ENLACES QUÍMICOS Y FUNCIONES INORGÁNICAS Alberto Cortes Cortes Santos Santos
1,2
Carlos Andrés Varón 1,2 Alejandra Murcia Jaimes 1,2 Juan Esteban Arévalo 1,2
1,2
Oscar Ivan
1, Universidad Santo Tomas Sede Loma Linda Villavicencio 2, Estudiante De Ingeniería Ambiental 2 Semestre
RESUMEN Se reconocieron y diferenciaron los dos tipos de enlaces químicos a partir de unas combinaciones de elementos, se podía analizar esa reacción y concluir que tipo de enlace era la sustancia, también se pudo reconocer que sustancias eran acidas y básicas esto se lleva a cabo con un papel indicador universal que nos muestra unos colores donde cada uno de estos tonos de colores tiene un numero diferente de pH, con este color calculamos que numero de pH tiene si es menor de 7 es ácido y si es mayor de 7 es básico
Palabras clave pH, elementos, inorgánicas
Abstract Is recognized and differentiated the two types of chemical bonds from a combination of elements, it could analyze the reaction and conclude that such binding was the substance, it was also recognized that substances were acidic and basic this is carried out with a universal indicator paper shows some colors where each of these shades of colors has a different ph number, we estimate that this color has ph number if less than 7 is acidic and if greater than 7 is basic
Keywords pH, elements, inorganic
1. INTRODUCCIÓN La unión, combinación o interrelación entre de dos átomos de igual o diferente especie, para formar agregados moleculares estables, elementales o compuestos se denomina enlace químico. Los tipos más importantes de enlace químico son: el covalente y el iónico o electrovalente. También se producen uniones o atracciones entre átomos de moléculas vecinas denominadas atracciones moleculares, como las fuerzas de Van der Waals o puentes de hidrogeno. En los campos saturados por el agua de las lluvias y en las montañas, así como en los suelos ocurren
multitud de reacciones químicas, debido a que los compuestos iónicos y covalentes polares constituyen las principales sustancias de alta solubilidad en el agua, para suministrarle a la planta micro y macro nutrientes. Las funciones químicas inorgánicas están constituidas por un grupo de compuestos con propiedades físicas y químicas que dependen de sus grupos funcionales. Las más importantes son: óxidos, bases, ácidos y sales. Estos compuestos se pueden obtener en el laboratorio a partir de la combinación de elementos y compuestos simples y el proceso se puede monitorear usando indicadores.
MARCO TEÓRICO Defina brevemente enlace iónico, covalente y metálico El enlace iónico es un tipo de interacción electrostática entre átomos que tienen una gran diferencia de electronegatividad. También es aquel en el que los elementos involucrados aceptan o pierden electrones (se da entre un catión y un anión) o dicho de otra forma, aquel en el que un elemento más electronegativo atrae a los electrones de otro menos electronegativo.
Un enlace covalente entre dos átomos o grupos de átomos se produce cuando estos átomos se unen, para alcanzar el octeto estable, comparten electrones del último nivel. La diferencia de electronegatividades entre los átomos no es suficiente.
En un enlace metálico, los electrones de enlace están deslocalizados en una estructura de átomos. En contraste, en los compuestos iónicos, la ubicación de los electrones enlazantes y sus cargas son estáticas. Debido a la deslocalización o el libre movimiento de los electrones, se tienen las propiedades metálicas de conductividad, ductilidad y dureza.
Explique cuando se habla de enlace covalente polar y no polar. De un ejemplo de cada uno. El enlace covalente polar es intermediado en su carácter entre un enlace covalente y un enlace iónico. Los átomos enlazados de esta forma tienen carga eléctrica neutra. Los enlaces covalentes pueden ser simples cuando se comparte un solo par de electrones, dobles al compartir dos pares de electrones, triples cuando comparten tres pares de electrones, o cuádruples cuando comparten cuatro pares de electrones, como por ejemplo H2O (agua)
Los enlaces covalentes no polares se forman entre átomos iguales, no hay variación en el número de oxidación. Los enlaces covalentes polares se forman con átomos distintos con gran diferencia de electronegatividades. La molécula es eléctricamente neutra, pero no existe simetría entre las cargas eléctricas originando la polaridad, un extremo se caracteriza por ser electropositivo y el otro electronegativo. Como por ejemplo CO2 (dióxido de carbono)
¿Qué se entiende en química por punto de fusión? Es la temperatura a la cual se encuentra el equilibrio de fases sólido-líquido, es decir la materia pasa de estado sólido a estado líquido, se funde. Cabe destacar que el cambio de fase ocurre a temperatura constante. El punto de fusión es una propiedad intensiva.
¿De qué factor principal depende la conductividad eléctrica de las soluciones? La conductividad depende de la estructura atómica y molecular del material, los metales son buenos conductores porque tienen una estructura con muchos electrones con vínculos débiles y esto permite su movimiento. La conductividad también depende de otros factores físicos del propio material y de la temperatura.
Complete el siguiente cuadro: Formula estructural
Compuesto
Na+Cl →NaCl C12H22O11 C3H6O Na+OH→NaOH Cu+(NO3)2→Na(NO3)2 Cl+H→HCl NH3+H2O→ NH4OH
NaCl sacarosa Acetona NaOH Cu(NO3)2 HCl NH4OH
Nombre del compuesto sal azúcar Acetona Soda caustica Nitrato de cobre Ácido clorhídrico Hidróxido de amonio
Tipo de enlace presente iónico covalente covalente iónico Iónico covalente covalente
Tabla 1. Características de diferentes compuestos
Funciones inorgánicas Consultar y dar ejemplos de cada una de las funciones inorgánicas. Un óxido es un compuesto binario que contiene uno o varios átomos de oxígeno.
Un
ácido es
considerado tradicionalmente como cualquier compuesto químico que, cuando se disuelve en agua, produce una solución con una actividad decatión hidronio mayor que el agua pura, esto es, un pH menor que 7.
Una base es cualquier sustancia que presente propiedades alcalinas. También es cualquier sustancia que en disolución acuosa aporta iones OH− al medio. Un ejemplo claro es el hidróxido potásico, de fórmula KOH: − + KOH → OH + K (en disolución acuosa)
La sal es un compuesto iónico formado por una combinación de iones de Cl – y Na+, acomodados en una estructura cristalina con forma de sistema cúbico.
¿Qué es pH? dibujar la escala El pH es una medida de acidez o alcalinidad de una disolución. El pH indica la concentración de + iones hidronio [H3O ] presentes en determinadas sustancias (fig. 1).
Fig. 1. Escala de pH
En que consisten y como se utilizan los siguientes indicadores de pH: La fenolftaleína de fórmula (C 20H14O4) es un indicador de pH que en disoluciones ácidas permanece incoloro, pero en presencia de bases toma un color rosado con un punto de viraje entre pH=8,0 (incoloro) a pH=9,8 (magenta o rosado). Es un compuesto químico orgánico que se obtiene por reacción del fenol (C6H5OH) y el anhídrido ftálico (C8H4O3) en presencia de ácido sulfúrico.
Papel indicador universal, es un papel indicador que se usa para calcular el PH de los elementos. Este papel cambia de color según la acides o base del elemento.
Papel tonazol azul, Usado en los tests para la acidez, el papel azul de tornasol consiste en un papel filtro de celulosa infundido con una solución de tintura de tornasol fresca extraída de los líquenes. En una solución alcalina, los niveles de iones de hidrógeno son muy bajos para dañar significativamente las cadenas dobles de cromóforos, conservando así el color azul natural.
Papel indicador rojo, Usado para testear la alcalinidad, el papel rojo de tornasol consiste en un papel de celulosa infundido con moléculas teñidas que ya han sido degradadas por el ácido (razón del color rojo). El papel tornasol rojo esencialmente funciona como papel de tornasol azul al revés ( Andy Pasquesi, 2010).
2. MATERIALES Y METODOS
Tabla 2. Materiales y reactivos utilizados
ENLACE QUIMICO Diferenciación de compuestos con enlaces iónicos y enlaces covalentes, según la conductividad. En un vaso de precipitado de 50ml se agregó entre 20ml de H2O destilada, se sumergió los dos extremos del cable sin que hicieran contacto, se observó la conductividad de corriente en el sistema. Se repitió la prueba de la conductividad utilizando los siguientes reactivos en diferentes vasos precipitados: 5 gr NaCl (sal común), 5gr sacarosa (azúcar), 20ml NaOH 0,5M, 20ml acetona, 20ml etanol,
20ml Hipoclorito de sodio, 20ml HCl 0,5M, y posteriormente se completó la tabla de conducción de corriente.
Diferenciación de compuestos con enlaces iónicos y enlaces covalentes, según su punto de fusión. En 3 tubos de ensayo se colocó aproximadamente 0.5g de NaCl (sal común), sacarosa (azúcar) y vaselina (mezcla de productos orgánicos). Posteriormente se calentó con precaución cada tubo de ensayo al mechero, y se registró el tiempo que se tardaba en fundirse cada sustancia. Y finalmente se registraron los tiempos en una tabla.
FUNCIONES INORGÁNICAS Prueba de fenolftaleína, extracto de repollo y naranja de metilo Se tomó con una espátula un trozo pequeño de potasio metálico y se colocó en un vidrio de reloj, con una toalla absorbente se limpió el exceso de querosene, y se dejo dos minutos en contacto con el aire. A continuación se observó y describió lo sucedido. En un beaker se tomó 20ml de agua y adiciono cuidadosamente el trozo de potasio. Se observó y describió lo sucedido. Para verificar el pH de la solución formada se tomó un trozo de papel indicador universal (esta se comparó con los colores indicados en el frasco que lo contiene). Se observó y describió lo sucedido. Seguidamente se tomaron 3 tubos de ensayo adicionando 2mL de la solución formada en cada tubo de ensayo, en uno se agrega unas gotas de fenolftaleína, en otro unas gotas de naranja de metilo y en el otro unas gotas de extracto de repollo previamente preparado, Se observó y describió lo sucedido. Para la preparación del extracto de repollo morado: se tomo una hoja de repollo morado, se desmenucé y se colocó los trozos en un mortero con unos 20mL de agua destilada. Se machacó la hoja hasta que se obtuvo un extracto coloreado. Con la ayuda de un colador, se retiraron los fragmentos de hojas.
Prueba de pH En una cuchara de combustión (se forro la cuchara con papel aluminio) se tomo 0,2g de azufre, se calentó la cuchara hasta observar una llama azul, se introdujo la cuchara de combustión en un beaker con 20ml de agua medidos previamente, sin que hiciera contacto con el agua, se tapó el recipiente con un papel para retener el
gas formado (se trabajó en un lugar ventilado). Cuando no hubo más producción de gas, se retiró cuidadosamente la cuchara de combustión y se agitar por unos segundos. Se observó y describió lo sucedido además de verificar el pH. En un beaker se tomó 5ml de una solución de NaOH 0,5M y se adiciono 5ml de una solución de HCl 0,5M se mezcló y se dejó reposar por 3 minutos, se observó mediante una cinta indicadora su pH. Posteriormente se colocó en una plancha para evaporar. Se observó y describió lo sucedido. Por ultimo se tomaron 7 tubos de ensayo y se rotularon respectivamente, se adicionaron las siguientes cantidades en cada uno: a. Tubo 1: 5 mL de HCl 0,5M b. Tubo 2: 2,0 mL de HCl 0,5M y 3mL de agua c. Tubo 3: 0,5 mL de HCl 0,5M y 4,5mL de agua d. Tubo 4: 5,0 mL de agua e. Tubo 5: 0,5 mL de NaOH 0,5M y 4,5mL de agua f. Tubo 6: 2,0 mL de NaOH 0,5M y 3,0 mL de agua g. Tubo 7: 5 mL de NaOH 0,5M
3. RESULTADOS Y ANÁLISIS ENLACE QUIMICO 1. Diferenciación de compuestos con enlaces iónicos y enlaces covalentes, según la conductividad. REACTIVO Agua Destilada NaCl 0,5M Sacarosa Acetona NaOH 0,5M Etanol Hipoclorito de sodio HCl 0,5M
CONDUCE NO SI NO NO SI NO SI SI
Tabla 3. Enlaces químicos de los diferentes compuestos utilizados en el laboratorio
Según la tabla 3, estos resultados se generan debido a que las propiedades del agua destilada funcionan como un aislante de electricidad hasta cierto grado si no contiene impurezas el agua, debido a que el agua pura no tiene suficientes disponibles en el ambiente para conducir electricidad, no obstante cuando al agua
se le agrega la sal se liberan electrones en el ambiente generando una conductividad eléctrica mucho mayor permitiendo que el foco se prenda. Los electrones al no estar bien dispersos en los compuestos que no conducen la electricidad no generan una conductividad necesaria para que ésta pase a través de ese medio y prenda la bombilla, sin embargo al haber mayor presencia de electrones dispersos en los que si conducen esto genera que llegue la corriente hasta el foco. La mayoría de los compuestos que sí conducen electricidad son enlaces iónicos, esta tendencia de los enlaces iónicos a transmitir electricidad es una característica de este tipo de enlaces, ya que al estar los electrones más dispersos en el medio se puede transmitir mejor la electricidad. Esto se ve por ejemplo al ser el NaCl un conductor de electricidad siendo un enlace ionico (diferencia de electronegatividad de 2.1) y el CH4 no conducir electricidad al ser un enlace covalente (diferencia de electronegatividad de 0.4), sin embargo esto no es una regla, es solo una tendencia debido a que no todos los que conducen electricidad son enlaces iónicos, también hay enlaces covalentes que si conducen electricidad como lo es el HCl (diferencia de 0.9)
2. Diferenciación de compuestos con enlaces iónicos y enlaces covalentes, según su punto de fusión. COMPUESTO NaCl Sacarosa Vaselina
TIEMPO DE FUSIÓN segundos 92 60 3
Tabla 4. Tiempo de fusión de los diferentes compuestos
Según la tabla 4, entre los compuestos que son del más covalente al más iónico se ordenarían de la siguiente forma: Vaselina (diferencia de 0,4 aproximadamente), Sacarosa (diferencia de 1,1), Sal (diferencia de 2,1). La relación entre la electronegatividad de un compuesto y el punto de fusión están intrínsecamente relacionadas, debido a que los enlaces más iónicos tienden a tener puntos de fusión más elevados, generando así que requieran un mayor tiempo en el mechero para poder llegar hasta su punto de fusión.
FUNCIONES INORGÁNICAS 3. Prueba de fenolftaleína, extracto de repollo y naranja de metilo a) Después de dejar el pequeño trozo de potasio metálico expuesto 2 minutos en contacto con el aire se produjo una reacción de oxidación, ya que el potasio en un metal que se oxida con mucha velocidad cuando se encuentra en contacto con el
aire.(Esta oxidación es mucho más rápida cuando dicho contacto es dado pero con el agua). b) Al adicionar el pequeño trozo de potasio metálico en los 20ml de agua reacciono drásticamente y se produjo una muy pequeña explosión con destellos de color violeta y también se produjo humo esto se debe a que el potasio en contacto con el agua produce grandes cantidades de hidrogeno. c) Arrojo un pH: 11 esto sería un pH Básico.
4. Prueba de pH a) cuando se calentaron os 0.2g de azufre y se le ubico un beaker en la parte superior de la cuchara de combustión sucedió, un proceso de combustión ya que al quemar el azufre y por estar aislado del aire, se empezó a quemar el oxígeno presente y esto dio para poder retener el humo expulsado por la quema de azufre en el beaker cuando se obtuvo una buena cantidad de humo se tapó y luego se le agrego agua lo que hizo que ese humo se uniera con el agua y así poder tener una buena medición de pH El pH resultado estuvo entre 2 y 3 esto es un pH acido, cuando el azufre quedo en forma gaseosa esto sería Óxido de Azufre y al combinarse con agua queda un
Ácido Sulfuroso. b) El pH del extracto de repollo morado fue de 6 a 7 según indico, el papel de indicador de pH esto nos da un pH Básico c) Al agregarle 5 gotas de extracto de repollo morado a cada tubo de ensayo con su respectivo contenido, el cambio de color fue dado por la reacción del extracto de repollo morado con la sustancia contenida en cada tubo de ensayo y la ubicación de esta particular coloración es dada por la diferencias de densidades lo sucedido en cada tubo fue: a. Tubo 1: 5 ml de HCl 0,5M - Se presentó una coloración rosa una pequeña franja de color en la parte superior del tubo de ensayo. b. Tubo 2: 2,0 ml de HCl 0,5M y 3ml de agua - Se presentó una coloración fucsia una franja medianamente grande en la superficie. c. Tubo 3: 0,5 ml de HCl 0,5M y 4,5ml de agua - En la superficie se presentó un color verde claro estaba presente en una pequeña franja.
d. Tubo 4: 5,0 ml de agua - Se disolvió todo y toda la solución queda de un color purpura claro (el color del extracto mucho más disuelto). e. Tubo 5: 0,5 ml de NaOH 0,5M y 4,5ml de agua - En la superficie del tubo de ensayo se produjo una coloración de color amarillo con una tonalidad fuerte. f. Tubo 6: 2,0 ml de NaOH 0,5M y 3,0 ml de agua - Se obtuvo una coloración verde claro en una gran franja de la superficie de la solución total. g. Tubo 7: 5 ml de NaOH 0,5M - Se presentó una coloración verde claro en toda la solución, el extracto de repollo morado se disolvió correctamente.
CUESTIONARIO Enlaces químicos Diferenciación de compuestos con enlaces iónicos y enlaces covalentes, según la conductividad. ¿Elabore un diagrama de barras en orden ascendente según la conductividad?
Conductividad electrica 2,51 2.3 d a d i v i t a g e n o r t c e l E
1.6 0.99 0.96 0,89 0.40 0,35 0
1
2
3
4
5
Compuestos Fig. 2. Orden ascendente de la conductividad eléctrica
1. AGUA CON AZUCAR
6
7
8
9
2. ETANOL 3. ACETONA 4. ACIDO CLOHIDRICO 5. AGUA CON SAL 6. AGUA 7.HIPOCLORITO DE SODIO 8.HIDROXIDO DE SODIO
Como se observa en la fig. 2 el compuesto de menor conductividad teóricamente es el agua con azúcar, mientras el de mayo conductividad es el hidróxido de sodio..
En solución acuosa, que tipo de enlace se espera teóricamente que generen mayor conductividad? Los enlaces iónicos porque se disuelve en el agua mientras que los cationes tienden a quedar ser en una partícula del agua
¿Cómo explica el orden encontrado en la conductividad de los compuestos utilizados? El orden va de acuerdo a la cantidad de iones que contenga la sustancia porque entre más iones tenga la solución es más conductible.
Diferenciación de compuestos con enlaces iónicos y enlaces covalentes, según su punto de fusión. ¿Qué tipos de enlaces se espera teóricamente que permitan con mayor facilidad el paso de líquido a solido? Los enlaces covalentes. Cuando no existe suficiente diferencia de electronegatividad para que exista transferencia electrónica, resultan dos átomos compartiendo uno o más pares de electrones y forman una molécula con energía de atracción débil en resultado poseen bajos puntos de fusión y ebullición en comparación con los iónicos.
¿Cómo explica el orden encontrado en los tiempos de fusión de los compuestos utilizados? El que se obtuvo con menos tiempo fue la vaselina. Segundo la sal y por último el azúcar, aunque esta no cambio de estado de materia pero si hubo un cambio a su color original. Estos resultados se debe a que cuando es mayor los enlaces covalentes menor es su tiempo para cambiar de esto de líquido a sólido.
CONCLUSIONES Para que haya una mejor conductibilidad de energía, se utiliza los enlaces iónicos ya que las partículas se esparcen por toda la solución. El metal se oxida ligeramente hacer expuestos al aire pero su oxidación es más rápida cuando esta se encuentra en el agua. Los enlaces covalentes poseen bajos puntos de fusión y ebullición. Los aminoácidos son los que producen el cambio físico del azúcar.
BIBLOGRAFIA Andy Pasquesi (2010). Papel tornasol para la identificación de pH
