lunes, 11 de noviembre de 2013

Enlace ionico.

Este tipo de enlace es aquel que resulta de la atracción electrostática entre un catión y un anión.





Cristal
Durante la formación de un compuesto iónico, los iones positivos y negativos están empaquetados en un patrón regular repetitivo que equilibra las fuerzas de atracción y repulsión entre los iones. Este empaquetamiento de partículas forma un cristal iónico. 
En el cristal co-existen un gran número de iones positivos y negativos. La fuerte atracción de iones positivos y negativos en un compuesto iónico genera una red cristalina, la cual es una organización geométrica tridimensional de partículas. En dicha red, cada ión positivo está rodeado de iones negativos y cada uno de éstos está rodeado de iones positivos. Dado que las fuerzas eléctricas son de mayor intensidad es necesario un gran aporte energético para separar sus iones. Por lo tanto en los compuestos iónicos no hay moléculas individuales sino que se forman estructuras cristalinas sólidas a temperatura ambiente. Debido a que los enlaces iónicos son relativamente fuertes los cristales generados requieren una gran cantidad de energía para dividirse, por lo tanto, los cristales iónicos tienen altos puntos e fusión y ebullición comparados con los de las sustancias covalentes. 

viernes, 8 de noviembre de 2013

Oxígeno sobre elementos

Dicho proceso, conocido como oxidación, lo podemos observar en las tuberías, en la herrería y es relevante en las industrias de la construcción y marítima, ya que ésta última tiene un gasto de millones de pesos al año para combatirla. La oxidación también tiene que ver con la combustión que usas a diario al calentar alimentos en la estufa ó el agua para bañarte, así como la que ocurre en el motor de los automóviles y, en la síntesis de algunos medicamentos.

El oxígeno es el elemento más abundante en el planeta Tierra, constituye aproximadamente el 50% en masa de la corteza terrestre y forma el 21% en volumen de la atmósfera; es componente activo del aire, se encuentra presente en el agua y como óxidos con otros elementos.

Un ejemplo de las reacciones del oxígeno con un metal, es la que ocurre con el magnesio al someterlo a la reacción de oxidación en una flama, pues desprende una intensa luz blanca y se convierte en un sólido blanco muy frágil; el producto de esta reacción es un óxido metálico llamado óxido de magnesio.



Todo cambio químico puede ser descrito a través de una ecuación que nos muestra las transformaciones  que ocurren cuando interactúan dos o más sustancias entre sí. Se puede tomar como ejemplo el carbono, cuando éste es sometido a la reacción de oxidación en la flama, se lleva a cabo su combustión y se desprende un gas llamado monóxido de carbono, en el caso de su valencia de menor valor; en la otra posibilidad cuando la valencia de intercambio del carbono es la mayor, forma el dióxido de carbono. En ambas reacciones hay desprendimiento de energía, el producto de estas reacciones son óxidos no metálico



Reacciones de óxido con agua

 En el caso de los óxidos metálicos cuando interactúan con agua forman hidróxidos



Los óxidos no metálicos en presencia de agua forman ácidos del tipo oxiácido.


Laboratorio virtual. 

Nomenclatura

Actualmente se aceptan tres sistemas de nomenclatura donde se agrupan y nombran a los compuestos inorgánicos:
  • Sistema de nomenclatura estequimétrico ó sistemático de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada, (IUPAC).
  • Sistema de nomenclatura funcional, clásico ó tradicional.
  • Sistema de nomenclatura Stock.

Óxidos metálicos. 

Se nombra con la palabra genérica óxido seguido de la preposición de enseguida el nombre del metal con el que se combinó, por ejemplo: óxido de calcio.

Cuando el metal presenta más de una valencia se nombran con la palabra genérica "óxido" seguida de la preposición de y después el nombre del metal, escribiendo entre paréntesis con número romano el valor de la valencia.
Nomenclatura clásica o tradicional.
Estos mismos compuestos se pueden nombrar con la palabra génerica a "óxido" seguida del nombre del metal con el sufijo 'oso' para el valor menor de la valencia y con el sufijo 'ico' cuando el valor de su valencia es mayor



La IUPAC determina que estos compuestos se nombran a partir de la cantidad de elementos que los constituyen.
NiO se nombra Monóxido de níquel y el Ni2O3 Trióxido de diníquel

Óxidos ácidos. 

Son combinaciones del oxígeno con un no metal y al reaccionar con agua producen ácidos del tipo oxiácido.
Nomenclatura Stock

Se nombra con la palabra óxido seguida de la preposición de, a continuación el nombre del no metal expresando con número romano el valor de la valencia con la que interactuó con el oxígeno.


Nomenclatura clásica ó tradicional

Este mismo tipo de compuestos, también se pueden nombrar con la palabra genérica anhídrido seguida del nombre del no metal con el sufijo oso para el valor de la menor valencia e ico para el valor de la mayor valencia, por ejemplo:

Cuando el no metal presenta más de dos valencias como es el caso del cloro se conservan los sufijos de la regla anterior y se utilizan además: el prefijo hipo proveniente del griego "hypo" que significa inferior o debajo, y el prefijo hiper o per del griego "hyper" que significa mayor o superior, por ejemplo:


 
Nomenclatura IUPAC

Este tipo de compuestos se nombran a partir de la cantidad de elementos que constituyan a su representación simbólica, empleando las raíces griegas de los números correspondientes

Hidróxidos

Una de las principales aplicaciones de las bases o hidróxidos es en la fabricación de los jabones que usamos a diario en casa.

Nomenclatura Stock
Cuando ya se tiene un óxido metálico, al combinarse con agua forma un hidróxido, también conocido como base.

 
Nomenclatura clásica ó tradicional
Se conserva la misma nomenclatura para nombrar a los compuestos derivados de los óxidos metálicos formando los hidróxidos correspondientes y también se conservan los sufijos “oso” para el valor menor de la valencia e “ico” para el valor mayor.

Nomenclatura IUPAC
Se conserva la misma nomenclatura, es decir, considerando la cantidad de elementos que constituyen el compuesto, por ejemplo:
Puedesacudir a un recurso didáctico sencillo: combinar directamente el metal en forma de ion positivo con el radical hidroxilo con valencia 1-  (OH)1-

Ácidos

Cuando se tiene un óxido no metálico, al combinarse con agua forma un ácido de tipo oxiácido, se llaman oxiácidos porque en su composición está presente el oxígeno y la calidad ácida será determinada por la presencia del hidrógeno.
Nomenclatura Stock
Se nombra al no metal con el sufijo atoseguida del valor de la valencia del no metal y por último se agrega de hidrógeno.


Nomenclatura clásica ó tradicional

Si observas, cuando los óxidos no metálicos se combinan con agua por síntesis o adición forman su ácido correspondiente, derivando su nombre del anhídrido del cual provenían, se pierde la palabra anhídrido, se cambia por ácido y conserva el nombre del anhídrido originario.


Nomenclatura IUPAC
Se conserva la misma nomenclatura, es decir, considerando la cantidad de elementos que constituyen el compuesto, por ejemplo:


Hidrácidos

Este tipo de compuestos se forman con la combinación de un hidrógeno (H+) como ión positivo y un no metal (NM-) como ión negativo.
 
Nomenclatura Stock
Se nombran con el nombre del no metal con sufijo uro seguida de la preposición de y finalmente la palabra hidrógeno, en estado natural. 

 
Nomenclatura tradicional e IUAPAC
En este caso convergen la nomenclatura clásica o tradicional y la de IUPAC, en éstas se nombran con la palabra genérica ácido seguida del nombre del no metal con el que se combinó y con el sufijo hídrico,en disolución acuosa, 


Balanceo

 Contar el número de elementos existentes en dicha ecuación de lado de los reactivos y del lado de los productos, empezando por: metales, no metales, dejando para el final al oxígeno e hidrógeno (en caso de que la ecuación los contenga).
Al hacer el conteo de cada lado, se recomienda indicar con coeficientes la igualación de la cantidad de átomos de los elementos que intervienen en la representación de una reacción química.
Se aprecia la presencia de un aluminio de lado de los reactivos y dos del lado de los productos, por lo que es necesario colocar un coeficiente de dos en el aluminio del lado de los reactivos para igualar la cantidad del metal aluminio en ambos lados de la ecuación.
A continuación contar el no metal, oxígeno de ambos lados de la ecuación, por inspección se observa que del lado de los reactivos se requiere un coeficiente tres y de dos en el compuesto óxido de aluminio con el fin de igualar la cantidad de oxígenos tanto de reactivo como de producto.
Se contabiliza nuevamente el aluminio, observando que se alteró en cantidad de átomos de este elemento, por lo que ahora es necesario tener cuatro aluminios del lado de los reactivos en lugar de dos, con el fin de equilibrar la cantidad de átomos del elemento aluminio en reactivos y en productos.

Balanceo de un fenómeno de neutralización 
Se aprecia la presencia de un calcio de lado de los reactivos y tres del lado de los productos, por lo que es necesario colocar un coeficiente de tres en el reactivo hidróxido de calcio, para igualar la cantidad del metal calcio en ambos lados de la ecuación.
A continuación contar el no metal fósforo de ambos lados de la ecuación, por inspección se observa que del lado de los reactivos se requiere un coeficiente dos en el ácido fosfórico con el fin de igualar la cantidad de fósforo tanto de reactivo como de producto (2 fósforos en reactivo y 2 en producto).
Se contabilizan los oxígenos presentes en la ecuación, del lado de los reactivos en donde hay 8 = (x 4) en el ácido fosfórico y 6 = (3 x 2) en el hidróxido de calcio, dando un total de 14 oxígenos y del lado de los productos se contabilizan 8= (4 x 2), en el fosfato de calcio, por lo que se requiere colocar un coeficiente de seis antes del agua para alcanzar la igualdad de oxígenos (14).
Finalmente se cuenta la cantidad de hidrógenos para observar su igualdad de lado de los reactivos con la de los productos.

Al llevar a cabo el conteo en el ácido fosfórico hay  6= (x 3) y en el hidróxido de calcio hay 6= (3 x 2) sumando 12 hidrógenos en los reactivos y 12 = (6 x 2) en el agua, de lado  los productos, por lo tanto hay 12 hidrógenos en ambos lados.

Bibliografía
Libros
Ayluardo, B. (1999). Fundamentos de química. México: McGraw-Hill.
Brown, T. et al. (1993). Química. La ciencia central. México: Prentice-Hall.Castillejos, A. (2005). Conocimientos fundamentales de química. México:Pearson-UNAM.
Espriella, A. (2009). Química básica. Un enfoque natural y significativo hacia el cambio conceptual.  México: Espriella- Magdaleno.
García, J. y Ortega, F. (2004). Periodicidad Química. México: Trillas.
García, M. et. al. (1992). Química. México: Publicaciones Cultural.
García, P. et. al.  (2009). Guía didáctica para el profesor de Química I. UNAM-CCH, México.
Garritz A. y Chamizo, J. (1994). Química. México: Addiso-Wisley.
Phillips, J. Strozac, V., Wistrom, C. (2000). Química, conceptos y aplicaciones. México: McGraw-Hill
Internet
Textos científicos (s/f). Modelo de Repulsión de los Pares de Electrones de la Capa de Valencia. Recuperado de  http://www.textoscientificos.com/quimica/inorganica/vserp (abril, 2012).
Videos
Quiza, B. (2012). Reacción con el magnesio. México: CCH Oriente.

Quiza, B. (2012). Combustión de carbono. México: CCH Oriente.

miércoles, 6 de noviembre de 2013

Ácidos y Bases

Hipótesis
Los productos de limpieza utilizados en casa generalmente resultan ser bases.
Objetivo
Identificar gracias al indicador universal el pH de diferentes sustancias para poder clasificarlas como ácidos o bases
Sustancias y materiales

  • Ácido acético
  • Hidróxido de amonio
  • Indicador universal
  • Productos usados en casa


Procedimiento
Primero, con el betabel decidimos hacer el experimento para saber si sirve como indicador para ácidos o para bases. Se tenía que poner un trozo de betabel con alcohol para tomar su extracto, y después agregarle ácido acético e hidróxido de amonio en diferentes tubos de ensayo.



Para saber si el limón es ácido o base se coloco un poco de jugo en un tubo de ensayo y gotas de indicador. Resulto ácido. 


Ahora continuamos con un nopal, colocamos la baba del nopal en un tubo de ensaye, siguiendo con el mismo procedimiento y las gotas de indicador. Resulto ácido.


El jugo de toronja también resulto ácido. 




El jugo de naranja resultó ácido. 



El detergente para trastes resultó ser base.



Desengrasante, también fue base. 



El jitomate resultó ser ácido, aunque gracias a su color rojo no se pudo distinguir muy bien, supimos que era ácido gracias a que con el indicador se hizo mas rojo. 



Pusimos unas papas (chips) en el tubo de ensayo y resultaron siendo ácidas. 



Por último teníamos que realizar una neutralización entre el hidróxido de amonio y el ácido acético agregando cantidades de cada uno junto con el indicador hasta que adquiriera un tono verde. 


Conclusión
Se tiene que tener cierta cantidad de ácido acético con hidróxido de amonio en el tubo de ensayo para poder realizar correctamente la neutralización. 

jueves, 24 de octubre de 2013

Reacción del oxígeno con metales y no metales.

Hipótesis
Al reaccionar el oxígeno con un metal, este forma óxidos, con los no metales suele no suceder la formación de un óxido.
Objetivo
*Establecer la diferencia entre los metales y los no metales con base en su comportamiento químico con el oxigeno.
Sustancias y materiales

  • Agua destilada
  • Matraces
  • Tubos de ensayo
  • Mechero de bunsen 
  • Indicador
  • Magnesio
  • Azufre
  • Aluminio


Procedimiento
A cada tubo de ensayo se le agrega agua destilada y algunas gotas de indicador universal. 



Comenzamos por el magnesio y calentamos una cinta de este, hasta obtener cenizas y poder agregarla al tubo de ensayo con indicador y agua destilada. Adquirió una coloración morada. 




Después pusimos a calentar el azufre, para, siguiendo el procedimiento colocarlo en un tubo de ensayo con agua destilada y el indicador. Para evitar que el gas que el azufre desprendía se escapara y no se formará la reacción colocamos la franela en la parte de arriba. Formo una coloración roja. -



Continuando, en un vaso de precipitados se agrego más agua que indicador universal y se le agrego un poco de potasio con sodio, los cuales reaccionaron y se prendieron. Adquiriendo una coloración morada. 



Para terminar conectamos un matraz con indicador y agua destilada a una botella de agua mineral, este liberaba un gas (CO2) adquiriendo una coloración amarilla. 


Análisis.
Pudimos observar que el color que adquiere el indicador influye mucho en la determinación de si es un ácido o es una base. 
Observaciones.
En esta practica sólo fue necesario el calor para obtener un cambio en las sustancias, de ahí en fuera no se necesito para nada más. 
Conclusión. 
Los no metales con el oxígeno forman bases y los metales, generalmente forman ácidos.