Practica Nº 9
Título: COMPORTAMIENTO FE METALES CON ACIDOS. FECHA: 8 de agosto de 2012 Estudiante: Geovanny Moisés Panchana Malave Grupo (paralelo química general 1): 51
Paralelo de teoría
Profesor: Moreno Veloz Emma Nofret Objetivo: Conocer algunas propiedades de acidos y metales importantes; observar su comportamiento al raccionar, registrar los cambios que produzcan, y reconocer el gas hidrogeno. :
Es un tipo de compuesto químico que presenta características especiales Los ácidos tienen un sabor agrio, colorean de rojo el tornasol (tinte rosa que se obtiene de determinados líquenes) y reaccionan con ciertos ciertos metales produciendo efervescencia efervescencia y desprendiendo hidrógeno. hidrógeno. Los ácidos son disoluciones acuosas que se caracterizan porque se disocian en iones hidrogeno, y además son sustancias que ceden protones, puesto que es la especie que contiene hidrógeno en el cual el enlace covalente que une al hidrógeno se puede romper de manera que se libere el Ion hidrógeno. hidrógeno. Todas estas disoluciones tienen un uso común en las actividades diarias de los hogares, oficinas, industria, etcétera; se usan como limpiadores, blanqueadores y materia prima frecuentemente frecuentemente funcionan como catalizadores junto con las bases
El ácido clorhídrico, que también se conoce como ácido muriático, es una solución acuosa de gas de cloruro de hidrógeno. El ácido clorhídrico se produce en los Estados Unidos principalmente por cuatro métodos básicos: La cloración de sustancias químicas orgánicas, la combinación de hidrógeno y cloro, el proceso de producción de sal-ácido sulfúrico, y como producto conjunto en la fabricación de sílice. La mayoría del ácido clorhídrico se produce a partir de la cloración de sustancias químicas orgánicas con cantidades mucho más pequeñas de los otros procesos.
El ácido clorhídrico es un producto químico importante y de amplio uso. Los usos finales más grandes para el ácido clorhídrico son el decapado del acero, la acidificación de pozos de petróleo, la fabricación de alimentos, la producción de cloruro de calcio y el tratamiento de minerales. Decapado del acero El ácido clorhídrico se usa en operación de decapado para el carbón, aleaciones y aceros inoxidables. El decapado del acero es el proceso por el cual los óxidos de hierro y la oxidación son removidos de la superficie del acero mediante la conversión de los óxidos en compuestos solubles. Es necesario decapar los productos de acero que deben pasar por procesos adicionales como la producción de cables, el revestimiento de láminas y bandas, y productos de fabricación de lata. El ácido clorhídrico se usa
principalmente para las operaciones de decapado continuo en las cuales las bandas de acero laminadas en caliente pasan por un flujo de solución Ácida contracorriente. Además del decapado del acero, el ácido clorhídrico se usa en el grabado de aluminio, en el prefijado de metales para galvanizar y soldar, y en la limpieza de metales.
El ácido sulfúrico al 100 por ciento es un líquido incoloro, inodoro, denso y viscoso. Esto se refiere al monohidrato, el cual puede ser considerado con una composición equimolecular de agua y trióxido de azufre. Este pierde trióxido de azufre en el calentamiento hasta que, aproximadamente a los 338 C, resulta un ácido de 98.3 por ciento. Fórmula: H2SO4 Peso molecular: 98.08 Sp. gr.: 1.834 18 C /4 Punto de Fusión: 10.49 C Punto de Ebullición: se descompone a 340 ºC Es soluble in todas las proporciones en agua, produciendo una gran cantidad de calor. Una libra de ácido sulfúrico al 100 por ciento diluido a 90 por ciento libera 80 Btu y diluido a 20 por ciento ci ento libera 300 Btu. Es muy fuerte y corrosivo para la vida de los materiales estructurales. Posee Pto. de ebullición alto y se puede emplear para producir ácidos volátiles como HCl y HCN. Es un agente oxidante suave. No se puede usar para preparar HBr o HI. Concentrado y en caliente disuelve al Cu. Es deshidratante. El ácido sulfúrico es capaz de disolver grandes cantidades de trióxido de azufre, produciendo varios grados de oleum. Cuando estas soluciones (ácido sulfúrico-óxido sulfúrico) es mezclado con agua, el óxido se combina con agua, formando mas ácido sulfúrico.
El ácido nítrico es un importante compuesto de carácter ácido fuerte, líquido e incoloro aunque a veces presenta una débil coloración debido a que se en presencia de luz se descompone para dar: formándose dióxido de nitrógeno que tiene color; por este motivo, su almacenaje se efectúa en frascos de vidrio ahumado o de color ámbar. El ácido nítrico es un reactivo muy utilizado, tanto en el laboratorio como en la industria, por sus propiedades. Posee tres comportamientos químicos bien diferentes que vamos a analizar por separado:
como ácido: El ácido nítrico es totalmente miscible en agua siendo catalogado como uno de los ácidos más fuertes que se conocen (Ka muy alta). En disoluciones acuosas se encuentra disociado prácticamente en un 100%: HNO3 + H2O
H3O+ + NO3-
pKa = ‑ 1'32
este equilibrio se encuentra muy desplazado hacia la derecha debido a la estabilidad del ion nitrato (NO3‑ ). El ácido nítrico dará en disolución acuosa reacciones típicas de los ácidos tales como: LiOH + HNO3
H2O + LiNO3
PbO2 + 2 HNO3
H2O + Pb(NO3)2
Zn +2 HNO3
H2 + Zn(NO3)2
como oxidante: Cuando se encuentra disuelto en elevadas concentraciones, posee, un elevado poder oxidante, reflejado en su alto potencial de reducción de la semirreacción: NO3- + 4 H+ + 3 e-
NO + 2 H2O
Eº = + 0'96 V
: Zinc, de símbolo Zn, elemento metálico blanco azulado que tiene muchas aplicaciones industriales. Es uno de los elementos de transición del sistema periódico; su número atómico es 30. Los minerales de cinc se conocen desde hace mucho tiempo, pero el cinc no fue reconocido como elemento hasta 1746, cuando el químico alemán Andreas Sigismund Marggraf aisló el metal puro calentando calamina y carbón de leña.El metal se usa principalmente como capa protectora o galvanizador para el hierro y el acero, y como componente de distintas aleaciones, especialmente del latón. También se utiliza en las placas de las pilas (baterías) eléctricas secas, y en las fundiciones a troquel. El óxido de cinc, conocido como cinc blanco, se usa como pigmento en pintura. También se utiliza como rellenador en llantas de goma y como pomada antiséptica en medicina. El cloruro de cinc se usa para preservar la madera y como fluido soldador. El sulfuro de cinc es útil en aplicaciones relacionadas con la electroluminiscencia, la fotoconductividad, la semiconductividad y otros usos electrónicos; se utiliza en los tubos de las pantallas de televisión y en los recubrimientos fluorescentes
El aluminio es un elemento químico, de símbolo Al y número atómico 13. Se trata de un metal no ferroso. Es el tercer elemento más común encontrado en la corteza terrestre. Los compuestos de aluminio forman el 8% de la corteza de la tierra y se encuentran presentes en la mayoría de las rocas, de la vegetación y de los animales.[1] En estado natural se encuentra en muchos silicatos (feldespatos, plagioclasas y micas). Como metal se extrae del mineral conocido con el nombre de bauxita, por transformación primero en alúmina mediante el proceso Bayer y a continuación en aluminio mediante electrólisis.Este metal posee una combinación de propiedades que lo hacen muy útil en ingeniería mecánica, tales como su baja densidad (2.700 kg/m3) y su alta resistencia a la corrosión. Mediante aleaciones adecuadas se puede aumentar sensiblemente su resistencia mecánica (hasta los 690 MPa). Es buen conductor de la electricidad, se mecaniza con facilidad y es relativamente barato. Por todo ello es desde mediados del siglo XX[2] el metal que más se utiliza después del acero.Fue aislado por primera vez en 1825 por el físico danés H. C. Oersted. El principal inconveniente para su obtención reside en la elevada cantidad de energía eléctrica que requiere su producción.
Hierro (química), de símbolo Fe (del latín ferrum, ‘hierro’), es un elemento metálico, magnético, maleab le y
de color blanco plateado. Tiene de número atómico 26 y es uno de los elementos de transición del sistema periódico.El hierro puro, preparado por la electrólisis de una disolución de sulfato de hierro (ii), tiene un uso limitado. El hierro comercial contiene invariablemente pequeñas cantidades de carbono y otras impurezas que alteran sus propiedades físicas, pero éstas pueden mejorarse considerablemente añadiendo más carbono y otros elementos de aleación.La mayor parte del hierro se utiliza en formas sometidas a un tratamiento especial, como el hierro forjado, el hierro colado y el acero. Comercialmente, el hierro puro se utiliza para obtener láminas metálicas galvanizadas y electroimanes. Los compuestos de hierro se usan en medicina para el tratamiento de la anemia, es decir, cuando desciende la cantidad de hemoglobina o el número de glóbulos rojos en la sangre.Según estimaciones para 2000, la producción anual de hierro se situaba en torno a los 1.010 millones de toneladas.
El magnesio es el elemento químico de símbolo Mg y número atómico 12. Su masa atómica es de 24,305 u.Los compuestos de magnesio, principalmente su óxido, se usan como material refractario en hornos para la producción de hierro y acero, metales no férreos, cristal y cemento, así como en agricultura e industrias químicas y de construcción.El uso principal del metal es como elemento de aleación del aluminio, empleándose las aleaciones aluminio-magnesio en envases de bebidas. Las aleaciones de magnesio, especialmente magnesio-aluminio, se emplean en componentes de automóviles, como llantas, y en maquinaria diversa. Además, el metal se adiciona para eliminar el azufre del acero y el hierro.
Cobre, de símbolo Cu, es uno de los metales de mayor uso, de apariencia metálica y color pardo rojizo. El cobre es uno de los elementos de transición de la tabla periódica, y su número atómico es 29.El cobre tiene una gran variedad de aplicaciones a causa de sus ventajosas propiedades, como son su elevada conductividad del calor y electricidad, la resistencia a la corrosión, así como su maleabilidad y ductilidad, además de su belleza. Debido a su extraordinaria conductividad, sólo superada por la plata, el uso más extendido del cobre se da en la industria eléctrica. Su ductilidad permite transformarlo en cables de cualquier diámetro, a partir de 0,025 mm. La resistencia a la tracción del alambre de cobre estirado es de unos 4.200 kg/cm2. Puede usarse tanto en cables y líneas de alta tensión exteriores como en el cableado eléctrico en interiores, cables de lámparas y maquinaria eléctrica en general: generadores, motores, reguladores, equipos de señalización, aparatos electromagnéticos y sistemas de comunicaciones.
A continuación se enlista los materiales utilizados durante esta pr áctica.
Gradilla8 tubos de ensayo 3 pipetas Muestra: HCl Trocitos de Zn Trocitos de Al Trocitos de CuEs
Muestra: H2SO4 Muestra: HNO3 Trocitos de Fe Trocitos de Mg
1. Colocar en una gradilla 8 tubos de ensayo numerados de T1 a T8 2. Introducir en cada tubo lo siguiente: T1: 3ml de solución H2SO4 H2SO4 al 20%. Agregar trocitos de Zn T2. 3ml de solución HNO3 al 20%. Agregar trocitos de Zn T3: 3ml de solución HCl al 20%. Agregar trocitos trocitos de Zn T4: 3ml de solución HCl HCl al 20%. Agregar trocitos de Al T5: 3ml de solución HCl al 20%. Agregar trocitos de Fe T6: 3ml de solución HCl al 20%. Agregar trocitos de Mg T7: 3ml de solución HCl al 20%. Agregar trocitos trocitos de Cu T8: 3ml de solución HNO3 HNO3 al 20%. Agregar trocitos de Cu Cu 3. Comprobar el gas desprendido en T3 con el ensayo del gas fulminante, tapando con el dedo pulgar la boca del tubo inmediatamente después que se agregó los reactivos, y luego de esperar algunos minutos, acerque un fósforo encendido donde se retirará el dedo para que la llama haga contacto con el gas y este se apague. Ver Graf1 4. Registrar todas las observaciones en una tabla de datos 5. Explicar las reacciones químicas de T1 a T8, igualmente la comprobación del gas en T3 con ecuaciones correspondientes. .
Metal agregado
Zn
Zn
Zn
Al
Fe
Mg
¿Fue necesario calentar?
Cu X
Reacción Inmediata Reacción Retardada Reacción total Reacción lenta Coloración: solución y/o el gas variación de Temperatura Desprendimiento de Burbujas No hay cambio Aparente
X
X
X
X
X
X X X X X
X X
X
X
X
X
X
X
X X
X
No se realizaron cálculos porque la practica fue cualitativa.
Tubo #
Ecuaciones de la reacciones H2SO4 + Zn Ác. Sulfúrico + cinc
Zn(SO4) + H2 Sulfato de cinc + hidrogeno
2HNO3 + Zn Ác. Nítrico + cinc
Zn(NO3)2 + H2 Nitrato de zinc + hidrogeno
2HCl +Zn Ác. Clorhídrico + cinc
ZnCl2 + H2 Cloruro de cinc + hidrogeno
6HCl +2Al Ác. Clorhídrico + Aluminio 2HCl + Fe Ác. Clorhídrico + hierro
2AlCl3 + 3H2 Cloruro de aluminio + hidrogeno FeCl2 + H2 Cloruro de Hierro + hidrogeno
2HCl + Mg Ác. Clorhídrico + Magnesio
MgCl2 + H2 Cloruro de magnesio + hidrogeno
HCl + Cu Ác. Clorhídrico + Cobre
No reacciona
→
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→
→
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OBSERVACIONES
→
- Para trabajar con ácidos hay que considerar, que estos son peligrosos para la piel y para los ojos. - Al momento de colocar los ácidos en los tubos de ensayo se recomienda usar una bureta para cada ácido y así evitar posibles reacciones. - Cuando se coloque los metales en los tubos de ensayo, tener cuidado de no mezclar con otros metales para así obtener mejores resultados. estar preparado para la comprobación del ‚gas fulminante‛. fulminante‛. - Para efectuar la reacción del T3, se beberá estar
Se pudo pareciar de mejor manera cual era la reacción de algunos metales con un acido determinado. La mayoría de metales no necesitan de calor para reaccionar mientras otros necesitan que se aumente la temperatura para formar un nuevo compuesto. El resultado de todas las reacciones en las que los hidrógenos de los ácidos eran sustituibles, fueron sustituidos por iones negativos combinados con metales más hidrógeno. Los iones fueron: Sulfatos, Nitratos y Cloruros.
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