Practica de-laboratorio-4-1
- 1. Universidad Nacional Autónoma de México Colegio de Ciencias y Humanidades Plantel Naucalpan Turno Matutino Química III Profesora:Karla Goroztieta Grupo:722 Escarabajos Curie: Espinoza Sánchez Fernando García Rasilla Verónica Yutsil Garduño Díaz Rocío Islas Cruz Leopoldo Javier
- 2. PRACTICA DE LABORATORIO #4 REACTIVIDAD DE LOS METALES Planteamiento del problema: ¿Por qué características se definen los metales? Objetivos Elaborar una hipótesis que relacione la posición de los metales en la tabla periódica con su actividad química. Elaborar una hipótesis que relacione la actividad de los metales con el radio atómico. Elaborar una hipótesis que relacione la energía de ionización y la actividad química. Verificar experimentalmente sus hipótesis al hacer reaccionar métales con agua. Introducción El fundamento experimental de la tabla periódica de los elementos es la ley periódica: algunas propiedades se repiten periódicamente cuando los elementos se disponen en orden creciente de número atómico. El fundamento teórico es que las propiedades de un elemento están relacionadas con la configuración electrónica de sus átomos y los elementos de un mismo grupo de la tabla periódica tienen configuraciones similares. El carácter metálico y no metálico de los átomos puede relacionarse con un conjunto de propiedades atómicas. En general, se asocian con los metales, los radios atómicos grandes y las energías de ionización bajas y con los no metales los radios atómicos pequeños, las energías de ionización altas y las afinidades electrónicas con valores negativos grandes.
- 3. Hipótesis Dado al posicionamiento periódico de los metales la reactividad determina que los metales alcalinos contienen en su último orbital mayor cantidad de electrones de valencia, los cuales determinaran la reactividad del metal. Entre mayor sean los electrones de valencia, la reactividad el metal será igual de mayor. Los metales localizados del lado inferior izquierdo en la tabla periódica tienen mayor radio atómico, por lo tanto menor reactividad química dado a la distancia local entre el átomo y un punto b (ultimo orbital), es decir, la diferencia de atracción y la capacidad de sostener sus electrones de valencia ubicados en su último orbital, ya que a mayores distancias por el hecho de contener un numero de orbitales extenso su energía de atracción disminuye gradualmente.
- 4. Los no metales contienen mayor energía de ionización mientras más activos sean contendrán menor energía de ionización. Procedimiento 1. En un vaso de precipitado medir 20 ml de agua destilada agregar 2 gotas de fenolftaleína, agregar un pedazo pequeño (del tamaño de una lenteja) de potasio metálico, tapa con un vidrio de reloj el vaso rápidamente. Observa y toma el tiempo en que tardó en aparecer la coloración. Describe tus observaciones. 2. En un vaso de precipitado medir 20 ml de agua destilada agregar 2 gotas de fenolftaleína, y levantándolo un poco, por un lado, agregar un pedazo pequeño (del tamaño de una lenteja) de sodio metálico y tapa con un vidrio de reloj el vaso rápidamente. Observa y toma el tiempo en que tardó en aparecer la coloración. Describe tus observaciones. 3. En 9 tubos de ensayo depositar 7 ml de agua destilada y dos gotas de fenolftaleína. Uno por uno se le hará el siguiente tratamiento: Agregar un pedazo de metal, tapar con el dedo la boca del tubo. Hasta que cambie de color destapar. Observa y toma el tiempo en que tardó en aparecer la coloración . Describe tus observaciones. 4. En caso de no reaccionar con las condiciones anteriores, adicionar unas gotas de disolución de ácido clorhídrico al 1 molar 5. Los metales que no sufren cambios adicionar gotas de ácido clorhídrico concentrado. Materiales y sustancias Cantidad Material Descripción 2 Vaso de precipitados De vidrio firme sin color y de 50ml. 9 Pinzas para tubos de ensayo De vidrio firme rotulados con la muestra a utilizar en cada uno
- 5. 1 Gradilla De metal o Madera que permita organizar los tubos de ensayo 1 Vidrios de reloj Lamina de vidrio en forma circular cóncava- convexa 2 Espátula Lamina de metal con agarradera, asemeja un chuchillo domestico 1 Pizeta con agua destilada Frasco cilíndrico de plástico con pico largo que contiene 100ml de agua destilada 1 Cronometro Digital /Celular 1 Probeta Cilindro de vidrio graduado a 10ml. Sustancia Cantidad Descripción Fenolftaleína 2 gotas para cada tubo de ensayo y vaso de precipitados Reactivo incoloro que identifica bases Indicador universal 2 gotas para cada muestra que no reacciono con los metales Reactivó que permite ver si la sustancia acuosa es acido o bases según su PH Ácido clorhídrico 2 gotas para cada muestra que no reacciono con los metales Reactivo que al integrarse con metales crea sales y libera H22
- 6. Metales Lo semejante al tamaño de una unidad de lenteja NA, K,Mg,Ca,Al,Fe,Cu,Bi,Zn,Pb Resultados Metal Tiempo de reacción Imagen K De inmediato- 10 segundos Na 0-37 segundos Ca 0-43 segundos Bi De inmediato-30 segundos Mg 0-1 minuto
- 7. Al 0-1 minuto Zn 0-1 minuto Cu 0-1 minuto Fe 0-1 minuto Pb 0-1 minuto Escala de reactividad: Pb Cu Zn Al Mg Bi Ca Na K Observaciones El potasio (K) es altamente reactivo, por lo cual hicimos la parte de la práctica que involucraba al potasio en un vaso de precipitados ya que hacía una ligera explosión y/o generaba una pequeña flama aparte de que liberaba gases (H2). Su coloración cambió a rosa mexicano a causa de la fenoftaleína. El sodio (Na) es de igual manera altamente reactivo, por lo cual hicimos la parte de la práctica que involucraba al sodio en un vaso de precipitados ya que generaba una pequeña chispa y el mismo material se movía parecido a una pelotita de Pin Ball aparte de que expedía gases (H2) y se tornaba color rosa mexicano.
- 8. El calcio (Ca) no es tan reactivo como el potasio y el sodio. Sin embargo también cambió de color a rosa mexicano, pero esta vez tardó casi un minuto en cambiar su coloración. El bismuto (Bi) es un metal que casi no reacciona con el agua y por ello lo hicimos reaccionar en un tubo de ensayo. Este elemento sólo cambia de color a rosa mexicano después de treinta segundos. El magnesio (Mg) es un metal un poco más reactivo que el bismuto, sin embargo no lo es tanto como el sodio o el potasio. Se observó que hubo una reacción medianamente tardía y ligera (15 segundos), aparte de que el color del agua se tornaba rosa mexicano. El aluminio (Al) no reaccionó con nada de agua, sin embargo sí lo hizo cuando entró en contacto con el ácido, haciendo efervescencia, proceso que duró en comenzar alrededor de cinco segundos. El zinc (Zn), al igual que el aluminio, no reaccionó con el agua, sin embargo; cuando cambiamos el agua por el ácido (HCl) observamos transformación de la materia llevándose a cabo a través de la efervescencia expidiendo gases. El cobre (Cu) fue uno de los metales que al entrar en contacto con el agua y con el ácido no surtió efecto alguno; ni cambio de coloración, ni transformación de materia. Este resultado negativo fue a causa de las impurezas del mismo metal. El hierro (Fe) reaccionó tardíamente, sin embargo sí reaccionó con el ácido causando efervescencia y liberación de gases al contacto con dicha sustancia. El plomo (Pb), junto con el cobre no tuvo reacción alguna ni con el agua, ni con el ácido agregado al tubo de ensayo. El resultado fue negativo en ambos experimentos realizados. Análisis de Resultados 1) K(s)+ H2O KOH (ac) + H2 (gas)
- 9. 2) Na(s) + H2O NaOH(ac) + H2 (gas) 3) Mg (s) + H2O Mg (OH)2 (ac) + H2 (gas) 4) Ca(s) + H2O Ca (OH)2 (ac) + H2 (gas) 5) Al (s) + HCl AlCl (ac) + H2 (gas) 6) Zn (s) + HCl ZnCl2 (ac) + H2(gas) 7) Pb (s) + HCl PbCl2 (ac) + H2(gas) 8) Cu (s) + HCl CuCl2 (ac) + H2(gas) 9) Fe (s) + H2O FeOH (ac) + H2 (gas) 10) Br (s) + H2O BiOh (ac) + H2 (gas) Conclusiones Hipótesis 1 aprobada dado que los metales que tuvieron mayor reactividad, es decir ,los que reaccionaron con agua se ubican a la izquierda de la tabla periódica( metales alcalinos) Hipótesis 2 …. Puesto que los metales del lado izquierdo tienen mayor radio atómico, pero mayor reactividad química y su reacción por lo tanto es rápida (instantánea -1seg. Aproximadamente) Hipótesis 3 comprobada ya que los metales Cu, Pb no tienen reacción porque no sueltan los electrones de valencia porque poseen una baja reactividad, sin embargo Al y Zn hacen lo contrario por su alta reactividad. Bibliografía Cárdenas, A.(2001).Introducción a la Química en la Industria. México, Naucalpan: Departamento de impresiones Plantel Naucalpan. Asimov, I. (1965). Breve Historia de la Química. España, Madrid: El libro de bolsillo Ciencia y Técnica Alianza Editorial. Asimov, I. (1988). El libro de los sucesos. España, Madrid: MAEVA-Lasser.
- 10. Cuestionario 1.-¿Cuál es el estado físico de los metales? Solido en su mayoría, a excepción del mercurio y el galio 2.-¿Qué color tiene los metales? Su color varía dentro de una escala de grises 3.-¿Qué se forma cuándo un metal reacciona con ácido? Se forma una Sal acompañada de la liberación de hidrogeno en forma de gas 4.-¿Cómo se determina el radio atómico? Por la distancia total que existe entre el núcleo del elemento y el ultimo orbital del mismo que contiene los electrones de valencia. 5.-¿Qué es la electronegatividad en los metales? Es la medida de la capacidad de un átomo, en este caso metálico, que está enlazado a otro para atraer electrones del núcleo atómico; especialmente de los electrones ubicados en el último orbital del mismo (llamados electrones de valencia)