Elementos no metálicos y sus compuestos Capítulo 21 Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.
Jul 25, 2015
Elementos no metálicos y sus
compuestos
Capítulo 21
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Producción de Hidrógeno
C3H8 (g) + 3H2O (g) 3CO (g) + 7H2 (g)
C (s) + H2O (g) CO (g) + H2 (g)
Zn (s) + 2HCl (ac) ZnCl2 (ac) + H2 (g)
Preparación de Gas H2 én el Laboratorio
21.2
Agua
Hidruros Binarios de los Elementos Representativos
21.2
Unidades moleculares discretas
Estructura polimérica; compuesto covalente
Compuesto iónico
Isótopos de Hidrógeno
1H (hidrógeno), 2H (deuterio, D), 3H (tritio, T)1 11
Efecto cinético isotópico
CH3COOH (ac) CH3COO- (ac) + H+ (ac) Ka = 1.8 x 10-5
CH3COOD (ac) CH3COO- (ac) + D+ (ac) Ka = 6 x 10-6
21.2
Tabla 21.1 Propiedades del H2O y D2OPropiedad
Masa molar (g/mol)
Punto de fusión (ºC)
Punto de ebullición (ºC)
Densidad a 4º (g/cm3)
La Economía del Hidrógeno
2H2 (g) + O2 (g) 2H2O (l)
Combustible Valores de Combustible (kJ/g)
Madera (pino) 18
Carbón 31
Aceite crudo 45
Gasolina 48
Gas natural 49
Hidrógeno 142
Valores de combustible de algunos Combustibles Comúnes
21.2
21.3
Diagrama de las Fases del Carbono
C (diamante) C (grafito) G0 = -2.87 kJ
Grafito
Diamante
Vapor
LíquidoP
(at
m)
t (ºC)
Gas sintético a partir del Carbón
C (s) + H2O (g) CO (g) + H2 (g)
C (s) + 2H2 (g) CH4 (g)
CO (g) + 2H2 (g) CH3OH (l)
21.3
21.4
Tabla 21.2 Compuestos comunes del nitrógenoNúmero deoxidación Compuesto Formúla Estructura
23 Amoniaco NH3
22 Hidrazina N2H4
21 Hidroxilamina NH2OH
0 Nitrogeno* (dinitrógeno) N2
11 Óxido nitroso (monóxido de dinitrógeno) N2O
12 Óxido nítrico (monóxido de nitrógeno) NO
13 Ácido nitroso HNO2
14 Dióxido de nitrógeno NO2
15 Ácido nítrico HNO3
* Se incliuye aquí el elemento como referencia.
2Ca3(PO4)2 (s) + 10C (s) + 6SiO2 (s) 6CaSiO3 (s) + 10CO (g) + P4 (s)
P4 (s) + 5O2 (g) P4O10 (s)
nP4 (fósforo blanco ) (P4)n (fósforo rojo ) 3000C
21.4
fósforo blanco
fósforo rojo
Oxiácidos Comunes Conteniendo Fósforo
21.4
Ácido fosforoso (H3PO3) Ácido hipofosforoso (H3PO2)
Ácido fosfórico (H3PO4) Ácido trifosfórico (H5P3O10)
óxidos ácidosanfótero
basi
cida
d
O• •• •
••
•• 2-
oxido
O• •• •
••
•• O• •• ••• 2-
peróxido
O• •• •
••
•• O• •• •• -
superóxido
O2- (ac) + H2O (l) 2OH- (ac)
O2- (ac) + 2H2O (l) O2 (g) + 4OH- (ac)2
4O- (ac) + 2H2O (l) 3O2 (g) + 4OH- (ac)2
21.5
óxidos básicos
Ozono
3O2 (g) 2O3 (g) G0 = 326.8 kJ
(agente oxidante poderoso )
Producción de Ozono por Descargas Eléctricas
21.5
Tubo interno
Lámina metálica que recubre el tubo externo
Fuente de alto voltaje
O3 más algo de O2 que no reaccionóTubo externo
21.5
Tabla 21.3 Compuestos comunes del azufreNúmero deoxidación FórmulaCompuesto Estructura
Sulfuro de hidrógeno
Azufre*
Dicloruro de diazufre
Dicloruro de azufre
Dióxido de azufre
Trióxido de azufre
* Se incluye aquí el elemento como referencia
21.6
Tabla 21.4 Propiedades de los halógenos
Propiedad
Configuración electrónicade la capa de valencia
Punto de fusión (ºC)*
Punto de ebullición (ºC)
Aspecto*
Radio atómico (pm)
Radio iónico (pm)**
Energía de ionización(kJ/mol)
Electronegatividad
Potencial estándarde reducción (V)*
Energía de enlace
(kJ/mol)
Gasamarillopálido
Gasamarilloverdoso
Líquidocaférojizo
Vapor violeta oscuroSólido oscuro conapariencia metálica
*Estos valores y descripciones se aplican a las especies diatómicas X2, donde X representa un átomo de halógeno. La semirreacción es X2(g) H2e- 88n 2X2 (ac).** Se refiere al anión X2.
Producción electrolítica de Flúor
2F- F2 (g) + 2e-
2H+ + 2e- H2 (g)
2HF H2 (g) + F2 (g)
21.6
Ánodo de carbono
HF Líquido
Cátodo de Acero
Ánodo de carbono Diafragma para evitar que se mezclen los gases H2 y F2
Producción de Cloro por el Proceso de Cloro-álcali
2Cl- (ac) Cl2 (g) + 2e-
2NaCl (ac) 2Na/Hg (g) + Cl2 (g)
2Na+ (ac) + 2e- 2Na/HgHg (l)
21.6
Ánodo de grafito
Cátodo de Hg
Hg más Na/Hg
SalmueraSalmuera