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PRACTICA N.º 3SOLUBILIDAD Y CONDUCTIVIDAD1. DATOS GENERALES:NOMBRE: CODIGO(S):ANGAMARCA BERTHA 3879HIDALGO RAQUEL 3868MAURIZACA ORFELINA 3875DOCENTE: ING. TEOBALDO PATIÑO.FECHA DE REALIZACIÓN: FECHA DE ENTREGA:24/05/2020 26/05/ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZOFACULTAD DE CIENCIASBIOQUÍMICA ...

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ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO FACULTAD DE CIENCIAS BIOQUÍMICA Y FARMACIA LABORTORIO DE QUIMICA INORGANICA

PRACTICA N.º 3 SOLUBILIDAD Y CONDUCTIVIDAD

1.

DATOS GENERALES: NOMBRE:

CODIGO(S):

ANGAMARCA BERTHA

3879

HIDALGO RAQUEL

3868

MAURIZACA ORFELINA

3875

DOCENTE: ING. TEOBALDO PATIÑO.

FECHA DE REALIZACIÓN: 24/05/2020

FECHA DE ENTREGA: 26/05/2020

1 2

OBJETIVO(S):

2.1. GENERAL: Determinar la solubilidad y conductividad mediante el uso de materiales y equipos de laboratorio con el fin de comprobar el tipo de enlace químico que posee cada una de las sustancias o elementos. 2.2. ESPECÍFICOS ✓ Verificar los tipos de enlace, mediante el uso del equipo de conductividad. ✓ Obtener la tabla de resultados de cada una de las sustancias y reactivos, comprendiendo su tipo de enlace. ✓ Analizar los resultados e interpretar de motivo de la incandescencia del equipo de conductividad. 3

INSTRUCCIONES

➢ Se investigó los tipos de enlaces químicos ➢ Se cumplió con las normas de seguridad y preparación de materiales. ➢ Se organizó el equipo de trabajo ➢ Se siguió el procedimiento de acuerdo con la guía y a las indicaciones del Docente. ➢ Sobre las dudas obtenidas se consultó al Docente. ➢ Realizamos observaciones, y se procedió a la toma de datos. ➢ Se lavó el material, y la limpieza del lugar del trabajo y para finalizar se entregó los reactivos y materiales.

3.1. EQUIPOS Y MATERIALES ➢

Equipo de conductividad

➢

Vasos de precipitados 50 mL

➢

Varilla de agitación de vidrio

➢

Pipetas graduadas de 10 mL

➢

Piseta

➢

Reverbero

➢

Espátula

2 3.2. SUSTANCIAS Y REACTIVOS ➢ Cloruro de sodio (NaCl)(1g) ➢ Sulfato de cobre (CuSO4) (1g) ➢ Ácido clorhídrico (HCl) (1mL) ➢ Benceno (C6H6) (1mL) ➢ Tetracloruro de carbono (CCl4) (1mL) ➢ Viruta de aluminio ➢ Ácido clorhídrico (HCl)1 N (50mL) ➢ Agua destilada (50 mL) ➢ Agua potable (50 mL) ➢ Alcohol (50 mL) ➢ Benceno (C6H6) (50 mL) ➢ Cloruro de sodio (NaCl) 1 N (50 mL) ➢ Sulfato de cobre (CuSO4) 1 N ((50 mL) ➢ Zumo de limón (50 mL) ➢ Papa mediana ➢ Barra de plomo (Pb) ➢ Barra de aluminio (Al) ➢ Barra de cobre (Cu) 4. ACTIVIDAD POR DESARROLLAR 4.1. METODOLOGIA 4.1.1 SOLUBILIDAD Las pruebas de solubilidad se realizaron a microescala de la siguiente manera: Para los compuestos líquidos: • Con una pipeta graduada se tomó 3 mL de agua destilada y se colocó en un vaso de precipitado. • Se agregó con una pipeta 1 mL Benceno. • Se agitó con una varilla de agitación. • Se observó que es una sustancia inmiscible no se mezclan la cual es una fase insoluble en el agua (I). • Con una pipeta graduada se tomó 3 mL de agua destilada y se colocó en un vaso de precipitado.

3 • Se agregó con una pipeta 1 mL tetracloruro de carbono. • Se agitó con una varilla de agitación. • Se observó que es una sustancia inmiscible no se mezclan las dos y forman una fase insoluble (I). • Con una pipeta graduada se tomó 3 mL de agua destilada y se colocó en un vaso de precipitado. • Se agregó en con una pipeta 1 mL ácido clorhídrico. • Se agitó con una varilla de agitación. • Se observó que es una mezcla homogénea la cual forma una fase soluble (S). Para los compuestos sólidos • Con una pipeta graduada se tomó 3 mL de agua destilada y se colocó en un vaso de precipitado. • Se agregó con una pipeta 1 g sulfato de cobre (CuSO4) • Se agitó con una varilla de agitación. • Se observó que es mezcla homogénea la cual forma una fase soluble (S). • Con una pipeta graduada se tomó 3 mL de agua destilada y se colocó en un vaso de precipitado. • Se agregó con una pipeta 1 g de cloruro de sodio (NaCl) • Se agitó con una varilla de agitación. • Se observó que es una mezcla homogénea el cloruro de sodio se mezcla totalmente con el agua y forma una fase soluble (S). • Con una pipeta graduada se tomó 3 mL de agua destilada y se colocó en un vaso de precipitado. • Se agregó en con una pipeta 1 g Aluminio (Al) • Se agitó con una varilla de agitación. • Se observó qu7e no se mezcla estos dos elementos es Aluminio es insoluble (I) 4.1.2 CONDUCTIVIDAD Las pruebas por conductividad eléctrica se realizaron de la siguiente manera: Para las soluciones: • En un vaso de precipitación se colocó 50 mL de agua destilada (H2O) • Se procedió a medir en un equipo de conductividad. • Se observó que no conduce la electricidad porque no tiene iones disueltos

4 • En un vaso de precipitación se colocó 50 ml de agua potable (H2O) • Se procedió a medir en un equipo de conductividad. • Se observó si conducen electricidad ya que tiene algunos iones como puede ser el CL, Na, Fe que utilizan para potabilizar el agua. • En un vaso de precipitación se colocó 50 mL de sulfato de cobre (CuSO4) • Se procedió a medir en un equipo de conductividad. • Se observó si conducen electricidad por que los sulfatos son buenos conductores de electricidad. • En un vaso de precipitación se colocó 50 mL de cloruro de sodio (NaCl) • Se procedió a medir en un equipo de conductividad. • Se observó si conducen electricidad porque el cloruro de sodio se disocia y forma aniones • En un vaso de precipitación se colocó 50 mL de ácido clorhídrico (HCl) • Se procedió a medir en un equipo de conductividad. • Se observó si conducen electricidad porque el ácido clorhídrico se disocia y forma aniones • En un vaso de precipitación se colocó 50 mL de Benceno (C6H6) • Se procedió a medir en un equipo de conductividad. • Se observó que no conducen electricidad porque tiene electrolitos débiles la cuan no permite llevar electricidad. • En un vaso de precipitación se colocó 50 mL de tetracloruro de carbono (CCl4) • Se procedió a medir en un equipo de conductividad. • Se observó que no conduce electricidad debido a que los elementos orgánicos no son buenos conductores de electricidad. • En un vaso de precipitación se colocó 50 mL de etanol (CH3CH2OH) • Se procedió a medir en un equipo de conductividad. • Se observó que no conduce electricidad debido a que no tiene iones libres. • En un vaso de precipitación se colocó 50 mL de ácido cítrico (C6H8O7) • Se procedió a medir en un equipo de conductividad. • Se observó que si conduce electricidad debido a que los ácidos son buenos conductores de electricidad.

5 Para los sólidos: • Se tomó una barra de plomo con un alicate y se procedió a medir la conductividad mediante el uso de un equipo de conductividad. • Se observó que la barra de plomo si conduce electricidad por su propiedad metálica. • Se tomó una barra de cobre con un alicate y se procedió a medir la conductividad mediante el uso de un equipo de conductividad. • Se observó que la barra de plomo si conduce electricidad por su propiedad metálica. • Se tomó una cucharada de cloruro de sodio se agregó al vaso de precipitación. Después se procedió a medir la conductividad con el equipo. • Se observó que no conduce electricidad ya que se encuentra es estado solido y no puede disociarse. 5. RESULTADOS OBTENIDOS 5.1. CALCULOS: EN = E mayor – E menor Donde: EN = electronegatividad del compuesto E mayor = electronegatividad mayor E menor = electronegatividad menor CuSO4

CCl4

C6H6

EN= 1,9-1= 0,9

EN= 3-2,5= 0,5

EN= 0,9

EN= 0,5 2+

1-

NaCl

HCl

EN= 3-0,9= 2,1

EN= 3-2,1= 0,9

EN= 0,4

EN= 2,1

EN= 0,9

EN= 2,5-2,1= 0,4

E mayor= Cu = 1,9

E mayor= Cl = 3

E mayor= C= 2,5

E mayor= Cl = 3

E mayor= Cl = 3

E menor= (SO4)2-= 1

E menor= C4+ = 2,5

E menor= H = 2,1

E menor= Na = 0,9

E menor= H= 2,1

H2O EN= 3,5- 2,1= 1,4 EN= 1,4 E mayor= O= 3,5 E menor= H-= 2,1

6 5.2. RESULTADOS: Tabla 5.2.1.- Resultados de la solubilidad Sustancia

Soluble / insoluble en agua

Tipo de enlace

H2O + CuSO4

Soluble

Covalente polar

H2O + CCl4

Insoluble

Covalente apolar

H2O + C6H6

Insoluble

Covalente apolar

H2O + NaCl

Soluble

Iónico

H2O + HCL

Soluble

Covalente polar

H2O + Al

Insoluble

Metálico

Fuente: MAURIZACA, ORFELINA, Lab. Química General e Inorgánica, ESPOCH Tabla 5.2.2.- Resultados de la conductividad Electrone

Sustancia

Ecuación iónica

Estructura de

Tipo de enlace

gatividad

Conduce electrici

Lewis

dad (si/no)

Cobre (Cu)

1,95

Iónico

Si

Plomo (Pb)

2,33

Iónico

Si

Aluminio (Al)

1,61

Iónico

Si

1,24

Covalente

No

Agua destilada Agua

apolar H2O

H+ + O-

1,24

potable CuSO4

Covalente

Si

polar CuSO4

Cu2+(s) + (SO4)2-

0,9

Covalente

Si

polar

NaCl(S)

0

Covalente apolar

No

7 NaCl(L)

NaCl(ac) + H2O

H2O +Na

2,1

Iónico

Si

0,8

Covalente

Si

+ Cl-

HCl +H2O

HCl

H3O + Cl-

polar

C6H6

0,3

Covalente

No

apolar CCl4

CCl4

C+4 + Cl1-

0,5

Covalente

No

apolar

CH3CH2OH

0,4

Covalente

No

apolar C6H8O7 Papa

1.1

Iónico

Si

Iónico

Si

Fuente: MAURIZACA, ORFELINA, Lab. Química General e Inorgánica, ESPOCH 5.3. ANALISIS Y RESULTADOS: En el laboratorio se ha preparado soluciones a partir de diferentes compuestos. La solubilidad es cuando un compuesto se disuelve en solvente, se puede disolver máximo una cantidad de soluto en una cantidad dada de solvente a una temperatura determinada Pero para poder explicar este proceso, es importante resaltar la observación de “igual disuelve a igual”. Esto se refiere

a que los solventes polares disuelven a los

compuestos polares y los solventes formados por moléculas no polares, a solutos no polares. (Phillips, 2000) En la Tabla 5.2.1. se muestran los resultados de la solubilidad de los diferentes compuestos. El cloruro de sodio se disuelve en agua siendo así, una mezcla homogénea y tiene un tipo de enlace iónico, Al disolverse el NaCl en agua los iones se separan por completo (de ahí que

8 se trate de un "electrolito fuerte") y adquieren movilidad lo cual permite el desplazamiento de las cargas y de esa manera se logra la conductividad de la corriente eléctrica. En el caso del HCl es soluble en agua formándose así el ácido clorhídrico, y presenta un enlace covalente polar. El sulfato de cobre éste se caracteriza por sus rápidos cambios de temperatura al agregarle más agua lo cual es soluble en agua y tiene un enlace covalente polar. El CCl4 no es soluble en agua puesto que es un compuesto apolar y el agua es polar. El benceno Se caracteriza por ser insoluble en agua. (Herring, Harwood, & Petrucci, 2003) Para la segunda parte del experimento se realizaron pruebas a través de la conductividad eléctrica donde se ha demostrado que algunas sustancias y soluciones liquidas son conductores de la electricidad. La conductividad eléctrica es una capacidad, variable, propiedad, que poseen algunas sustancias para transmitir una corriente eléctrica. Entonces, para comprobar la existencia de iones en una solución dada, podemos emplear una herramienta que puede demostrar la conductividad. (Cortés Silva, 1997) Para este caso fue utilizado un bombillo conectado a una fuente con electricidad, con dos cables para corroborar la conductividad eléctrica con la sustancia. El bombillo, se prende o se enciende si al colocar los dos cables en la solución hay una presencia del conductor eléctrico y los resultados obtenidos presentes en Tabla 5.2.2. indican las características electrolíticas de cada sustancia probada. La conductividad electrolítica en medios líquidos (Disolución) está relacionada con la presencia de sales en solución, cuya disociación genera iones positivos y negativos capaces de transportar la energía eléctrica si se somete el líquido aun campo eléctrico. en los sólidos los átomos como tal no son libres de moverse y la conductividad se debe a los electrones. (W. L. Masterton, 2003) 5.4. OBSERVACIONES: Durante la práctica de solubilidad y conductividad se observó cómo al momento de ir agregando las diferentes sustancias al agua se observaban si estos son o no solubles en agua, los sólidos tienen por lo general alto punto de fusión, los cuales son solubles en disolventes como el agua. Las soluciones acuosas conducen la electricidad porque tienen partículas con carga negativa.

9 6. CONCLUSIONES: ✓ Se determinó que la solubilidad y la conductibilidad se da con mayor facilidad en compuestos que forman iones, los reactivos que poseen enlaces covalentes polares son solubles y buenos conductores de electricidad, por el contrario, los enlaces de covalente no polar no permiten la solubilidad ni la conducción eléctrica debido a que estos no contienen iones. Los elementos de enlace metálico son de naturaleza buenos conductores sin embargo no son solubles en su estado fundamental. ✓ Mediante las pruebas de conductividad que se realizó en sustancias y reactivos se pudo observar y determinar los diferentes tipos de enlace como son los enlaces polares, no polares, iónico y metálicos debido a su diferente comportamiento. ✓ Mediante la tabla que se realizó se pudo verificar que el agua destilada, el alcohol, tetracloruro de carbono y el benceno no son conductores y por ello se denomina covalente no polar. ✓ Se comprobó con la ayuda del equipo de conductividad que el enlace covalente es un conductor de poca electricidad, y que el iónico es un excelente conductor de energía. 7. RECOMENDACIONES: ✓ Se recomienda trabajar en equipo para tener mejores resultados en la práctica. ✓ Tener mucha precaución con las sustancias al momento del experimento. ✓ Lavar y secar correctamente los electrodos para así poder realizar mediciones adecuadas de las soluciones. ✓ Se debe de tener cuidado con los cables, no pueden estar en contacto uno con otro en las soluciones, deben limpiarse bien cuando se pruebe con otra muestra. ✓ Durante la práctica se debe trabajar cuidadosamente con el equipo de conductividad para así evitar accidentes o cortocircuitos. ANEXOS: ANEXO I: DIAGRAMA DE FLUJO DE LA TECNICA UTILIZADA

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SOLUBILIDAD Y CONDUCTIVIDAD

SOLUBILIDAD

Con una pipeta graduada se tomó 3 mL de agua destilada y se colocó en un vaso de precipitado.

Para los compuestos liquidos se agregó con una pipeta 1 mL del compuesto líquido

luego se procedio a Agitar con una varilla de agitación.

Para los compuestos sólidos se agregó con una espátula 1 g del compuesto sólido.

luego se observó: si se forman dos fases las sustancias son insolubles (I)y si se forma una sola fase son solubles (S).

CONDUCTIVIDAD

En diferentes vasos de precipitación se colocó cada una de las soluciones (50 mL).

se midió la conductividad de cada una de las soluciones preparadas mediante el uso de un equipo de conductividad.

Para los sólidos: se tomó el sólido y se midió la conductividad mediante el uso de un equipo de conductividad.

se observó si conducen o no la electricidad.

FIN

ANEXOS II CUESTIONARIO 1. ¿Cuáles son sustancias conductoras y cuáles no conductoras y explique Por qué?

11 CONDUCEN El cobre, plomo, agua potable, cloruro de sodio, sulfato de cobre, ácido clorhídrico, viruta de aluminio ya que son sustancias que conducen debido a sus enlaces metálicos y otros por sus propiedades conductivas afines la electricidad. NO CONDUCEN El benceno, tetracloruro de carbono, agua destilada, alcohol ya que no tienen propiedades conductivas, en este caso los electrones están fuertemente unidos al núcleo y esto impide el paso de la corriente. 2. ¿Qué tipo de enlace se presenta en cada sustancia y por qué?

SUSTANCIA

TIPO DE ENLACE

Agua potable

Covalente polar

¿POR QUÉ? Porque las carga eléctricas positivas y negativas se distribuyen de manera desigual.

Agua destilada

Covalente no polar

Alcohol

Covalente no polar

Cloruro de sodio

Iónico

Porque tienen una gran diferencia electronegatividad entre ambos elementos.

Ácido clorhídrico

Covalente polar

Porqué se unen dos átomos con la misma electronegatividad.

Sulfato de cobre

Iónico

Benceno

Apolar

Porque cuando el electrón de uno de los átomos se une al otro átomo, produce la unión de ioncatión, de modo que queda en uno de ellos un espacio libre de electrones, el cual permite la circulación de corriente eléctrica. Porque todos sus extremos se encuentran con la misma carga por lo tanto no presentan polaridad y es una molécula apolar. Porque la molécula es tetraédrica y la resultante del momento dipolar es cero.

Tetracloruro

de

Apolar

carbono Viruta de aluminio

Metálico

Porque el agua destilada, al no tener ninguna sal disuelta, no conduce la corriente eléctrica, no hay iones que la puedan conducir. Porque no conduce electricidad. de

Porque los metales pierden los electrones de valencia y se forma una nube de electrones entre los núcleos positivos.

12 Papa

Iónico

Porque la papa si conduce electricidad

Barra de plomo

Metálico

Porque es un buen conductor de electricidad

Barra de aluminio

Metálico

Porque es un buen conductor de electricidad

Barra de cobre

Metálico

Porque es un buen conductor de electricidad

3. ¿En cuál de los siguientes estados el cloruro de sodio podría conducir electricidad? a)

sólido, b) fundido, c) disuelto en agua. Explique sus respuestas. El estado en el que el cloruro de sodio podría conducir electricidad seria disuelto en el agua debido en el que el momento de disociación los átomos del cloruro de sodio, sus propiedades conductivas van a servir como puente para que la electricidad pueda ser transmitida. 4. Con los símbolos de puntos de Lewis muestre la transferencia de electrones entre los

siguientes átomos para formar cationes y aniones: a) Na y F, b) K y S, c) Ba y O, de Al y N.

5. Azúcar y metanol son compuestos de C, H y O con enlace covalente, pero a pesar de

tener enlace covalente son solubles en agua. ¿Por qué? Porque sus radicales tienen la capacidad de crear un tipo de interacción intermolecular llamados “puentes de hidrogeno” esto hace que estas moléculas apolares presenten

13 interacciones con el medio y adquieran la capacidad de disolverse, sin embargo, su capacidad de disolución es mayor en un compuesto apolar. 6. ¿A qué se debe la conductividad de la papa y el jugo de limón, que iones hay presentes

en ellos? JUGO DE LIMON Disuelve pequeñas cantidades de zinc y...