Informe 8 - Compuestos de elementos metaloides: preparación y propiedades de compuestos PDF

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Compuestos de elementos metaloides: preparación y propiedades de compuestos de estaño....

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UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES INSTITUTO DE QUIMICA COMPUESTOS DE ELEMENTOS METALOIDES: PREPARACIÓN Y PROPIEDADES DE COMPUESTOS DE ESTAÑO Laboratorio de Química Inorgánica II Grupo # 2

18 – MAYO- 2018 Medellín

1. OBJETIVOS. - Comprender las propiedades de reactividad de los diferentes estados de oxidación del estaño, +2 y +4. - Sintetizar una sal de estaño en estado de oxidación +4. - Verificar la reactividad del cloruro de estaño en diferentes medios. 2. RESUMEN TEÓRICO. El estaño es el elemento químico cuyo número atómico es 50 y su símbolo, Sn. Se trata de un metal plateado cuya oxidación se produce con facilidad. l estaño tiene una buena capacidad para resistir la corrosión: por eso suele emplearse para envolver otros elementos y así brindarles protección. Por su resistencia, también se utiliza en soldaduras y en la fabricación de envases. El hombre comenzó a utilizar el estaño unos tres mil años antes de Cristo. El material pronto demostró ser útil para fabricar herramientas y armas con mayores prestaciones y mejor rendimiento que aquellas producidas con huesos o piedras. Además, la aleación de estaño y cobre permitió dar con un elemento que cambió la historia: el bronce. De hecho, se conoce como Edad del Bronce al periodo prehistórico en el cual se forjó la metalurgia basada en esta aleación de estaño con cobre. El comercio de estaño, en este marco, fue una actividad muy importante que favoreció los viajes y le dio gran importancia a los yacimientos del metal. El bronce no es la única aleación que puede lograrse combinando estaño con otros metales. El peltre, por ejemplo, se compone de plomo, antimonio, cobre y estaño. Por lo general el peltre se emplea para producir piezas de vajilla y adornos. Cabe destacar que, cuando es sometido a una temperatura baja, el estaño experimenta un fenómeno conocido como peste del estaño: registra un aumento del volumen, se vuelve grisáceo y se va desmenuzando hasta transformarse en polvo. 3. DATOS Y OBSERVACIONES. A. Preparación de yoduro de estaño. Se pesaron 1,5887 g de estaño metálico granulado y se colocaron en un balón de fondo redondo con boca esmerilada de 100 m; luego, se pesaron 1,5015 g de yodo sólido sobre un papel aluminio y se adicionaron al balón de fondo redondo; posteriormente se adicionaron 15,0 mL de diclorometano frío. En la campana de extracción se colocó el montaje para poner la reacción a reflujo a baño maría, sobre una plancha de calentamiento. Se calentó el sistema durante más de 1 hora y la eficiencia de la reacción fue muy baja; al retirar el calentamiento se observó que en el fondo del balón se formó un precipitado de color naranja. B. Purificación del yoduro de estaño (IV). Esta parte no se realizó.

C. Pruebas cualitativas de reactividad. -

En un tubo de ensayo se puso 1,0 mL de cloruro de mercurio (ll) (translúcido). Luego, se adicionaron unas cuantas gotas de solución de cloruro de estaño (ll). Después, se agregó 1,0 mL adicional de SnCl2. La solución resultante era translúcida en primer lugar, luego cambió a un color blanco gelatinoso y después se puso gris. Al calentar el tubo de ensayo con un mechero, la solución se aclaró.

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En un tubo de ensayo se colocaron 2,0 mL de la solución de SnCl2. Luego, se agregó un trozo de zinc metálico. En este caso, la lámina de zinc estaba al fondo del tubo de ensayo inicialmente; hubo desprendimiento de burbujas y al final, la lámina quedó sobrenadando en la solución y tenía una apariencia esponjosa.

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En otro tubo de ensayo se puso 1,0 mL de la solución de SnCl2 y se le adicionaron unas pocas gotas de agua de bromo. En este caso, se formó un precipitado de color oscuro y al agregar un exceso de agua de bromo la solución tuvo un color naranjado.

4. PREGUNTAS Y/O CONSULTA. - Consultar en la literatura la temperatura de fusión del yoduro de estaño (IV). La temperatura de fusión del yoduro de estaño es 144,5°C. -

Consultar las propiedades químicas de los elementos del grupo del estaño y compararlos con las propiedades de los metaloides. Elementos del grupo IV Cada uno de los elementos de este grupo tiene 4 electrones en su capa más externa. En la mayoría de los casos, los elementos comparten sus electrones; la tendencia a perder electrones aumenta a medida que el tamaño del átomo aumenta. El carbono es un no metal que forma iones negativos bajo forma de carburos (4-). El silicio y el germanio son metaloides con número de oxidación +4. El estaño y el plomo son metales que también tienen un estado de oxidación +2. El carbono forma tetrahaluros con los halógenos. El carbono se puede encontrar bajo la forma de tres óxidos: dióxido de carbono (CO2), monóxido de carbono (CO) y dióxido de tricarbono (C3O2).El carbono forma disulfuros y diselenios.1 El silicio forma dos hidruros: SiH 4 y Si2H6. El silicio forma tetrahaluros de silicio con flúor, cloro e yodo. El silicio también forma un dióxido y un disulfuro.La fórmula química del nitruro de silicio es Si3N4.2

El germanio forma dos hidruros: GeH 4 y Ge2H6. El germanio también fomrma tetrahaluros con todos los halógenos, excepto con el astato y forma di dihaluros con todos los halógenos excepto con el bromo y el astato. El Germanio también forma dióxidos, disulfuros y diselenios. El estaño forma dos hidruros: SnH4 y Sn2H6. El estaño forma tetrahaluros y dihaluros con todos los halógenos menos con el Astato. El plomo forma hidruros bajo la forma de PbH 4. Forma dihaluros y tetrahaluros con el flúor y con el cloro. También forma tetrabromuros y dihioduros. Metaliodes Los semimetales (también conocidos como metaloides) comprenden una de las tres categorías de elementos químicos siguiendo una clasificación de acuerdo con las propiedades de enlace e ionización. Se caracterizan por presentar un comportamiento intermedio entre los metales y los no metales, compartiendo características de ambos. Por norma general y en la mayoría de los casos, tienden a reaccionar químicamente con no metales, aunque hay ciertos compuestos formados por metal y semimetal como por ejemplo el boruro de magnesio. Pueden ser tanto brillantes como opacos, y su forma puede cambiar fácilmente. Generalmente, los metaloides son mejores conductores de calor y de electricidad que los no metales, pero no tanto como los metales. No hay una forma unívoca de distinguir los metaloides de los metales verdaderos, pero generalmente se diferencian en que los metaloides son semiconductores antes que conductores. A diferencia de los metales, los cuales al aumentar la temperatura disminuye su conductividad eléctrica, en los semimetales aumentar la temperatura supone lo contrario, aumenta su conductividad eléctrica. Los no metales son opacos y de varios colores. Suelen ser utilizados en ocasiones para formar aleaciones. Pueden ser anfóteros o levemente ácidos. -

Explicar completamente las reacciones ocurridas durante toda la práctica, explicando claramente dónde ocurre oxidación y dónde ocurre reducción. PARTE A. Sn0 + 2 I20 → SnIVI4-I 4 I0 + 4 e- → 4 I-I (reducción) Sn0 - 4 e- → SnIV (oxidación) PRUEBAS CUALITATIVAS.

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Cloruro de mercurio con cloruro de estaño:

2 HgIICl2 + SnIICl2 → Hg2ICl2 + SnIVCl4 SnII - 2 e- → SnIV (oxidación) 2 HgII + 2 e- → 2 HgI (reducción) -

Cloruro de estaño con zinc: SnIICl2 + Zn0 → Sn0 + ZnIICl2 Zn0 - 2 e- → ZnII (oxidación) SnII + 2 e- → Sn0 (reducción)

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Cloruro de estaño con agua de bromo El agua de Bromo es una mezcla entre una sustancia apolar con una polar, entonces el color de la solución es como la del B r 2 líquido, el cual al llegar al SnC l2 se dará una reacción redox: −¿+ SnC l+2 2 ac ¿ SnC l2ac +B r 2l → 2 Br ac

Por esto es que desaparece el color naranja.

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Consultar la estructura cristalina del yoduro de estaño (IV).

Átomos de yodo están colocados formando una red cúbica centrada en las caras, con la octava parte de los huecos tetraédricos ocupados por los átomos de estaño, dando lugar a la aparición de moléculas discretas de SnI4. 5. CONCLUSIONES. En la prueba con cloruro de mercurio se evidenció la formación cloruro de Mercurio (I), lo cual indica que el otro compuesto formado en la reacción es

el cloruro de estaño (IV) mediante un proceso redox; esto indica que el Estaño (IV) es estable. En la prueba con zinc se observó claramente cómo se sustituye el Zinc por Estaño, lo que indica que el Zinc es un buen agente reductor. Se cumplieron los objetivos de la práctica entre los cuales estaba identificar propiedades físicas y químicas de estaño y sus compuestos. Se pudo comprobar la reactividad del estaño frente a diferentes compuestos como el yodo, cloruro de mercurio y el zinc metálico 6. BIBLIOGRAFÍA. https://es.wikipedia.org/wiki/Grupo_del_Carbono https://www.uam.es/docencia/elementos/spV21/conmarcos/elementos/sn.ht ml http://www.udc.es/dep/qf/es/Qi/docencia/QI1/Res14.PDF...