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UNIVERSIDAD METROPOLITANA DE CIENCIAS DE LA EDUCACIN FACULTAD DE
CIENCIAS BSICAS
DEPARTAMENTO DE QUMICA
Laboratorio de Qumica Inorgnica I
Gua de Experiencias Prcticas
Equipo Docente: Prof. Teresa Izamit Taylor Dra. Lorena
Barrientos Poblete Ayudantes alumnos
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CIENCIAS BASICAS
DEPARTAMENTO DE QUMICA LABORATORIO QUMICA INORGANICA I
Prof. Teresa Izamit Dra. Lorena Barrientos 3er semestre
PROGRAMA DE ESTUDIO
NOMBRE: Laboratorio Qumica Inorgnica I TIPO DE ACTIVIDAD
CURRICULAR: Laboratorio NMERO DE HORAS A LA SEMANA: 4 horas
SEMESTRE: Tercer Semestre PRE-REQUISITOS: Qumica II ACADMICOS:
Lorena Barrientos; Teresa Izamit FECHA DE ELABORACIN:
DESCRIPCIN: La Qumica Inorgnica es una rama de una ciencia
experimental
por lo que las prcticas de laboratorio cobran una gran
importancia. Cada
semestre los alumnos disponen en la plataforma Moodle el libro
con las prcticas
de Laboratorio. Estas prcticas requieren de un pequeo seminario
preparatorio
para sealar los aspectos ms relevantes de la ellas, as como
algunas
instrucciones para la ejecucin de la misma. Como parte del
trabajo no presencial,
el alumno deber revisar los conceptos tericos necesarios para
resolver el
cuestionario que acompaa a cada gua de trabajo. Al finalizar el
semestre cada
alumno deber someterse a un control terico- prctico, que se
asigna por sorteo.
ste consiste en el diseo, ejecucin y justificacin terica del
experimento
asignado.
COMPETENCIAS
Cognitivas:
Desarrollar la capacidad de observacin del alumno
Registrar los hechos experimentales observados
Interpretar tericamente los hechos experimentales
Comparar los resultados experimentales con los tericos
Revisar la bibliografa disponible en biblioteca y en la web
Elaborar procedimientos experimentales para resolver situaciones
problemas, acordes a lo trabajado en el laboratorio.
Procedimentales
Observar los cambios producidos en una reaccin qumica
Presentar correctamente los resultados de un trabajo
experimental
Informar eficazmente, tanto en forma verbal como escrita, los
resultados de un
experimento
Aplicar los contenidos al diseo de experimentos que se puedan
desarrollar en el
aula
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Interpersonales
Demostrar actitudes favorables hacia la discusin grupal
Respetar las opiniones de sus compaeros
Aceptar los errores
Demostrar responsabilidad para cumplir las tareas asignadas en
el grupo
CONTENIDOS
Comportamiento cido base de algunas especies segn las diferentes
definiciones
cido base, hidrlisis, fuerza relativa de cidos y bases,
constantes de acidez
Compuestos poco solubles, extensin de la precipitacin,
influencia del pH en la
precipitacin y/o redisolucin, relacin entre pH de comienzo de
precipitacin de
un hidrxido metlico y la acidez del catin; procedimientos de
disolucin de
compuestos poco solubles (variacin de pH, formacin de complejos,
reacciones
redox).
Comportamiento redox y su modificacin por variaciones de pH,
formacin de
compuestos poco solubles, formacin de complejos.
METODOLOGA
Curso se divide en dos grupos que funcionan en diferentes
horarios.
Prcticas de Laboratorio, con interaccin permanente docentealumno
para el
desarrollo e interpretacin correcta, mediante ecuaciones y
haciendo uso de datos
tabulados (constantes de acidez, constantes de producto de
solubilidad,
potenciales redox, etc.), de los cambios observados.
ACTIVIDADES
Prcticas de laboratorio
Seminarios
Talleres de apoyo
RECURSOS DE ENSEANZA
Materiales, reactivos e instrumentos de Laboratorio
Material bibliogrfico : libros , handbook y direcciones de
pginas web
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TIPO DE EVALUACIONES
Controles escritos semanales 40 %
Dos pruebas 40 %
Un control terico- prctico final 20 %
HORARIO DE CONSULTAS
Todos los lunes de 9:30h a 12:30h.
BIBLIOGRAFA BSICA Y COMPLEMENTARIA
Bsica
Rayner- Canham,G. QUMICA INORGNICA DESCRIPTIVA ,Prentice
Hall,
segunda edicin, 2000
Vogel, A.I., TEXTBOOK OF MACRO AND SEMIMICRO QUALITATIVE
INORGANIC ANALYSIS, Longman, fifth edition,1979
Complementaria
Cotton F. Albert, Wilkinson Geoffrey ,QUMICA INORGNICA
BSICA,Limusa, 2006
Cotton F. Albert, Wilkinson Geoffrey ,QUMICA INORGNICA
AVANZADA,Limusa, 2006
Rodgers Glen E. ,QUMICA INORGNICA, Mc Graw Hill ,1996
Burriel, F. Lucena, F. Arribas, S. Hernandez, J. QUIMICA
ANALITICA
CUALITATIVA, Thomson, 2006.
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REGLAMENTO DEL LABORATORIO
Estas normas estn diseadas para servir de gua en el desarrollo
de tcnicas de trabajo experimental eficiente y hacer del
laboratorio un lugar agradable donde trabajar. 1. Necesitar un
cuaderno dedicado nicamente al laboratorio, el que deber
contener
toda la informacin respecto de cada experimento.
2. La asistencia y puntualidad es obligatoria.
3. Usted deber leer cuidadosamente cada gua antes de entrar al
laboratorio. Si no
lo hace, gastar un tiempo importante tanto Ud. Como sus
profesoras; por otra parte podra usted ponerse en peligro
innecesariamente y al resto de las personas en el laboratorio y
probablemente, no obtendra datos confiables en su experimento.
Nunca bote fsforos, papel o ningn solido insoluble en el lavatorio.
Para botar los lquidos, abra la llave del agua del lavatorio y vace
el lquido sobre ella, cuidando que la cantidad de agua sea
abundante. Los cidos y sales de cobre, plata y mercurio son
corrosivos para las caeras de plomo, pida instrucciones para botar
estos materiales.
4. Deje los frascos de reactivos en los lugares que indique el
profesor. Para obtener los
reactivos correspondientes, lleve tubos de ensayo o matraces,
pero no lleve los frascos a su mesn.
5. Lea la etiqueta de los frascos dos veces, antes de sacar el
reactivo correspondiente.
6. NUNCA devuelva reactivos sobrantes al frasco original; ya que
por error suyo
contaminara todo el material.
7. NUNCA inserte su propia pipeta o gotario en el frasco de
reactivos. Evite la contaminacin de los reactivos, sacando la
cantidad necesaria en un matraz u otro recipiente adecuado.
8. No caliente el material de vidrio graduado y para calentar
soluciones en el tubo de
ensayo, solicite a su profesora que le ensee la tcnica
adecuada.
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NORMAS DE SEGURIDAD PARA EL TRABAJO EN EL LABORATORIO
Las siguientes reglas estn diseadas para su seguridad en el
laboratorio. Los profesores de laboratorio tienen completa
autoridad para hacer cumplir estas reglas y para indicar cualquier
otro procedimiento que garantice la seguridad en las clases
prcticas. 1. El uso de delantal abotonado y calzado cerrado es
obligatorio durante todo el
desarrollo del trabajo prctico. De igual manera, no se permitirn
pantalones cortos, bermudas y/o faldas cortas, sandalias u otros
elementos que no permitan proteger adecuadamente la piel y las
piernas contra salpicaduras o proyecciones de otros elementos.
2. No est permitido comer, beber ni fumar en el laboratorio. 3.
Aprenda la ubicacin y uso de la ducha de seguridad y del extintor
de incendios. 4. En caso de salpicaduras en sus ojos o piel con
reactivos de laboratorio, quemaduras o
cualquier otro accidente, avise inmediatamente a su profesora.
De todas maneras es conveniente saber algo de primeros
auxilios:
En caso de salpicaduras de cidos o bases en los ojos, enjuguelos
con abundante agua durante 15 minutos. Consulte a su profesor la
posibilidad de asistir a un centro asistencial. En caso de
salpicaduras o derramamiento de cidos o bases en la piel o ropa,
enjuguela con abundante agua y use la ducha de emergencia, si es
necesario. Para quemaduras con cidos, el lavado con agua debe ser
seguido por aplicacin de bicarbonato de sodio. Para quemaduras con
bases, el lavado con agua debe ser seguido de la aplicacin de cido
brico.
5. Todas las operaciones que involucren gases txicos o
venenosos, debern realizarse bajo campana de extraccin. Estas
operaciones estarn indicadas en la gua de laboratorio, en caso de
duda consulte con las profesoras. En el caso de realizar reacciones
que utilizan sulfuro de sodio, el trabajo experimental bajo campana
es obligatorio. Una vez terminada la experiencia prctica esta
solucin debe ser oxidada con agua de cloro (hipoclorito de
sodio).
6. En caso de inflamacin accidental por contacto con la llama de
mecheros u otras fuentes de ignicin, no se permite el uso de
pauelos, bufandas, colgantes o pulseras de cualquier tipo que
sobresalgan del delantal, tanto del cuello como de los puos o
mangas. En el caso del pelo largo, mantngalo recogido o tomado
durante su permanencia en el laboratorio; el incendio del pelo por
contacto con la llama puede ser extremadamente grave.
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7. Los efectos personales y ropa de abrigo deben quedar en los
percheros u otros lugares habilitados, nunca deben quedar sobre los
mesones de trabajo.
8. Nunca utilice la boca para llenar las pipetas. Use siempre
una propipeta.
9. No pruebe (deguste) ningn reactivo, y si desea olerlo
pregunte a las profesoras si puede hacerlo y en caso afirmativo,
consulte cual es la tcnica adecuada a seguir.
10. Realice solo los experimentos autorizados, no intente
mezclar reactivos, podran
producirse gases venenosos, explosiones, etc. Los reactivos no
pueden ser sacados del laboratorio.
11. Mantenga el rea donde trabaja limpia y ordenada. Si salpica
agua limpie
inmediatamente. En caso de reactivos o trozos de vidrio,
consulte con su profesor antes de hacerlo. Limpie el mesn y lave
los materiales de laboratorio utilizados antes de abandonar el
laboratorio.
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Evaluacin
El laboratorio tiene una ponderacin de un 40% de la nota final
de la asignatura. La nota final del laboratorio de Qumica inorgnica
se obtendr a partir de la siguiente manera:
a) Controles de Laboratorio y Taller: El promedio de estos,
tienen una ponderacin de un 40% de la nota final del
laboratorio.
b) Pruebas: El promedio de estas notas es un 40% de la nota
final del laboratorio, estas son de los siguientes temas:
- Primera Prueba: Lab 1,2 y 3 - Segunda Prueba: Lab 4,5 y 6
c) Prctico final: tiene un 20% de ponderacin, dicha nota
se obtendr de manera similar a las de cada tema del
laboratorio.
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TALLERES
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TALLER N1
Escribir e Interpretar una Ecuacin Inica Neta
Introduccin
Una ecuacin inica neta es aquella donde las especies
consideradas electrolitos fuertes en un determinado solvente, se
escriben en forma de iones. Estas ecuaciones preferentemente son
utilizadas para describir equilibrios qumicos en solucin acuosa,
facilitando la interpretacin de sucesos de estos ltimos
mencionados; Objetivo:
Representar ecuaciones qumicas inicas netas a partir de
ecuaciones qumicas globales.
Fundamentos Tericos
El balance de una ecuacin qumica se hace ms fcil si los
compuestos inicos disueltos en agua (electrolitos fuertes),
involucrados en la reaccin, se escribiesen como iones separados,
[ejemplo: Na
+ (acuoso) y NO3
- (acuoso)] en vez de escribir la frmula completa, [NaNO3
(acuoso)`], a este
tipo de ecuaciones se le conoce como ecuaciones inicas. Se
encuentra muy a menudo que en las reacciones que involucran
compuestos inicos, uno de los iones aparece como reactivo y como
producto (no participa en la reaccin planteada) y se le denomina
ion espectador. Borrar los iones espectadores de una ecuacin
simplifica la ecuacin y da origen a una ecuacin inica neta; Esto
trae muchas ventajas, entre estas facilitar la expresin de la
constante de equilibrio partiendo de una ecuacin inica neta. Una
ecuacin de este tipo es ms general y se puede aplicar a otros
compuestos inicos que tienen otros iones espectadores llegando a la
misma ecuacin general. Para escribir una ecuacin inica se deben
tener las siguientes consideraciones:
Las sales inicas solubles e hidrxidos solubles se escriben como
iones separados (electrolitos fuertes)
Las sales inicas insolubles e hidrxidos insolubles se escriben
con la frmula unidad completa (a menudo con una (s) para slido o
despus de ella)
Los oxcidos o hidrcidos muy fuertes o fuertes existen en solucin
predominantemente como iones y se deben escribir en esa forma
(electrolitos fuertes)
Los oxicidos o hidrcidos de fuerza moderada o dbiles existen en
solucin predominantemente como molculas y se debe escribir la
frmula unidad completa
Ej: Tenemos las siguientes ecuaciones globales:
1- Reaccin entre nitrato de magnesio y ortofosfato de sodio:
2- Reaccin entre el cloruro de magnesio y el ortofosfato de
potasio.
Para ambos casos las ecuaciones inicas seran:
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Como una ecuacin qumica funciona de manera similar a una ecuacin
matemtica (donde tanto una flecha unidireccional como una flecha
bidireccional indican un igual), pueden algunos trminos expresados
en la ecuacin, pueden pasar al lado contrario de la ecuacin con el
signo cambiado (Si est sumando a un lado de la ecuacin, pasa al
otro lado de la ecuacin restando), si dejamos todo lo que se repite
en un mismo lado tenemos:
Como se puede observar, hay una simplificacin de algunas
especies en la ecuacin qumica, cuando estas especies se repiten en
ambos lados de la ecuacin qumica en la misma cantidad, pueden ser
eliminadas de la ecuacin qumica, lo que implica que probablemente
dicha especie no afecte en el proceso qumico a describir, a estos
especies inicas se les denomina ines espectadores. NOTA 1: En las
ecuaciones qumicas, no es costumbre escribir especies escritas como
sustraccin (resta), por lo cual, cuando nos encontremos con
problemas donde ocurra algo similar a lo expuesto en los ejemplos,
se trabajen de la siguiente manera:
a) Cuando nos encontremos con una ecuacin qumica donde hayan
especies iguales en ambos lados de la ecuacin en la misma cantidad,
estas especies automticamente deben ser eliminadas de la
ecuacin.
b) Cuando nos encontremos con una ecuacin qumica donde hayan
especies iguales en ambos lados de la ecuacin pero en cantidades
distintas, el resultado de la sustraccin de las especies, debe
quedar en el lado donde haba una mayor cantidad de dicha especie
con signo positivo.
Retomando el ejemplo dado, en el caso 1 se puede apreciar que
los iones NO3
- y Na
+ son iones
espectadores, por lo cual pueden ser eliminados y formular la
ecuacin inica neta; algo similar ocurre en 2, donde los iones
Cl
- y K
+ tambin son iones espectadores por lo tambin pueden ser
eliminados y formular la ecuacin inica neta. Tomando en cuenta
las consideraciones hechas anteriormente, formulamos la ecuacin
inica neta, donde para ambos casos es la misma.
Se desprende que cualquier sal soluble de Mg
+2 y cualquier sal de ortofosfato soluble darn la
misma reaccin. Se puede concluir, de este hecho, que muchas
reacciones se pueden representar por una misma ecuacin inica
neta.
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NOTA 2: La construccin de estas ecuaciones inicas, puede
apoyarse a travs de datos tericos (al final del libro), en el caso
de las sales solubles a travs de valores de constantes de producto
de solubilidad (Kps) o tablas empricas, en el caso de acidos
fuertes o dbiles, a travs de valores de Ka o pKa, Para representar
ecuaciones inicas de actividades experimentales, tambin debe
tenerse en cuenta lo observado. NOTA 3: los cidos fuertes son HCl,
HNO3, H2SO4, HClO4, HBr, HI. Algunos cidos dbiles son HSO4
-, HF, H2S, H2O2, HOOCCH3
EJERCICIOS
1) Escriba la ecuacin inica para las reacciones que tienen lugar
al mezclar los siguientes reactivos:
a) Nitrato de plata + yoduro de potasio yoduro de plata +
nitrato de potasio.
b) Cromato de potasio + Cloruro de bario ~ Cloruro de Potasio +
Cromato de bario
c) Sulfato de Cobre (II) + Yoduro de Potasio Yodo + Yoduro de
Cobre (I) (s) +Sulfato de Potasio.
2) Escriba la ecuacin global para las siguientes ecuaciones
inicas netas sealadas a
continuacin: a) Pb
+2(ac) + 2Cl
-(ac) PbCl2(s)
b) CH3COO
-(ac) + H2O(l) CH3COOH(ac) + OH
-(ac)
c) 2MnO4
-(ac) + 5H2O2 (ac) + 6H
+(ac) 2Mn
+2(ac) + 5O2 (g) + 8 H2O(l)
d) Co
+2(ac) + 6Cl
-(ac) CoCl6
-4(ac)
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TALLER N2
Reacciones de transferencia de electrones (xido Reduccin)
Introduccin
Una reaccin qumica denominada xido Reduccin (REDOX), es aquella
caracterizada por la transferencia de electrones entre un elemento
o compuesto qumico a otro dando origen a nuevos productos, Estas
caractersticas al igual que las caractersticas de las reacciones
cido Base, son utilizadas para diferentes mbitos, en el caso de
estas reacciones son principalmente utilizadas en qumica analtica,
la electroqumica, la confeccin de artefactos electrnicos entre
otras. Objetivos:
Establecer el estado de oxidacin de un elemento en particular, a
travs de clculos matemticos.
Distinguir una reaccin xidoReduccin frente a otras reacciones
qumicas, distinguiendo a los elementos de una reaccin redox
(compuesto oxidado, compuesto reducido, agente oxidante y agente
reductor).
Aplicar criterios de balanceo de ecuaciones qumicas REDOX en
medio cido y medio bsico.
Fundamentos Tericos Estado de Oxidacin: Se define al estado de
oxidacin, como las cargas que debiese poseer un determinado
elemento en un compuesto qumico, suponiendo que los enlaces qumicos
entre elementos diferentes son inicos, donde el elemento ms
electronegativo se lleva los electrones del/los elemento(s) ms
electronegativo(s). En cambio los enlaces qumicos entre elementos
qumicos iguales son covalentes, donde existe una comparticin
igualitaria de electrones. Ej: Para el CO2, su estructura de Lewis
es la siguiente:
(Compuesto covalente)
El Z del Oxgeno es 8 y sus electrones de valencia son 6,
mientras que el Z del carbono es 6 y sus electrones de valencia son
4, como el oxgeno es ms electronegativo que el carbono, suponemos
que los enlaces C-O son inicos, si asignamos las cargas a los
respectivos elementos tenemos lo siguiente:
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Ya es sabido que las valencias del oxgeno y el carbono en el CO2
son 2 y 4 respectivamente, por lo cual se puede establecer que el
valor de valencia de un determinado elemento coincide con el estado
de oxidacin pero sin signo (+ o -). Otro Ejemplo: Para el cido
etanodioico (tradicionalmente conocido como cido oxlico tenemos).
Haciendo el supuesto enunciado tenemos: E.O de Hidrgenos: +1 E.O de
Oxgenos: -2 E.O de Carbonos: +3 debido al enlace C-C el cual es
considerado como covalente, donde los electrones son compartidos
igualitariamente El estado de oxidacin de un elemento en un
determinado compuesto qumico, puede ser calculado matemticamente,
siguiendo las siguientes reglas. Reglas para el clculo de estado de
oxidacin
1- Los elementos qumicos en estado elemental tienen estado de
oxidacin 0. Ej: N2, O2, Cl2, Fe, Al, Cu, etc.
2- Para iones de elementos monoatmicos, el estado de oxidacin de
dicho elemento ser la carga de dicho in: Ej: Cl
- E.O = -1 Cu
+2 E.O = +2 S
-2 E.O = -2 Al
+3 E.O = +3.
3- Los estados de oxidacin de elementos metlicos son siempre
positivos, en cambio los
estados de oxidacin de no metales pueden ser nmeros tanto
positivos como negativos, depender de qu tipo de compuesto est
formando, donde solo pueden tener un estado de oxidacin negativo (a
excepcin del carbono).
4- El Hidrgeno posee generalmente un estado de oxidacin +1,
excepto en los hidruros metlicos (MHm) donde posee un estado de
oxidacin -1. Ej: HNO3 E.O del hidrgeno en este compuesto = +1
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NaH E.O del hidrgeno en este compuesto = -1
5- El Oxgeno posee generalmente un estado de oxidacin -2,
excepto en los perxidos, donde el oxgeno posee un estado de
oxidacin -1. Ej: H2O E.O del oxgeno en este compuesto = -2 H2O2 E.O
de cada oxgeno en este compuesto = -1
6- La suma de todos los estados de oxidacin multiplicados por la
cantidad de cada elemento respectivamente, debe ser igual a la
carga neta que posea el compuesto (en elementos neutros debe sumar
0, en iones poli atmicos la suma debe resultar la carga del in).
Para el clculo del estado de oxidacin de cierto elemento en un
determinado compuesto, se puede plantear una ecuacin algebraica de
primer grado simple, siguiendo todas las reglas anteriormente
mencionadas. Ej: Calcular el estado de oxidacin de: a) Cl en Cl2O7
b) N en HNO3 c) S en SO4
-2
a) Ya sabemos que el oxgeno posee E.O -2 y observamos que la
molcula es neutra
por lo que planteamos la siguiente ecuacin: ( )
El estado de oxidacin de Cl en este caso es +7.
b) Planteamos la ecuacin:
( )
El E.O del Nitrgeno en este caso es +5
c) La carga total es -2, por lo cual se plantea la ecuacin:
( )
El E.O del azufre en este caso es +6.
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Reacciones de xido Reduccin
Son aquellas reacciones, donde existe una transferencia de
electrones desde un elemento o compuesto a otro(s), produciendo un
cambio de estado de oxidacin de dichos elemento u compuesto. Aquel
proceso donde una especie aumenta su estado de oxidacin se denomina
oxidacin; por el contrario aquel proceso donde una especie
disminuye su estado de oxidacin se denomina reduccin. Cabe redundar
que ambos procesos son simultneos, por lo que no hay oxidacin si no
existe reduccin. Estos procesos a pesar de ser simultneos, en
ecuaciones qumicas pueden ser escritos por separado donde se
indican los electrones cedidos (oxidacin) o captados (reduccin) en
cada caso, a estas ecuaciones qumicas se les denomina
semi-reacciones de oxidacin y de reduccin respectivamente.
(Reaccin de Oxidacin: Cambi del E.O del Na de 0 a +1) (Reaccin
de Reduccin: Cambi el E.O del Cl de 0 a -1)
El sodio le entrego su electrn al cloro, por lo que el sodio se
oxid y el cloro se redujo, los
electrones cuentan como cargas negativas, cada electrn vale -1
(supuesto).
En qumica no es muy habitual referirse a lo que ha ocurrido con
las especies qumicas (especie oxidada o especie reducida), si no
que el cmo afecta una especie a la otra, de ah nacen los conceptos
de agente oxidante y agente reductor. Agente Oxidante: Es aquel
elemento o compuesto que es capaz de oxidar a otra especie qumica.
Agente Reductor: Es aquel elemento o compuesto que es capaz de
reducir a otra especie qumica. De lo anterior concluimos que la
especie oxidada es el agente reductor y la especie reducida es el
agente oxidante.
Balanceo de ecuaciones REDOX
Maneras de balancear ecuaciones qumicas hay muchas, sin embargo
para el balanceo de ecuaciones redox, hay un mtodo preferentemente
usado, llamado mtodo del in electrn. Pasos para equilibrar
ecuaciones REDOX a travs del mtodo del In Electrn: Se pondr como
ejemplo la siguiente reaccin:
Al(s) + NO3-(ac) Al+3(ac) + NO2 (g)
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MEDIO CIDO
1- Se deben identificar las semirreacciones de oxidacin y de
reduccin, para ello, puede servir de ayuda (Es un adicional),
analizar cambios de estado de oxidacin de los elementos qumicos, en
caso de que no se pueda caracterizar estas semirreacciones, se
deben formar las semirreacciones de acuerdo a los tomos de
elementos presentes en la reaccin
Al(s) Al+3(ac) (Semirreaccin de Oxidacin)
Elemento Reactivos Productos
Al 1 1
NO3-(ac) NO2 (g) (Semirreaccin de Reduccin)
Elemento Reactivos Productos
N 1 1
O 3 2 En la semirreaccin de reduccin, estn desbalanceadas las
cantidades de oxigeno, hay una carencia en los productos.
2- Se deben balancear la cantidad de elementos distintos a
hidrgeno y oxgeno. NOTA N1: Al momento de balancear las ecuaciones
redox, de manera de ayuda se pueden plantear tablas donde se cuente
la cantidad de cada elemento, para as lograr un mayor entendimiento
del mtodo expuesto.
3- En caso de que haya compuestos que posean oxgeno, se debe
identificar en qu lado est el dficit de este, agregando en este
lado la cantidad de oxigeno que falte en forma de molculas de
agua.
NO3-(ac) NO2 (g) + H2O(l) (Semirreaccin de Reduccin)
Elemento Reactivos Productos
N 1 1
O 3 3
H 0 2
En la semirreaccin de reduccin, en esta oportunidad estn
desbalanceadas las cantidades de hidrgeno, hay una carencia en los
reactivos.
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4- Se debe balancear la cantidad de hidrgenos, agregando iones
H+ donde falten
hidrgenos.
NO3-(ac) + 2H
+(ac) NO2 (g) + H2O(l) (Semirreaccin de Reduccin)
Elemento Reactivos Productos
N 1 1
O 3 3
H 2 2
5- Luego de balanceadas la cantidad de elementos presentes en
las semirreacciones, deben ser balanceadas las cargas, se debe
identificar el lado de las semirreacciones donde las sumas de las
cargas den el nmero ms positivo, agregando los suficientes
electrones para igualar las cargas.
Al(s) Al+3(ac) (Semirreaccin de Oxidacin)
Carga reactivos Carga Productos
0 +3
NO3-(ac) + 2H
+(ac) NO2 (g) + H2O(l) (Semirreaccin de Reduccin)
Carga reactivos Carga Productos
+1 0
Al(s) Al+3(ac) + 3e- (Semirreaccin de Oxidacin)
Carga reactivos Carga Productos
0 0
NO3-(ac) + 2H
+(ac) + e
- NO2 (g) + H2O(l) (Semirreaccin de Reduccin)
Carga reactivos Carga Productos
0 0
6- Se deben igualar la cantidad de electrones de ambas
semirreacciones, para lograrlo, es conveniente amplificar una o
ambas semirreacciones.
Al(s) Al+3(ac) + 3e- (Semirreaccin de Oxidacin)
NO3-(ac) + 2H
+(ac) + e
- NO2 (g) + H2O(l) /*3 (Semirreaccin de Reduccin)
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Al(s) Al+3(ac) + 3e- (Semirreaccin de Oxidacin)
3NO3-(ac) + 6H
+(ac) + 3e
- 3NO2 (g) + 3H2O(l) (Semirreaccin de Reduccin)
NOTA N2: Los electrones deben ser igualados, recordar que es una
transferencia de electrones de una especie a otra.
7- Se suman ambas semirreacciones, en caso de que en la suma
resulten elementos o compuestos en ambos lados de la ecuacin, estos
deben restarse, donde el resultado debe permanecer en el lado donde
estaba el exceso de aquel elemento u compuesto, finalmente se debe
verificar la carga final
Al(s) Al+3(ac) + 3e- (Semirreaccin de Oxidacin)
3NO3-(ac) + 6H
+(ac) + 3e
- 3NO2 (g) + 3H2O(l) (Semirreaccin de Reduccin)
Al(s) + 3NO3-(ac) + 6H
+(ac) Al+3(ac) + 3NO2 (g) + 3H2O(l)
Carga reactivos Carga Productos
+3 +3
NOTA N3: Los pasos entregados anteriormente, sirven como
sugerencia para lograr un correcto equilibrio de ecuaciones redox,
como son sugerencias, estas reglas no deben ser seguidas de manera
estricta; La aplicacin de estas sugerencias estar de acuerdo con el
caso frente al cual se encuentren: Ej: Para balancear la
semirreaccin de reduccin que grafica la reduccin del gas Nitrgeno
(N2) a in amonio (NH4
+) en solucin acuosa tenemos:
N2 (g) NH4
+(ac)
El Nitrgeno en el Nitrgeno gas posee E.O = 0, y en el In Amonio
posee E.O = -3, por lo cual
ocurri una reduccin.
Planteamos la siguiente tabla:
Elemento Reactivos Productos
N 2 1
H 0 4
Balanceando los elementos distintos a hidrgeno y oxgeno
tenemos:
N2 (g) 2NH4+
(ac)
Elemento Reactivos Productos
-
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N 2 2
H 0 8
Como en este caso no hay excesos de oxgeno, omitimos el paso N3
(El de agregar molculas de agua), y avanzamos al paso N4.
N2 (g) + 8H+
(ac) 2NH4+
(ac)
Elemento Reactivos Productos
N 2 1
H 8 8
Procedemos a balancear las cargas de la ecuacin:
N2 (g) + 8H+
(ac) 2NH4+
(ac)
Carga reactivos Carga Productos
+8 +2
N2 (g) + 8H
+(ac) + 6 e
- 2NH4
+(ac)
Carga reactivos Carga Productos
+2 +2
MEDIO BSICO Balancear:
Cl2 (g) ClO3-(ac) + Cl-(ac)
1- Se deben identificar las semirreacciones de oxidacin y de
reduccin, para ello, puede servir de ayuda (Es un adicional),
analizar cambios de estado de oxidacin de los elementos qumicos, en
caso de que no se pueda caracterizar estas semirreacciones, se
deben formar las semirreacciones de acuerdo a los tomos de
elementos presentes en la reaccin
Cl2 (g) ClO3-(ac) (Semirreaccin de Oxidacin)
Elemento Reactivos Productos
Cl 2 1
O 0 3
Cl2 (g) Cl- (ac) (Semirreaccin de Reduccin)
Elemento Reactivos Productos
Cl 2 1
-
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1- Se deben balancear la cantidad de elementos distintos a
hidrgeno y oxgeno.
Cl2 (g) 2ClO3-(ac) (Semirreaccin de Oxidacin)
Elemento Reactivos Productos
Cl 2 2
O 0 6
Cl2 (g) 2Cl- (ac) (Semirreaccin de Reduccin)
Elemento Reactivos Productos
Cl 2 2
2- En caso de que haya compuestos que posean oxgeno, se debe
identificar en qu lado est el exceso de este, agregando en este
lado la misma cantidad de oxgeno en forma de molculas de agua.
Cl2 (g) 2ClO3-(ac) + 6H2O (l) (Semirreaccin de Oxidacin)
Elemento Reactivos Productos
Cl 2 2
O 0 12
H 0 12
3- Se agrega en el lado que posee dficit de oxgeno iones OH-,
agregando el doble cantidad
de lo agregado de agua.
Cl2 (g) + 12OH-(ac) 2ClO3-(ac) + 6H2O (l) (Semirreaccin de
Oxidacin).
Elemento Reactivos Productos
Cl 2 2
O 12 12
H 12 12
NOTA N4: La razn por la cual se agrega molculas de agua donde
hay un exceso de oxgeno, es para producir que en dicho lado de la
reaccin donde existe el exceso de oxgeno, se genere una igualdad de
tomos de hidrgeno y tomos de oxgeno, para as poder agregar en el
lado donde hay dficit en ambos elementos molculas de OH
-.
4- En casos donde haya solo exceso de hidrgeno en uno de los
lados de la semi-reaccin,
se debe agregar en aquel lado la misma cantidad de iones de OH-
por cada hidrgeno que
haya en exceso, adems se debe agregar la misma cantidad de
molculas de agua al lado contrario al exceso. Ej: La
semi-reaccin:
4PH3 (g) P4 (s)
Elemento Reactivos Productos
P 4 4
H 12 0
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4PH3 (g) + 12OH-(ac) P4 (s)
Elemento Reactivos Productos
P 4 4
H 24 0
O 12 0
4PH3 (g) + 12OH-(ac) P4 (s) + 12H2O (l)
Elemento Reactivos Productos
P 4 4
H 24 24
O 12 12
4PH3 (g) + 12OH-(ac) P4 (s) + 12H2O (l) + 12 e-
5- Luego de balanceadas la cantidad de elementos presentes en
las semi-reacciones, deben
ser balanceadas las cargas, se debe identificar el lado de las
semi-reacciones donde las sumas de las cargas den el nmero ms
positivo, agregando los suficientes electrones para igualar las
cargas.
Cl2 (g) + 12OH-(ac) 2ClO3-(ac) + 6H2O (l) (Semi-reaccin de
Oxidacin).
Carga reactivos Carga Productos
-12 -2
Cl2 (g) 2Cl- (ac) (Semi-reaccin de Reduccin)
Carga reactivos Carga Productos
0 -2
Cl2 (g) + 12OH-(ac) 2ClO3-(ac) + 6H2O (l) +10e- (Semi-reaccin de
Oxidacin).
Carga reactivos Carga Productos
-12 -12
Cl2 (g) + 2e- 2Cl- (ac) (Semi-reaccin de Reduccin)
Carga reactivos Carga Productos
-2 -2
6- Se deben igualar la cantidad de electrones de ambas
semi-reacciones, para lograrlo, es
conveniente amplificar una o ambas semi-reacciones.
Cl2 (g) + 12OH-(ac) 2ClO3-(ac) + 6H2O (l) +10e- (Semirreaccin de
Oxidacin).
-
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Cl2 (g) + 2e- 2Cl- (ac) /*5 (Semirreaccin de Reduccin)
Cl2 (g) + 12OH-(ac) 2ClO3-(ac) + 6H2O (l) +10e- (Semirreaccin de
Oxidacin).
5Cl2 (g) + 10e- 10Cl- (ac) (Semirreaccin de Reduccin)
NOTA N2: Los electrones deben ser igualados, recordar que es una
transferencia de electrones de una especie a otra.
7- Se suman ambas semirreacciones, en caso de que en la suma
resulten elementos o compuestos en ambos lados de la ecuacin, estos
deben restarse, donde el resultado debe permanecer en el lado donde
estaba el exceso de aquel elemento u compuesto, finalmente se debe
verificar la carga final
Cl2 (g) + 12OH-(ac) 2ClO3-(ac) + 6H2O (l) +10e- (Semirreaccin de
Oxidacin
5Cl2 (g) + 10e- 10Cl- (ac) (Semirreaccin de Reduccin)
6Cl2 (g) + 12OH-(ac) 2ClO3-(ac) + 10Cl- (ac) + 6H2O(l)
Carga reactivos Carga Productos
-12 -12
Esta ecuacin posee nmeros estequiomtricos que son mltiplos entre
s, por lo que puede ser simplificada.En este caso debe ser
simplificada por dos.
3Cl2 (g) + 6OH-(ac) ClO3-(ac) + 5Cl- (ac) + 3H2O(l)
Carga reactivos Carga Productos
-6 -6
NOTA N5: Al igual que en medio cido, los pasos entregados
anteriormente, sirven como sugerencia para lograr un correcto
equilibrio de ecuaciones redox, como son sugerencias, estas reglas
no deben ser seguidas de manera estricta; La aplicacin de estas
sugerencias estar de acuerdo con el caso frente al cual se
encuentren: Ej: Para balancear la semirreaccin de oxidacin que
grafica la oxidacin de Aluminio Metlico (Al) a in aluminato
(Al(OH)4
-) en solucin acuosa tenemos:
Al (s) Al(OH)4-(ac)
El Aluminio en el Aluminio metlico posee E.O = 0, y en el In
Aluminato posee E.O = +3, por lo
cual ocurri una reduccin.
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Planteamos la siguiente tabla:
Elemento Reactivos Productos
Al 1 1
O 0 4
H 0 4
Como en este caso, en los productos hay el mismo exceso de
oxgeno e hidrgeno, Podemos omitir el paso N4 y el paso N6, por lo
cual agregamos directamente la cantidad de hidrgeno y oxgeno donde
hay un dficit, en forma de OH
-.
Al (s) + 4OH
-(ac) Al(OH)4
-(ac)
Elemento Reactivos Productos
Al 1 1
O 4 4
H 4 4
Procedemos a balancear las cargas de la ecuacin:
Al (s) + 4OH-(ac) Al(OH)4
-(ac)
Carga reactivos Carga Productos
-4 -1
Al (s) + 4OH
-(ac) Al(OH)4
-(ac) + 3e
-
Carga reactivos Carga Productos
-4 -4
NOTA GENERAL: Este mtodo es diseado para balancear ecuaciones
REDOX que sean ecuaciones inicas netas, es posible balancear
ecuaciones globales analizando de donde proviene cada uno de los
iones mostrados.
Algunas Preguntas frecuentes sobre reacciones REDOX
1- En un proceso REDOX Puede haber ms de una especie que se est
oxidando o
reduciendo? R: Si, en variados procesos pueden existir ms de un
agente oxidante o un agente reductor. Si se presentan estos casos,
en la semirreaccion de oxidacin o reduccin que corresponda se deben
escribir las especies con sus respectivos productos, y utilizar las
tcnicas de equilibrio que correspondan.
2- Puede una misma especie ser agente oxidante y agente reductor
al mismo tiempo?
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R: Si, existen casos donde una especie puede oxidarse y
reducirse a la vez, a este fenmeno se le conoce como dismutacin o
desproporcionacin del estado de oxidacin.
Ej: 3Cl2 (g) + 6OH-(ac) ClO3-(ac) + 5Cl- (ac) + 3H2O(l)
En este caso Cl2 se oxida y se reduce a la ves (es el agente
oxidante y reductor a la ves), por lo cual se dice que el gas cloro
(Cl2) dismuta o se desproporciona. Ahora en el caso contrario,
cuando el agente oxidante y el agente reductor, poseen un elemento
qumico en comn pero que tiene estados de oxidacin distintos y
producto de la reaccin qumica dan como producto, un compuesto que
posee al elemento con un nico estado de oxidacin. A este fenmeno se
le conoce como conmutacin o comproporcionacin del estado de
oxidacin.
Ej: IO3- (ac) + 5 I
-(ac) + 6H
+(ac) 3 l2 (g) + 3H2O(l)
En este caso IO3
- se reduce (Agente oxidante) e I
- se oxida (Agente Reductor) y ambas
especies dan como producto I2, por lo cual se dice que el in
yodato (IO3-) y el in yoduro (
I -) conmutan o comproporcionan.
EJERCICIOS
1- Determine el Estado de oxidacin de los siguientes elementos:
a) S en H2SO4 b) N en N2O5 c) B en H3BO3 d) P en H4P2O7 e) N en
NH4
+ f) V en VO3
-
g) Br en HBrO3 h) I en H5IO6 i) Ag en Ag2O j) C en HCO3- k) Mn
en KMnO4
2- Balancear las siguientes ecuaciones mediante el mtodo del in
electrn, identificando la
especie oxidada, la especie reducida, el agente oxidante y el
agente reductor:
A) Mo2O3 (s) + MnO4-(ac) + H2O (l) MoO42-(ac) + Mn2+(ac) +
H+(ac) pH = 0 (resp:5,6,1,10, 6, 2)
B) CrI3 (s) + BrO-(ac) + OH
-(ac) CrO4-2(ac) + IO3-(ac) + Br -(ac) + H2O (l) pH = 14
(2,21,10,2,6,21,5)
C) SCN-(ac) + Al (s) + H
+(ac) Al+3(ac) + NH4+(ac) + C(s) + H2S (g) pH = 0
(3,4,18,4,3,3,3)
D) P4 (s) + CIO3- (ac) + H
+(ac) H3PO4 (ac) + ClO2 (g) + H2O (l) pH = 0
(1,20,20,4,20,4)
E) V2O5 (s) + NH3OH+
(ac) + H+
(ac) VO2+(ac) + NO3-(ac) + H2O(l) pH = 0 (3,1,10,6,1,7) F)
Ni(CN)4
2-(ac)+ OH
-(ac)+ BrO
-(ac) NiO2 (s)+ CNO-(ac)+ Br -(ac)+ H2O (l) pH =14
(1,2,5,1,4,5,1)
G) MnO4-(ac) + OH
-(ac) MnO42-(ac) + O2 (g) + H2O (l) pH =14 (4,4,4,1,2)
H) Al (s) + OH-(ac) + AsO2
-(ac) + H2O (l) AsH3 (g) + AI(OH)4-(ac) pH =14 (2,1,1,5,1,2)
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TALLER N3
Cmo nombro los compuestos con los que trabajo? (Nomenclatura
Inorgnica)
Introduccin
En qumica existen demasiadas sustancias las cuales requieren
ciertos criterios para poder referirse a estas y distinguirlas de
otras, es por ello que durante la historia de la qumica, se ha
tenido la necesidad de elaborar cierta nomenclatura (reglas para
nombrar compuestos) dando cierta identidad a una infinidad de
compuestos qumicos. Para compuestos inorgnicos existen variados
tipos de nomenclaturas, entre estas encontramos la nomenclatura
tradicional y la nomenclatura lanzada por la Unin Internacional de
Qumica Pura y Aplicada (IUPAC) donde se optimiza la nomenclatura
tradicional, logrando una identificacin ms simple y cmoda de
diferentes sustancias qumicas. Tambin existe la nomenclatura comn,
donde se asigna nombres a los compuestos qumicos para su posterior
identificacin en el mbito del comercio. Objetivos:
Clasificar los compuestos inorgnicos, segn su composicin y
cantidad de elementos qumicos.
Nombrar los compuestos inorgnicos siguiendo las reglas de la
nomenclatura tradicional y IUPAC.
Fundamentos Tericos
Antes de introducirnos en el estudio de las nomenclaturas IUPAC
y tradicional es importante aclarar que ambas nomenclaturas tienen
como eje central al concepto de valencia; Esta corresponde a la
capacidad de un elemento qumico para combinarse con otros distintos
a el, formando enlaces qumicos, esta combinacin de elementos
qumicos es producida mediante los electrones de valencia los cuales
entre si forman enlaces qumicos. Esta valencia para un elemento
qumico puede ser cuantificada a valores enteros, correspondiendo a
los nmeros de electrones de los electrones de valencia, que son
utilizados para formar enlaces qumicos con tomos distintos a l. Las
valencias ms comunes para los diferentes compuestos inorgnicos se
dan a conocer en la siguiente tabla:
Tabla 1. Valencias de Metales y No metales ms
Caractersticos.
No Metales Metales
Nombre Smbolo Valencia Nombre Smbolo Valencia
Hidrgeno H 1 Litio Li 1
Sodio Na 1
Flor F 1 Potasio K 1
Cloro Cl 1,3,5,7 Plata Ag 1
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Bromo Br 1,3,5,7
Iodo I 1,3,5,7 Calcio Ca 2
Estroncio Sr 2
Oxgeno(x) O 2 Cinc Zn 2
Azufre S 2,4,6 Bario Ba 2
Selenio Se 2,4,6 Magnesio Mg 2
Telurio Te 2,4,6 Radio Ra 2
Cadmio Cd 2
Nitrgeno (**)
N 3,5
Fsforo P 3,5 Mercurio Hg 1,2
Arsnico As 3,5 Cobre Cu 1,2
Antimonio Sb 3,5
Boro B 3 Hierro Fe 2,3
Nquel Ni 2,3
Carbono (***)
C 2,4 Cobalto Co 2,3
Silicio Si 2,4
Cromo (*) Cr 2,3
Bismuto (*) Bi 5
Oro Au 1,3
Cromo (*) Cr 6
Manganeso (*)
Mn 3,4,6,7 Aluminio Al 3
Bismuto (*) Bi 3
Platino Pt 2,4
Plomo Pb 2,4
Estao Sn 2,4
Manganeso (*)
Mn 2,3
(*) Elementos Anfteros, Se comportan como Metal y no Metal (**)
Valencias ms comunes del nitrgeno para formulacin en nomenclatura
inorgnica.
(***) Valencias que posee el carbono en compuestos inorgnicos.
(x) En perxidos el oxgeno presenta valencia 1.
Clasificacin de los compuestos inorgnicos segn el nmero de
elementos Compuestos binarios: Se caracterizan por estas
constituidos por dos elementos diferentes, poseen como frmula
general MnNm, donde M es un elemento qumico que posee valencia de
valor m y N es un elemento qumico distinto a M con una valencia de
valor n.
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Para la formulacin de la mayora de los compuestos binarios hay
que tener presente lo siguiente:
Se escribe primero el elemento con ms baja electronegatividad
(M) y luego el de ms alta electronegatividad (N), la cantidad de
c/u ser las valencias intercambiadas (MnNm).
En casos donde n y m sean mltiplos entre s, estos deben
simplificarse por su mximo comn divisor (MCD). Ej de postulado 1
(ver tabla de valencias): Cl2O7, H2O, NaH, Ej de postulado 2 (ver
tabla de valencias): PbO2 (resulta de la simplificacin de Pb2O4,
ambas valencias se dividieron por el MCD que es 2)
Los compuestos binarios se pueden clasificar en xidos metlicos,
xidos no metlicos, perxidos, superxidos, oznidos, hidrcidos, sales
binarias, hidruros e hdridos voltiles.
a) xidos No Metlicos: Tambin conocidos como xidos cidos, se
componen de un no metal combinado con oxgeno, poseen como frmula
general N2On donde N es un no metal y n su valencia; en casos donde
la valencia del no metal sea par la formula general ser NOn/2. Como
nombrarlos segn la nomenclatura tradicional y la IUPAC.
Tradicional: Se empieza por la palabra Anhdrido seguido por el
nombre del no metal con algunos prefijos y sufijos, esto depender
de las valencias que posea el no metal y que valencia del no metal
se trate. Para ello se utilizan ciertas reglas las cuales se
detallan en el siguiente cuadro.
Tabla 2. Prefijos y sufijos que deben utilizarse en nomenclatura
tradicional para diferenciar compuestos que poseen la misma
composicin, dependiendo de la valencia.
N de Valencias del elemento
Rango de las Valencias.
Prefijo a Utilizar Terminacin a Utilizar
1 Valencia
nica Ico
2 Valencias
Menor Oso
Mayor Ico
3 Valencias
Menor hipo Oso
Media Oso
Mayor Ico
4 Valencias
Menor hipo Oso
Media menor Oso
Media mayor Ico
Mayor per Ico
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B2O3 Nombre Tradicional: El boro est actuando con valencia 3,
esta es su nica valencia, por lo tanto su nombre tradicional ser,
Anhdrido brico.
N2O5 Nombre tradicional: El nitrgeno en este caso est actuando
con valencia 5, el nitrgeno tiene 2 valencias (3 y 5), donde la
valencia 5 es la mayor, por lo tanto el nombre tradicio- nal ser
Anhdrido Ntrico. Cl2O Nombre tradicional: El cloro en este caso est
actuado con valencia 1; El cloro posee 4
valencias (1,3 5 y 7), por lo cual est actuando con la valencia
menor, por lo tanto, el nombre tradicional del compuesto ser
Anhdrido hipocloroso.
IUPAC: Se parte por la palabra xido de, seguido por el nombre
del no metal, en caso de que el no metal tenga ms de una valencia,
esta se seala con un nmero romano cerrado entre parntesis. Ej.:
B2O3 N2O5 Nombre IUPAC: xido de Boro. Nombre IUPAC: xido de
nitrgeno (V)
b) xidos Metlicos: Tambin conocidos como xidos bsicos, se
componen de un metal combinado con oxgeno, poseen como frmula
general M2Om, donde M es un elemento metlico y m su valencia; en
casos donde la valencia del metal sea par su frmula general ser
MOm/2. Como nombrarlos segn la nomenclatura tradicional y la IUPAC.
Tradicional: Se empieza por la palabra xido seguido por el nombre
del metal, con la terminacin ico u oso segn corresponda, sin
embargo algunos metales en nomenclatura tradicional, utilizan su
nombre en griego, aquellos metales se detallan en la siguiente
tabla:
Tabla 3. Elementos metlicos que en nomenclatura tradicional
utilizan su nombre en griego.
Nombre
Elemento Simbolo Nombre Griego Parte del nombre
griego que se utiliza en
nomenclatura tradicional.
Plata Ag Argenta Argent-
Plomo Pb Plumbus Plumb-
Cobre Cu Cuprum Cupr-
Oro Au Aurum Aur-
Hierro Fe Ferrum Ferr-
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Ej: Al2O3 Nombre Tradicional: El aluminio posee una sola
valencia (3), por lo cual el nombre tradicio- nal de este compuesto
es, xido Alumnico. Fe2O3 Nombre Tradicional: El hierro posee 2
valencias (2 y 3), en este caso est actuando con la valencia mayor,
por lo cual el nombre del compuesto es xido frrico.
IUPAC: Se empieza por la palabra xido de, seguido por el nombre
del metal. En caso de que el metal tenga ms de una valencia, esta
se seala con un nmero romano cerrado entre parntesis. Ej.: Al2O3
Fe2O3 Nombre IUPAC: xido de Aluminio. Nombre IUPAC: xido de Hierro
(III).
c) Perxidos: Al igual que los xidos metlicos se constituyen de
un metal (a excepcin del hidrgeno) y oxgeno, sin embargo en estos
casos el oxgeno presenta valencia uno, la cual se debe a que existe
un enlace oxgeno oxgeno (-O-O-) quedando cada oxgeno con valencia
uno; De ello se desprende que la formula general para la formulacin
de perxidos es M2(O2)m, donde M es el metal y m su valencia; En
caso de ser m un nmero par, este se simplifica con el 2 que est
como subndice del metal y no con el que posee el oxgeno como
subndice. Estos compuestos no se forman con todos los metales de la
tabla peridica, si no que con los contenidos en el grupo IA, IIA y
IB. Nomenclatura tradicional: Se empieza nombrando con la palabra
perxido seguido por el nombre del metal (o hidrgeno), aplicando lo
ya establecido en la tabla N2 y 3. Ej: BaO2 Na2O2 K2O2 Perxido
Brico Perxido Sdico Perxido Potsico. Nomenclatura IUPAC: Se empieza
nombrando con la palabra perxido de, seguido por el nombre del
metal (o Hidrgeno). Ej: H2O2 CaO2 HgO2 Perxido de Hidrgeno Perxido
de Calcio. Perxido de Mercurio (II)
d) Hidruros: Son uno de los pocos casos donde el hidrgeno es el
elemento ms electronegativo en un compuesto binario, se componen de
metal e hidrgeno, poseen como frmula general MHm. Nomenclatura
Tradicional: Se empieza nombrando con la palabra hidruro seguido
del nombre del metal aplicando lo establecido tanto en la tabla N2
y la tabla N3 segn corresponda. Ej: AlH3 NaH CaH2 Hidruro Alumnico
Hidruro Sdico Hidruro Clcico
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Nomenclatura IUPAC: Se empieza nombrando con la palabra hidruro
de, seguido del nombre del metal, en caso de que el metal posea
varias valencias, estas se indican con nmeros romanos. Ej: AlH3 NaH
CaH2 Hidruro de Aluminio Hidruro de Sodio Hidruro de Calcio.
e) Hidrcidos: Tambin conocidos como cidos binarios, son
compuestos muy voltiles y solubles en solventes polares como el
agua; Al disolverse en agua son capaces de disociarse liberando
iones H
+ en solucin, disminuyendo el pH del agua (de ah el nombre
de hidrcidos). Estos se componen por hidrgeno y un no metal de
los grupos VIA y VIIA de la tabla peridica. Poseen como frmula
general HnN donde N es un no metal de los grupos VIA y VIIA y n es
la valencia menor de estos. Nomenclatura Tradicional: Se comienza
nombrando con la palabra cido seguido por el nombre del no metal
con la terminacin hdrico. Ej: HCl H2S H2Se cido Clorhdrico cido
Sulfhdrico cido Selehdrico Nomenclatura IUPAC: Se comienza
nombrando con el nombre del no metal con la terminacin uro de,
seguido de las palabras de hidrgeno. Ej: HCl H2S H2Se Cloruro de
Hidrgeno Sulfuro de Hidrgeno Seleniuro de Hidrgeno.
f) Hdridos voltiles: Tambin son compuestos por hidrgeno y no
metales, la diferencia est en que los no metales son de los grupos
IIIA (boro), IVA y VA de la tabla peridica, tambin son compuestos
voltiles pero a diferencia de los hidrcidos estos son poco solubles
(VA) o no solubles (IVA) en solventes polares como el agua. Poseen
como frmula general NHn donde N es el no metal y n puede ser la
valencia menor para los no metales del grupo VA o la mayor para los
no metales del grupo IVA. La razn fundamental del porqu los
hidrgenos van a la derecha a pesar de que el no metal sea ms
electronegativo, es netamente para diferenciarlos de los hidrcidos
ya que los hidrgenos de estos compuestos son dbilmente o nulamente
cidos, ms bien, los hidridos voltiles que se forman entre hidrgeno
y un no metal del grupo VA, al poseer un par de electrones libres,
en solucin acuosa pueden captar un in H
+ del agua, actuando
como bases, elevando el pH de la solucin. Estos compuestos se
nombran de manera tradicional usando nombres comerciales,
generalmente para los hidridos voltiles que contienen no metales
del grupo VA se utiliza el nombre del no metal terminando en ina y
para los del IV y IIIA se utiliza el nombre del no metal con la
terminacin ano. Ej: NH3 PH3 AsH3 Amoniaco o Amina (*) Fosfina
Arsina. CH4 SiH4 BH3
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Metano(*) Silano Borano Compuesto orgnico ms simple. (*)
Compuestos que no siguen la regla de los nombres de los no
metales.
g) Sales Binarias: La mayor parte de las sales binarias son
derivadas de los hidrcidos, resultan de la reaccin qumica entre un
hidrcido y un hidrxido (compuesto ternario que ser visto ms
adelante). Estn compuestas de un metal y un no metal y poseen como
frmula general MnNm, donde M es un metal con valencia m y N es un
no metal con su menor valencia n, en caso de estas valencias sean
mltiplos entre s, se dividen por su mximo comn divisor.
Nomenclatura Tradicional: Se comienza nombrando con el nombre del
no metal con la terminacin uro, luego el nombre del metal con la
terminacin ico u oso segn corresponda.(usando lo estipulado en la
tabla N2 y 3) Ej: NaCl K2S CuS Cloruro Sdico Sulfuro Potsico
Sulfuro Cprico. Nomenclatura IUPAC: Se comienza nombrando con el
nombre del no metal con la terminacin uro de, seguido por el nombre
del metal, en caso de que el metal posea varias valencias esta se
indica con nmeros romanos. Ej: NaCl K2S CuS Cloruro de Sodio
Sulfuro de Potasio Sulfuro de Cobre (II).
Compuestos Ternarios: Se caracterizan por estar constituidos por
tres elementos diferentes entre s. Los compuestos ternarios ms
simples son derivados de compuestos binarios, el resto de los
compuestos ternarios son derivados de otros compuestos ternarios.
Los compuestos ternarios se pueden clasificar en: hidrxidos,
oxcidos, oxisales y sales amnicas ternarias.
a) Hidrxidos: Se forman a partir de la reaccin qumica entre un
xido metlico y agua, poseen como frmula general M(OH)m, donde M es
un metal y m su valencia. La ecuacin general de formacin de estos
compuestos es:
Donde x es una cantidad de agua necesaria para balancear
estequiomtricamente la ecuacin qumica. Nomenclatura Tradicional: Se
comienza nombrando la palabra hidrxido seguido del nombre del metal
con la terminacin ico u oso segn corresponda (aplicando lo
estipulado en la tabla N2 y 3)
Ej:
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NaOH: Hidrxido Sdico.
Fe(OH)2: Hidrxido Ferroso Nomenclatura IUPAC: Se comienza
nombrando la palabra hidrxido de, seguido por el nombre del metal,
si posee ms de una valencia esta se indica con nmeros romanos. Ej:
NaOH Fe(OH)2 Hidrxido de Sodio Hidrxido de Hierro (II)
b) Oxcidos: Tambin conocidos como cidos ternarios, se forman a
partir de la reaccin qumica entre un xido no metlico y una molcula
de agua. Poseen como frmula general HaNbOc, donde N es un no metal,
donde a, b y c son la suma de todos los elementos producto de la
combinacin de ambos compuestos, en caso de que los nmeros a, b y c
sean mltiplos entre s, se deben simplificar por su mximo comn
divisor (MCD).
Ej: Esos nmeros 2 deben ser simplificados, por lo que la frmula
resultante sera HClO:
Otro ejemplo:
Nomenclatura Tradicional (Aceptada por la IUPAC): Se analiza el
xido no metlico del cual proviene el oxcido, luego se cambia la
palabra anhdrido por la palabra cido. Ej: Cl2O HClO Anhdrido
hipocloroso por lo que cido Hipocloroso. SO3 H2SO4 Anhdrido
Sulfrico por lo que cido Sulfrico. Excepciones: Los xidos no
metlicos de los no metales B, P, As y Sb pueden absorber ms de una
molcula de agua, originando tres tipos diferentes de oxcidos:
Meta-cidos: Se originan cuando los xidos mencionados reaccionan con
una sola molcula de agua.
(Se debe simplificar)
Piro-cidos: Se originan cuando los xidos mencionados reaccionan
con dos molculas de agua.
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Orto-cidos: Se originan cuando los xidos mencionados reaccionan
con tres molculas de agua.
(Se debe simplificar)
Al Nombrarlos, tambin debemos fijarnos de que xido no metlico
proviene estos cidos, cambiamos la palabra anhdrido por la palabra
cido, y previo al nombre del no metal agregamos como prefijos las
palabras meta, piro u orto segn corresponda al caso; Para el caso
de los orto-cidos el prefijo orto puede ser omitido. Ej: P2O5
Anhdrido fosfrico.
Por lo que.
HPO3 H4P2O7 H3PO4 cido Metafosfrico cido Pirofosfrico cido
Ortofosfrico o cido fosfrico. Nota: Algunos oxcidos solo existen
tericamente, sirviendo de apoyo para encontrar nombres de algunas
oxisales.
c) Oxisales: Tambin conocidas como sales ternarias, son
derivadas de los oxcidos y se constituyen de un metal, un no metal
y oxgeno; Se obtienen de la reaccin qumica entre un oxcido y un
hidrxido formando la oxisal respectiva y molculas de agua. Poseen
como frmula general Ma(NbOc)m donde:
M es un metal que tiene una valencia de valor m
N es el no metal presente en el oxcido, donde b y c es la
cantidad de no metal y oxgeno que hay en el oxcido original.
a es la cantidad de hidrgenos presentes en el oxcido original.
En caso de que a y m sean mltiplos entre s, estos deben
simplificarse por su MCD, nunca deben simplificarse a con los
nmeros contenidos en b o en c. Ejemplos: Si tenemos la siguiente
oxisal NaNO3, esta es derivada de HNO3, como el sodio tiene
valencia 1, y hay un solo hidrgeno a y m valen 1. S tenemos a
BaSO3, esta oxisal es derivada de H2SO3, el bario tiene valencia 2
y el oxcido original posee 2 hidrgenos, esto quiere decir que a y m
valen 2, como ambos nmeros son iguales estos se simplifican
quedando como BaSO3.
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Nomenclatura Tradicional: Se analiza de que oxcido proviene la
sal a nombrar, luego de identificado el oxcido, se toma la parte
del nombre del oxcido que contiene al no metal, cambiando la
terminacin ico por ato y oso por ito, continuando con el nombre del
metal con la terminacin ico y oso segn corresponda (Seguir lo
enunciado en la tabla N2 y 3) Ej: NaNO3 viene de HNO3 Nitrato Sdico
cido Ntrico BaSO3 viene de H2SO3 Sulfito Brico cido Sulfuroso.
Fe(ClO4)3 viene de HClO4 Perclorato frrico cido Perclrico.
Nomenclatura IUPAC: Se analiza de que oxcido proviene la sal a
nombrar, luego de identificado el oxcido, se toma la parte del
nombre del oxcido que contiene al no metal, cambiando la terminacin
ico por ato y oso por ito, posteriormente se agrega la palabra de,
seguida por el nombre del metal, en caso de que el metal posea ms
de una valencia, esta se indica en nmeros romanos. Ej: NaNO3 viene
de HNO3 Nitrato de Sodio cido Ntrico BaSO3 viene de H2SO3 Sulfito
de Bario cido Sulfuroso. Fe(ClO4)3 viene de HClO4 Perclorato de
Hierro (III) cido Perclrico.
d) Sales Ternarias Amnicas: Se obtienen de la reaccin qumica
entre el amoniaco (NH3) y un hidrcido, tienen como frmula general
(NH4), donde es un no metal y es su menor valencia, de forma ms
simple, se remplaza los hidrgenos de los hidrcidos por grupos
(NH4). Nomenclatura Tradicional: Se comienza nombrando al no metal
con la terminacin uro seguido por el trmino Amnico. Ej: NH4Cl
(NH4)2S Cloruro Amnico Sulfuro Amnico. Nomenclatura IUPAC: Se
comienza nombrando al no metal con la terminacin uro seguido por
las palabras de Amonio. Ej: NH4Cl (NH4)2S Cloruro de Amonio Sulfuro
de Amonio.
e) Sales cidas derivadas de Hidrcidos: Son aquellas sales que
son derivadas de un hidrcido que contiene a un no metal del grupo
VIA, se producen por la reaccin incompleta entre un hidrxido y un
hidrcido de los ya mencionados, reaccionando solo uno de los
hidrgenos de estos (Por ejemplo H2S). Poseen como frmula general
M(HN)m
Regla Nemotcnica: El Oso toca el Pito Por el Pico come el
Pato
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donde M es un metal con valencia m y N el no metal proveniente
del hidrcido (puede ser S, Se y Te). Nomenclatura Tradicional: Se
comienza nombrando al no metal con la terminacin uro, continuando
con la palabra hidrgeno terminando con el nombre del metal con la
terminacin ico y oso segn corresponda (Tabla N2 y 3). Tambin puede
escribirse antes del nombre del no metal el prefijo bi omitiendo la
palabra hidrgeno: Ej: NaHS Mg(HSe)2 Al(HTe)3 Sulfuro hidrgeno Sdico
Seleniuro hidrgeno Magnsico Teleruro hidrgeno alumnico o Bisulfuro
Sdico o Biseleniuro Magnsico o Biteleruro alumnico. Nomenclatura
IUPAC: Se comienza nombrando al no metal con la terminacin uro,
continuando con la palabra hidrgeno de terminando con el nombre del
metal, si posee ms de una valencia, esta debe ser indicada con
nmeros romanos. Tambin puede escribirse antes del nombre del no
metal el prefijo bi omitiendo la palabra hidrgeno. Ej: NaHS
Mg(HSe)2 Sulfuro hidrgeno de Sodio Seleniuro hidrgeno de Magnesio o
Bisulfuro de Sodio o Biseleniuro de Magnesio
Al(HTe)3 Teleruro hidrgeno de Aluminio o Biteleruro de
Aluminio.
Compuestos Cuaternarios: Estn constituidos por cuatro elementos
qumicos diferentes, son derivados de los compuestos ternarios por
lo que se nombran de manera similar; de estos se destacan las
Oxisales cidas y las Sales Amnicas Cuaternarias.
a) Oxisales cidas: Son derivadas de los oxcidos que poseen dos o
ms hidrgenos, al igual que las sales cidas derivadas de hidrcidos,
estas son el producto de reaccin qumica incompleta entre un
hidrxido y un oxcido con las caractersticas mencionadas
anteriormente. Poseen como frmula general Ma(HdNbOc)m donde:
M es un metal que tiene una valencia de valor m
N es el no metal presente en el oxcido, donde b y c es la
cantidad de no metal y oxgeno que hay en el oxcido original.
a es la cantidad de hidrgenos remplazados del oxcido original y
d la cantidad de hidrgenos conservados del oxcido original. En caso
de que a y m sean mltiplos entre s, estos deben simplificarse por
su MCD, nunca deben simplificarse a con los nmeros contenidos en b,
c y d. Ejemplos: Si tenemos la siguiente oxisal cida NaHCO3, esta
es derivada de H2CO3, como el sodio tiene valencia 1, y hay un solo
hidrgeno remplazado a y m valen 1. S tenemos a FeHPO4, esta oxisal
es derivada de H3PO4, el hierro tiene valencia 2 en este caso y el
oxcido original posee 2 hidrgenos remplazados, esto quiere decir
que a y m valen 2, como ambos nmeros son iguales estos se
simplifican quedando como FeHPO4.
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Nomenclatura Tradicional: Se analiza de que oxcido proviene la
sal cida a nombrar, luego de identificado el oxcido, se toma la
parte del nombre del oxcido que contiene al no metal, cambiando la
terminacin ico por ato y oso por ito, continuando con la palabra
hidrgeno indicando como prefijo la cantidad de hidrgenos
conservados del oxcido original (mono, di, tri, tetra, etc.), luego
se indica el nombre del metal con la terminacin ico y oso segn
corresponda (Seguir lo enunciado en la tabla N2 y 3). En casos
donde el oxcido original sea uno que posea dos hidrgenos y solo uno
sea remplazado, se puede omitir la palabra hidrgeno, agregando al
nombre del no metal el prefijo bi. Ej: NaHCO3 FeHPO4 Carbonato
hidrgeno Sdico. Ortofosfato hidrgeno ferroso o Bicarbonato Sdico.
Fe(H2PO4)3 Ortofosfato dihidrgeno frrico.
Nomenclatura IUPAC: Se analiza de que oxcido proviene la sal
cida a nombrar, luego de identificado el oxcido, se toma la parte
del nombre del oxcido que contiene al no metal, cambiando la
terminacin ico por ato y oso por ito; Se continua nombrando las
palabras hidrgeno de indicando en la palabra hidrgeno los prefijos
que indiquen la cantidad de hidrgenos conservados del oxcido
original (mono, di, tri, tetra, etc.), luego se indica el nombre
del metal, si el metal posee ms de una valencia esta debe indicarse
en nmeros romanos. En casos donde el oxcido original sea uno que
posea dos hidrgenos y solo uno sea remplazado, se puede omitir la
palabra hidrgeno, agregando al nombre del no metal el prefijo bi.
Ej: NaHCO3 FeHPO4 Carbonato hidrgeno de Sodio Ortofosfato hidrgeno
de hierro (II) o Bicarbonato de Sodio Fe(H2PO4)3 Ortofosfato
dihidrgeno de hierro (III).
b) Sales Amnicas Cuaternarias: Son producto de la reaccin qumica
entre el amoniaco (NH3) y un oxcido (HabOc). Tienen como frmula
general (NH4)abOc donde:
(NH4) es el grupo amonio
es el no metal presente en el oxcido, donde b y c es la cantidad
de no metal y oxgeno que hay en el oxcido original.
a es la cantidad de hidrgenos remplazados del oxcido original
por el grupo amonio, Nomenclatura Tradicional: Se analiza de que
oxcido proviene la sal amnica a nombrar, luego de identificado el
oxcido, se toma la parte del nombre del oxcido que contiene al no
metal, cambiando la terminacin ico por ato y oso por ito,
continuando con la palabra amnico. Ej: NH4NO3 viene de HNO3 Nitrato
Amnico cido Ntrico
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(NH4)2SO3 viene de H2SO3 Sulfito Amnico cido Sulfuroso. NH4ClO4
viene de HClO4 Perclorato Amnico cido Perclrico. Nomenclatura
IUPAC: Se analiza de que oxcido proviene la sal amnica a nombrar,
luego de identificado el oxcido, se toma la parte del nombre del
oxcido que contiene al no metal, cambiando la terminacin ico por
ato y oso por ito, posteriormente se agrega las palabras de
amonio.
Ej: NH4NO3 viene de HNO3 Nitrato de Amonio cido Ntrico (NH4)2SO3
viene de H2SO3 Sulfito de Amonio cido Sulfuroso. NH4ClO4 viene de
HClO4 Perclorato de Amonio cido Perclrico.
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EJERCICIOS NOMENCLATURA
I- A partir de las siguientes formulas, escriba el nombre del
compuesto inorgnico, tanto en
nomenclatura tradicional como IUPAC:
Frmula Qumica Nombre tradicional Nombre IUPAC
Al2O3
NaBr
HI
HBrO
(NH4)2SO4
KClO4
N2O3
BaH2
Cs2O2
Ba(HS)2
KMnO4
H4As2O7
AgCl
CuSO4
MnO2
Cl2O5
K2HPO4
H3PO3
Cu(OH)2
NH4ClO
Cu2O
CO
LiH
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II- Deducir la frmula qumica, a partir de los siguientes
nombres:
Nombre compuesto Frmula
Anhdrido Sulfuroso
cido Perydico
Yoduro de Amonio
Sulfato de hierro (III)
cido Bromhdrico
Cloruro Csico
Pirofosfato de Magnesio
Bicarbonato de litio
xido Mercrico
Ortofosfito hidrgeno Cprico
Hidrxido Estanoso
xido de Boro
Perxido Clcico
Hidruro Berlico
xido de Carbono (IV)
cido Metabrico
Hidrxido de Cobalto (II)
cido Telrico
Yoduro de Amonio
Yodato de Cobre (II)
Perxido de Hidrgeno
Sulfuro de Sodio
cido Telurhdrico
xido Niqueloso
Sulfato Hidrgeno de Niquel (II)
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LABORATORIOS
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INTRODUCCIN AL LABORATORIO DE QUMICA INORGNICA La qumica
inorgnica descriptiva es aquella rama de la qumica inorgnica que se
encarga de estudiar las propiedades qumicas de los diferentes
elementos qumicos y sus derivados compuestos qumicos, para ello se
utilizan variados tipos de reacciones qumicas, destacando las
reacciones de tipo cido base, xido reduccin, de precipitacin y de
formacin de compuestos de coordinacin. La qumica inorgnica
descriptiva es una buena herramienta para el anlisis qumico
cualitativo (Qumica Analtica Cualitativa), permitiendo identificar
a varios elementos a partir de reacciones caractersticas. En los
siguientes laboratorios nos enfocaremos en analizar los tipos de
reacciones mencionadas en el primer prrafo, desarrollando
herramientas necesarias para ser aplicadas en cursos posteriores.
Objetivos:
Reconocer e interpretar las diferentes tipos reacciones qumicas
que sufren elementos y compuestos qumicos.
Utilizar correctamente datos empricos para la interpretacin de
algunos sucesos qumicos.
Escribir ecuaciones qumicas acorde a lo interpretado en las
actividades experimentales del laboratorio.
Elaborar procedimientos experimentales para resolver situaciones
problemas, acordes a lo interpretado en el laboratorio.
Los temas a estudiar estn dados en la siguiente secuencia:
LAB N1: CLASIFICACIN DE SUSTANCIAS COMO CIDOS O BASES
LAB N2: REACCIONES DE HIDRLISIS DE CATIONES Y ANIONES.
LAB N3: FORMACIN DE COMPUESTOS POCO SOLUBLES.
LAB N4: FACTORES QUE AFECTAN LA REDISOLUCIN DE COMPUESTOS POCO
SOLUBLES.
LAB N5: REACCIONES DE XIDO - REDUCCIN.
LAB N6: APLICACIONES DE LAS REACCIONES DE XIDO - REDUCCIN.
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LABORATORIO N1
CLASIFICACIN DE SUSTANCIAS COMO CIDOS Y BASES (TEORAS CIDO BASE
DE BRONTED Y LEWIS)
Fundamentos tericos Teora cidoBase de Brnsted-Lowry: La teora de
Arrhenius era una teora que explicaba bien el comportamiento de los
cidos en la naturaleza, sin embargo se observ que haba compuestos
que no posean OH pero que si posean caractersticas bsicas, como la
textura jabonosa o que tean de azul al papel tornasol; esto motiv
en 1923 al dans Johannes Brnsted y paralelamente al britnico Thomas
Lowry, a enunciar una nueva teora cido base. A partir de esta teora
salen las siguientes definiciones de cido y de Base: cido: Es
aquella sustancia que es capaz de ceder un in H
+ al medio (algo similar a la teora de
Arrhenius). Ej: HCl(ac) H
+(ac) + Cl
-(ac)
H2SO4(ac) 2H+
(ac) + SO4-2
(ac)
H3PO4(ac) 3H+
(ac) + PO4-3
(ac)
CH3COOH(ac) H+
(ac) + CH3COO-(ac)
Bases: Son Aquellas sustancias que aceptan un in hidrgeno (H
+) del medio.
Ej: NH3(ac) + H
+(ac) NH4
+(ac)
OH-(ac) + H
+(ac) H2O(l)
PO4-3
(ac) + H+
(ac) HPO4-2
(ac)
H+
(ac) + CH3COO-(ac) CH3COOH(ac)
Si los cidos son los que ceden los H
+ y las bases son las que los captan, se desprende que debe
haber una transferencia de iones H+ desde el cido hacia la base,
por lo cual estas reacciones
deben ser simultaneas, es decir una sustancia no sera cida si no
posee a una sustancia que sea capaz de captar el in que este cede.
Por lo tanto esta teora tambin propone reacciones entre cidos y
bases. Ej. de reacciones. NH3(ac) + CH3COOH(ac) NH4
+(ac) + CH3COO
-(ac)
Base cido
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HSO4
-(ac) + F
-(ac) HF(ac) + SO4
-2(ac)
cido Base CH3COO
-(ac) + H2O(ac) OH
-(ac) + CH3COOH(ac)
Base cido HCl(ac) + H2O(ac) H3O
+(ac) + Cl
-(ac)
cido Base Si hacemos el supuesto de que estas reacciones son
reversibles, los compuestos que aceptaron un in H
+ pueden cederlo, y los compuestos que cedieron un H
+ desde un principio, podran volver
al recuperarlo, por lo que se puede inferir es que, al captar la
base un H+ esta se transforma en un
nuevo cido el cual puede volver a ceder ese H+ a este acido
generado se le denomina cido
conjugado, por tanto, cuando un cido cede un H+, este genera una
nueva base, la cual puede
volver a captar el H+ que inicialmente cedi, a esta nueva base
se le denomina base conjugada.
Para los ejemplos dados anteriormente. Caso 1 El NH3 es la Base,
la cual capt un H
+ del CH3COOH, gracias a esto se gener el NH4
+ el cual es el
cido conjugado de la base (NH3) ya que este puede ceder el H+
que posee.
El CH3COOH es el cido, el cual cedi un H
+ al NH3, gracias a esto se convirti en CH3COO
- el
cual es la base conjugada del cido (CH3COOH) ya que esta puede
captar el H+ que posea.
Caso 2 El F
- es la Base, el cual capt un H
+ del HSO4
-, gracias a esto se gener el HF el cual es el cido
conjugado de la base (F-) ya que este puede ceder el H
+ que posee.
El HSO4
- es el cido, el cual cedi un H
+ al F
-, gracias a esto se convirti en SO4
-2 el cual es la
base conjugada del cido (HSO4-) ya que esta puede captar el
H
+ que posea.
Tarea: Realizar dicho anlisis para los casos 3 y 4.
Si nos fijamos en los ejemplos dados en a y b el H2O se comporta
como cido en el caso 1 y como base en el caso 2, a las sustancias
que se comportan como cidos y como bases se les denomina
anfolito.
Tipos de nfolitos: Existen 2 tipos de clasificaciones de
Anfolitos: a) Anfiprticos: Es aquella sustancia que no posee carga
elctrica pero se pueden comportar
como cidos o como bases de Brnsted - Lowry.
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El Anfiprtico por excelencia es el Agua (H2O) la cual puede
actuar como cido o como base, e inclusive reaccionar con ella
misma.
H2O + H2O H3O+
+ OH-
b) Anfolitos Cargados negativamente que poseen hidrgenos a la
izquierda: hay algunos
casos donde molculas si poseen carga negativa lo que les permite
atraer un hidrgeno, pero a la vez poseen hidrgenos los cuales
pueden ser cedidos. Ej.
HPO4-2
+ H2O PO4-3
+ H3O+ (Reaccin de HPO4
- como cido)
HPO4
-2 + H2O H2PO4
- + OH
- (Reaccin de HPO4
- como base)
Teora cidoBase de Lewis Gilbert Lewis, fue uno de los grandes
cientficos que hizo grandes aportes con respecto a la teora del
enlace qumico, elaborando una regla de puntos y cruces para
simbolizar los electrones de valencia de un determinado elemento y
los posibles enlaces que se pueden dar con otros elementos formando
compuestos. Para poder elaborar estructuras de Lewis es
imprescindible saber los electrones de valencia que poseen algunos
elementos de la tabla peridica, para ello nos podemos guiar por la
configuracin electrnica. Si bien sabemos, gracias a la configuracin
electrnica es posible ordenar a los elementos qumicos en la tabla
peridica, es a travs de esta otra manera de obtener los electrones
de valencia. Para los elementos representativos es posible saber
los electrones de valencia a travs del grupo en el que estn
clasificados en la tabla peridica. Ej. El Hidrgeno (H) est en el
grupo I-A (recordar que los elementos que poseen la letra A son los
elementos representativos), por lo que posee solo 1 electrn de
valencia. El Flor (F) est en el grupo VII A por lo que posee 7
electrones de valencia. Algunas estructuras de Lewis segn su grupo
en la tabla peridica se muestran en la siguiente tabla:
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Cuando los elementos qumicos poseen 8 electrones en su alrededor
estn adquiriendo una configuracin electrnica de un gas noble, lo
cual les da estabilidad, por lo tanto los elementos qumicos se van
combinando con otros formando enlaces inicos o covalentes para as
obtener los 8 electrones, a esta regla se le conoce como regla del
octeto. Para el caso del Hidrgeno, su gas noble ms cercano es el
Helio el cual posee 2 electrones, llenando la primera capa
electrnica, por lo que el hidrgeno tratar de alcanzar la
configuracin electrnica del Helio, esta regla para el hidrgeno se
le conoce como regla del dueto. Ej: Sabemos que el Hidrgeno est en
el grupo IA por lo que tiene un electrn de valencia, y el nitrgeno,
est en el grupo VA por lo que posee 5 electrones de valencia, si se
combinan 3 hidrgenos con una molcula de amoniaco tenemos:
Si nos fijamos, el hidrgeno posee 2 electrones a su alrededor
por lo que est cumpliendo la regla del dueto, adems, el nitrgeno
posee 8 electrones a su alrededor por lo cual est cumpliendo la
regla del octeto. Ahora si analizamos el caso de la formacin del
BF3 tenemos:
Si nos damos cuenta alrededor del Flor hay 8 electrones por lo
cual este cumple con la regla del octeto, sin embargo si nos
fijamos en el Boro, alrededor del hay 6 electrones, por lo cual no
cumple con la regla del octeto, ya que tiene un dficit de
electrones. Al observar a este compuesto Lewis se dio cuenta, que
este tiene un dficit de un par de electrones al igual que el in
H
+, por lo cual en 1923 Lewis define su teora cido base, en la
cual
se da nfasis a un intercambio electrnico, no como en la teora de
Brnsted-Lowry que se le daba nfasis a intercambio de H
+, por lo