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PROPIEDADES DE FAMILIAS DE LA TABLA PERIODICA. PROCEDIMIENTO: EXPERIMENTO I. FAMILIAS DE ALCALINOS Y ALCALINOTERREOS. 1- Coloca en 4 vasos de precipitado 20 ml. De agua destilada y unas gotas de fenolftaleína.

2- Añade a cada uno de ellos un pequeño trozo de un metal: sodio (envuelto en papel estaño* ¡¡¡Cuidado!!!), Magnesio, Calcio y Aluminio.

3- Si la solución cambia de color, regístralo, si no lo hace calienta suavemente sin que llegue a hervir.

4- Con mucho cuidado añade a cada uno 2 ml. De ácido clorhídrico.

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Observa y registra el resultado. Recupera el material sobrante y regrésalo. Anota tus observaciones. Recupera el metal que te sobre y regrésalo al instructor.

EXPERIMENTO II. FAMILIAS DE LOS HALÓGENOS. 1- Coloca en una gradilla tres tubos de ensaye.

2- Añade a cada uno de 1 ml. De solución de nitrato de plat 3- Al primero añade 2 ml. De cloruro de potasio, al siguiente la misma cantidad de bromuro de potasio y al último yoduro de potasio.

4- Observa si se forma precipitado y en qué tiempo lo hace.

5- Deja en reposo y decanta el líquido de los tubos donde exista precipitado y añade hidróxido de amonio gota a gota.

6- Observa y anota observaciones. EXPERIMENTO III. FAMILIA DEL ALUMINIO. 1- Coloca en un tubo de ensaye 2 ml. De solución de cloruro de aluminio. 2- Agrega gota a gota solución de hidróxido de amonio hasta que se forme un precipitado gelatinoso. 3- Divide el precipitado en dos partes y añade a cada una dos gotas de fenolftaleína.

4- Añade a una de las partes ácido clorhídrico y a la otra hidróxido de amonio hasta disolver.

5- Anota observaciones.

RESULTADOS: EXPERIMENTO I. FAMILIAS DE ALCALINOS Y ALCALINOTERREOS. 

Al añadir el Sodio envuelto en papel estaño, al agua destilada que contenía gotas de fenolftaleína, el sodio reacción de tal manera que empezó su combustión y giro alrededor del vaso al mismo tiempo que cambia el color del líquido, a un color Rosa. Teniendo una reacción muy rápida. o Se Necesitó 3.6 ml. De ácido clorhídrico, para neutralizar la sustancia. Resultado de la reacción: Hidróxido de Sodio. 2Na(s) + 2H2O --> 2NaOH(aq) + H2(g)

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Al calentar el Magnesio en el mechero para añadirlo al agua destilada que contenía fenolftaleína, el magnesio tuvo una reacción magnifica pues este se encendió con una luz blanca muy brillante y al añadirlo al líquido, esta realizo una pequeña explosión, que causo un poco más de iluminación y esto causo que se pintara de rosa el agua mientras la lámina de magnesio caía al líquido, sin embargo esta reacción fue mucho más lenta a la anterior. o Se Necesitó 0.8 ml. De ácido clorhídrico, para neutralizar la sustancia. Resultado de la reacción: Hidróxido de Magnesio. Mg (s) + 2H2O(g) -> Mg (OH)2(aq) + H2(g)

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Al añadir Calcio, al agua destilada que contenía fenolftaleína, este cambio de coloración, a color rosa, de la reacción se formó un hidróxido de calcio. Tomando en cuenta lo anterior se observó que el calcio se mantenía flotando en la superficie del líquido, esto es porque la densidad es mayor que la del sodio. Esto se compara como cuando al agua se le agrega algún derivado del petróleo, este se queda en la superficie por su densidad. En general esta reacción fue un poco lenta. Resultado de la reacción: Hidróxido de Calcio. Ca(OH)2

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Al añadir Aluminio, al agua destilada que contenía fenolftaleína, este no tuvo reacción alguna, por lo tanto no tuvo cambio, ni calentando la sustancia tuvo reacción. o Se Necesitó 0 ml. De ácido clorhídrico, para neutralizar la sustancia. NO TUVO REACCIÓN

No se puede calcular la cantidad de sustancia para neutralizar un compuesto, porque no se conoce la concentración inicial de este.

EXPERIMENTO II. FAMILIAS DE LOS HALÓGENOS. 

Al primer tubo de ensaye que contiene nitrato de plata se le agrego cloruro de potasio, se notó un reacción donde el compuesto adquirió un color blanco – azulado y formo un pequeño precipitado en un tiempo aproximado de 0.5 minutos, es decir 30 segundos. Resultado de la reacción: KCl(ac) + AgNO3(ac) → AgCl(s) + KNO3(ac).

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Al segundo tubo de ensaye que contenía nitrato de plata se le agrego yoduro de potasio, se pudo observar que la reacción tuvo como resultado una sustancia con color verde – amarilloso y no formo precipitado alguno. Resultado de la reacción: KI (ac) + AgNO3 (ac) -----> KNO3 (ac) + AgI (s)

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Al tercer tubo de ensaye que contenía nitrato de plata se le agrego bromuro de potasio y se observó un cambio de color transparente a blanco – verdoso y tardo en formar precipitado en cerca de 1 min. Resultado de la reacción: AgNO3(ac) + KBr(ac) ------> KNO3(ac) + AgBr(s)

Enseguida se dejó en reposo cada uno de los tubos de ensaye para decantar el líquido de aquellos que formaron precipitado. 

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Al tubo de ensaye que contenía el precipitado del nitrato de plata con bromuro de potasio se le añadieron gotas de hidróxido de amonio, y se observó como la sustancia se iba neutralizando hasta quedar un líquido transparente. Al tubo de ensaye que contenía el precipitado del nitrato de plata con cloruro de potasio se le añadieron de igual manera unas gotas de hidróxido de amonio, y se observó como la sustancia se iba neutralizando hasta quedar un líquido transparente.

EXPERIMENTO III. FAMILIA DEL ALUMINIO. 

Al colocar en un tubo de ensaye la solución de cloruro de aluminio y enseguida añadirle hidróxido de amonio, se observó como este formaba un precipitado un poco gelatinoso como reacción a esta mezcla. Resultado de la reacción: AlCl3 + NH4OH ------- Al(OH)3 + Cl(NH4)

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Enseguida al dividir el precipitado en dos partes y añadirle a cada una dos gotas de fenolftaleína, se notó como la mezcla cambiaba a color rosado. Posteriormente se le agrego a una parte ácido clorhídrico y al otro hidróxido de amonio para neutralizar poco a poco la sustancia, obteniendo nuevamente un color transparente en las dos mezclas, y disolviendo a la vez el precipitado gelatinoso que se había formado. Resultado de la reacción: Cloruro de amonio (Neutralización) HCl + NH4OH = NH4Cl + H2O

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES: Después de haber realizado los experimentos correspondientes y de haber realizado las observaciones pertinentes al ver las reacciones de las mezclas de las sustancias, llegue a una conclusión concreta y certera. Los metales alcalinos y alcalinotérreos reaccionan violentamente con el agua y con el oxígeno tienden a oxidarse y tener desprendimientos de calor, generalmente estos forman hidróxidos, y tienen desprendimiento de hidrogeno. Estos metales la mayoría son blancos-plateados, si se exagera en sus cantidades estos metales pueden resultar peligrosos al tender a reaccionar con algunos otros elementos, pues generan pequeñas explosiones al entrar en contacto principalmente con el agua. Los halógenos tienden a formar sales al tener contacto con otras sustancias es por ello que se forma un pequeño precipitado, en el fondo de los recipientes donde estos reaccionan con otras sustancias, este precipitado se forma al mezclarse con algunos metales. La familia del aluminio contiene elementos que no reaccionan fácilmente con otros elementos, ni con los metales, el aluminio es el único que podría reaccionar con Ácido clorhídrico, y desprender hidrogeno de esta reacción. Al estudiar las reacciones de cada uno me di cuenta que cada elemento pertenece a familias diferentes en las cuales comparten características y formas similares de reaccionar, de igual manera cada familia reacciona con elementos de alguna otra familia, ya que son elementos generalmente ácidos o corrosivos. Debemos de tener cuidado al mezclar elementos es por ello necesario conocer las características de cada una de las familias para no cometer algún error al transportar compuestos, ni al realizar la mezcla de elementos que sean altamente reactivos unos con otros. Mi recomendación seria, mantener siempre la precaución y la protección requerida para el manejo correcto de estas sustancias que podrían ser en altas cantidades podrían ser peligrosas y pueden poner en riesgo la vida de algunas personas al entrar en reacción.

CUESTIONARIO: 1- Explique a que se deben los cambios de color en el experimento I y por qué en el aluminio no se aprecia dicha coloración. Los cambios de color en el experimento I se deben principalmente a la fenolftaleína, que es la que indica las sustancias que actúan como bases, es decir el agua tiene la capacidad para neutralizar la reacción y acides de los alcalinos, por lo tanto se obtienen colores de rosa de diferentes tonos. Pues se dan como resultado de las reacciones de los elementos con el agua. En contraste se encuentra el aluminio, que al entrar en contacto con el agua este se llena de una pequeña capa de óxido que le impide al agua reaccionar en él de forma directa, por consiguiente no se obtiene una coloración de la sustancia. 2- Investigue que es la fenolftaleína y como actúa en las reacciones. La fenolftaleína de fórmula (C20H14O4) es un indicador de pH que en disoluciones ácidas permanece incoloro, pero en presencia de disoluciones básicas toma un color rosado con un punto de viraje entre pH=8,0 (incoloro) a pH=9,8 (magenta o rosado). Sin embargo en pH extremos (muy ácidos o básicos) presenta otros virajes de coloración; en la cual la fenolftaleína en disoluciones fuertemente básicas se torna incolora, mientras que en disoluciones fuertemente ácidas se torna naranja. Es un compuesto químico orgánico que se obtiene por reacción del fenol (C6H5OH) y el anhídrido ftálico (C8H4O3) en presencia de ácido sulfúrico. La fenolftaleína es un indicador que en medio ácido es incoloro, mientras que en medio básico adquiere un color rosa. En principio la disolución es ácida e incolora.

3- Diga cuál es un gas desprendido en el experimento y cite algunas de sus propiedades. Como sabemos todos los metales alcalinos reaccionan violentamente con el agua, produciendo la base correspondiente e hidrogeno, desprendiendo calor. 

Cuando un trozo de sodio se añade a un poco de agua a la que se añade fenolftaleína, se observa que inmediatamente la fenolftaleína se colorea de rosa intenso, se desprenden gases y eventualmente se producen explosiones. Na(s) + H2O(l) = NaOH(aq) + 1/2 H2(g)

(1)

H2(g) + O2(g) = H2O(l)

(2)

La reacción (1) es la descomposición del agua por el sodio metálico. La reacción (2) da cuenta de las explosiones de las mezclas de hidrógeno y aire. Se forma una disolución incolora, que consiste en hidróxido de sodio (sosa cáustica) e hidrógeno gas. Se trata de una reacción exotérmica. El sodio metal se calienta y puede entrar en ignición y quemarse dando lugar a una característica llama naranja. El hidrógeno gas liberado durante el proceso de quemado reacciona fuertemente con el oxígeno del aire. Ciertos compuestos de sodio no reaccionan de manera tan inmediata con el agua, pero de todas formas son solubles en agua. 

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El calcio es el tercer metal más común en la tierra (después del hierro y el aluminio), y es el quinto elemento más común en la tabla periódica. Se produce naturalmente en compuestos como la piedra caliza, mármol y caliza. Cuando se mezcla con agua, el calcio de metal genera gas hidrógeno y forma una solución turbia blanca de hidróxido de calcio. El magnesio se produce en minerales como la dolomita, la esteatita y el asbesto. El magnesio elemental es un metal ligero pero fuerte. El magnesio reacciona generalmente débilmente con el agua, a menos que el agua esté a una temperatura alta. Produce óxido de hidrógeno y magnesio cuando se expone al vapor.

Propiedades del Hidrogeno El hidrógeno común tiene un peso molecular de 2.01594. El gas tiene una densidad de 0.071 g/l a 0ºC y 1 atm. Su densidad relativa, comparada con la del aire, es de 0.0695. El hidrógeno es la sustancia más inflamable de todas las que se conocen. El hidrógeno es un poco más soluble en disolventes orgánicos que en el agua. Muchos metales absorben hidrógeno. La adsorción del hidrógeno en el acero puede volverlo quebradizo, lo que lleva a fallas en el equipo para procesos químicos. A temperaturas ordinarias el hidrógeno es una sustancia poco reactiva a menos que haya sido activado de alguna manera; por ejemplo, por un catalizador adecuado. A temperaturas elevadas es muy reactivo. Aunque por lo general es diatómico, el hidrógeno molecular se disocia a temperaturas elevadas en átomos libres. El hidrógeno atómico es un agente reductor poderoso, aun a la temperatura ambiente. Reacciona con los óxidos y los cloruros de muchos metales, entre ellos la plata, el cobre, el plomo, el bismuto y el mercurio, para producir los metales libres. 4- Describa la secuencia de velocidad de reacción en el experimento II. Al primer tubo de ensaye que contiene nitrato de plata se le agrego cloruro de potasio, se observó que en cerca de 30 segundos, esta mezcla formo precipitado en el tubo. Esto como resultado de las sales que se forman de los halógenos. Al segundo tubo de ensaye que contenía nitrato de plata se le agrego yoduro de potasio, se observó que este no formo precipitado alguno. Al tercer tubo de ensaye que contenía nitrato de plata se le agrego bromuro de potasio y tardo en formar precipitado cerca de 1 minuto. Esto gracias a que la sustancia es un halógeno que tiende a formar sales. Enseguida se dejó en reposo cada uno de los tubos de ensaye para decantar el líquido de aquellos que formaron precipitado. 

Al tubo de ensaye que contenía el precipitado del nitrato de plata con bromuro de potasio se le añadieron gotas de hidróxido de amonio, y se observó como la sustancia se iba neutralizando hasta quedar un líquido transparente.

Con aproximadamente 2 ml. De hidróxido de amonio se neutralizó la sustancia en cerca de 1 minuto. 

Al tubo de ensaye que contenía el precipitado del nitrato de plata con cloruro de potasio se le añadieron de igual manera unas gotas de hidróxido de amonio, y se observó como la sustancia se iba neutralizando hasta quedar un líquido transparente.

Con aproximadamente 3 ml. De hidróxido de amonio se neutralizó la sustancia en cerca de 30 segundos. 5- Diferencia entre propiedades físicas y químicas. La sustancias del mundo real, tal y como las percibimos con nuestros sentidos, se caracterizan por sus propiedades físicas o químicas, es decir, cómo reaccionan a los cambios que se realicen sobre ellas. Las propiedades físicas son aquellas que se pueden medir sin que se afecte la composición o la identidad de la sustancia. Ejemplo de estas propiedades son la densidad, el punto de fusión, el punto de ebullición, entre otras. También existen las propiedades químicas, las cuales se observan cuando una sustancia sufre un cambio químico, es decir, una transformación de su estructura interna, convirtiéndose en otras sustancias nuevas. Dichos cambios químicos, pueden ser reversibles o irreversibles, cuando éstos últimos ocurren en una sola dirección (como en la combustión de la madera). 6- Elementos alcalinos: características generales, elementos que la componen, explica por qué el hidrogeno no forma parte de esta familia. Los metales alcalinos son aquellos que están situados en la primera columna de la tabla periódica. Son siete y se llaman: Hidrógeno, Litio, Sodio, Potasio, Rubidio Cesio y Francio. Empecemos por las propiedades generales:    

Al reaccionar con agua, estos metales forman hidróxidos. Son metales blandos. Al cortarlos o fundirlos se observa su color plateado y su brillo metálico. Los metales alcalinos son de baja densidad.

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Son blanco-plateados, con puntos de fusión bajos (debido a las fuerzas de enlace débiles que unen sus átomos) que decrecen según se desciende en el grupo y blandos, siendo el litio el más duro. Estos metales son los más reactivos químicamente, por ello, esta clase de metales no se encuentran en estado libre en la naturaleza, sino en forma de compuestos, generalmente sales. Su configuración electrónica muestra un electrón en su capa de valencia Son muy electropositivos: baja energía de ionización. Por tanto, pierden este electrón fácilmente (número de oxidación +1) y se unen mediante enlace iónico con otros elementos. En estado sólido forman redes cúbicas Como el resto de los metales, los metales alcalinos son maleables, dúctiles y buenos conductores del calor y la electricidad. Presentan efecto fotoeléctrico con radiación de baja energía, siendo más fácil de ionizar el cesio. La reactividad aumenta hacia abajo, siendo el cesio y el francio los más reactivos del grupo. Los metales alcalinos se recubren rápidamente de una capa de hidróxido en contacto con el aire y reaccionan violentamente en contacto con el agua, liberando hidrógeno que, debido al calor desprendido, arde (con rubidio y cesio la reacción es explosiva, ya que al ser más densos que el agua, la reacción la producen en el fondo y el hidrógeno formado arde produciendo una onda de choque que puede romper el recipiente). También reaccionan con el vapor de agua del aire o con la humedad de la piel. Son reductores poderosos, sus óxidos son básicos así como sus hidróxidos. Reaccionan directamente con los halógenos, el hidrógeno, el azufre y el fósforo originando los haluros, hidruros, sulfuros y fosfuros correspondientes. Casi todas las sales son solubles en agua, siendo menos solubles las de litio. Se emplean como refrigerantes líquidos en centrales nucleares (litio, sodio, potasio) y como conductores de corriente dentro de un revestimiento plástico. Sus compuestos tienen un gran número de aplicaciones. Todos ellos son metales excepto el hidrógeno que es un no metal. Todos ellos tienen como número de oxidación +1, excepto el hidrógeno que tiene +1 y -1.

El Hidrogeno. Es el primer elemento de la tabla periódica y se representa con el símbolo H. Tiene como número atómico 1 y como número másico también 1. Tan solo contiene un electrón en todas sus capas y esto le hace uno de los compuestos más extraños de la tabla periódica. De hecho, no se sabe colocar muy bien a este elemento debido principalmente a: Realmente tiene las propiedades características de los metales alcalinos, le sobra un electrón, pero también posee las propiedades características de los halógenos ya que tan solo le falta un electrón para conseguir la configuración electrónica de un gas noble, el Helio. Por ello hay veces que se coloca al Hidrógeno al lado del Helio, otras encima del Litio y otras de le deja en el aire, por el medio sin clasificarlo. Por esta razón a veces el hidrógeno ofrece un enlace en el que cede su electrón quedándose sin ninguno pero cede el espacio. En condiciones normales es un gas incoloro, inodoro e insípido, compuesto de moléculas diatómicas (H2). 7- Elementos alcalinotérreos: elementos que lo componen.

características

generales,

Serie de seis elementos químicos que se encuentran en el grupo 2 (o II A) del sistema periódico. Presentación de alcalinotérreos. 

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Los metales alcalinotérreos son, por orden de número atómico creciente: berilio (Be), magnesio (Mg), calcio (Ca), estroncio (Sr), bario (Ba) y radio (Ra). Sus óxidos se llaman tierras alcalinas.

Estado natural y abundancia      

Berilio: silicatos: fenacita y berilio. No muy familiar y difícil de extraer Magnesio: sales en el agua del mar y magnesita Calcio: calcita, dolomita y yeso Estroncio: celestita y estroncianita. Concentrados en menas y fácil de extraer Bario: baritas. Concentrados en menas y fácil de extraer Radio: escaso y radiactivo

Propiedades físicas     

Color blanco plateado, de aspecto lustroso y blandos. El magnesio es gris por una película superficial de óxidos. Aunque son bastante frágiles, los metales alcalinotérreos son maleables y dúctile...