro, luego se introdujo a uno de los frascos con oxigeno(O) y se pudo comprobar la reacción que se produce. - Al utilizar uno de los frascos lleno de oxígeno, fue utilizado en la combustión de un metal en este caso (Mg) y como sabemos el magnesio es un metal que reacciona rápidamente con el oxígeno, su combustión produjo una llama intensa. - En uno de los frascos se tiene el óxido de un elemento metálico (Mg) y en otro el óxido de un elemento no metálico (S) al añadirles agua se pudo comprobar propiedades diferentes.

Cálculos y resultados: Al agregar el ácido sulfúrico al cloruro de sodio, el ácido sulfúrico concentrado reacciona con el cloruro de sodio y forma ácido clorhídrico (HCl) gaseoso y sulfato de sodio Na2SO4: NaCl+H2SO4- HCl+ Na2SO4 Al ser concentrado se desplaza hacia la formación de HCl gaseoso, se observa una como humo blanco debido a que absorbe el agua del aire formando una niebla fina. Análisis y discusión -Se genera una reacción exotérmica ya que las moléculas de los reactantes son mayor que la energía que contiene las moléculas de los productos y esta se liberó en forma de calor.

Para la primera reacción donde se atrapa el oxígeno para posiblemente compararlo mediante una reacción de combustión donde este aviva la llama.

-Se tiene que tener extremo cuidado con el HCl (Ácido clorhídrico) liberado en forma gaseosa, así que se recomienda hacerlo en una campana de extracción ya que este sería toxico.

VIDEO 4 NaCl + H2SO4 in HD Materiales y reactivos: 8

quedan disueltos, como indica el subíndice (aq), mientras que el PbI2 precipita.

VIDEO 5. REACCIÓN DEL NITRATO DE PLOMO (II) Y EL YODURO DE POTASIO Materiales Tubos de ensayo, gradilla, vasos de precipitados, varilla de agitación, espátulas, agua destilada, pipeta. Reactivos Pb (NO3)2, KI en estado sólido.

Fig.8 Formación de precipitado de yoduro de plomo (II)

Metodología 1. En un vaso de precipitados agregar agua destilada y un poco de yoduro de potasio KI. Agitar con una varilla hasta conseguir la disolución. 2. En otro vaso de precipitados agregar agua destilada y un poco de nitrato de plomo (II) Pb (NO3)2 y revolver con la varilla de agitación limpia hasta tener la solución. 3. Se toma un tubo de ensayo y se agrega por medio de una pipeta 2 mL de la solución de KI 0.1M y 1 mL de la solución de Pb (NO3)2 0.1M, y se agita hasta la aparición de precipitado.

Análisis y discusión Los precipitados son compuestos químicos muy insolubles en agua. En este experimento se mezclaron dos sales, el nitrato de plomo (II) y el yoduro de potasio. Estas dos sales son bastante solubles en agua, pero cuando se mezclan, reaccionan químicamente para formar una sal diferente llamada yoduro de plomo (II), que es muy insoluble y precipita, es decir, no se disuelve en agua. VIDEO 6. REACCIONES CLORURO FERRICO HIDROXIDO DE SODIO.

Cálculos y resultados Al verter en el tubo de ensayo las soluciones de yoduro de potasio (incolora) y de nitrato de plomo (II) (color blanquecino) se produce la reacción con la formación de un precipitado de color amarillo intenso de yoduro de plomo (II). Al principio el precipitado está en suspensión, pero al cabo del tiempo se acaba depositando en el fondo del tubo de ensayo. La reacción química que se produce es la siguiente: 2 KI (aq) + Pb(NO3)2 (aq) (aq...