Metodología - Universidad Nacional de Piura

“DETERMINAR EL ENLACE QUIMICO DE ALGUNAS SUSTANCIAS
ORGANICAS E INORGANICAS POR CONDUCTIVIDAD ELECTRICA”
E. L. Calderon1 y C. Rodriguez2
1y 2
Departamento Académico de Ingeniería Química - Universidad Nacional de Piura
RESUMEN
El presente proyecto muestra una serie de pruebas para la medición de los diferentes
voltajes de algunas sustancias orgánicas e inorgánicas.
La conductividad eléctrica de un medio es la capacidad que tiene el medio para conducir
la corriente eléctrica. El agua pura, prácticamente no conduce la corriente eléctrica, pero
el agua potable debido a la cantidad de sales disueltas si conduce la corriente. Como las
sales del agua potable están formadas por iones cargados positiva y negativamente, son
los que conducen la corriente, la cantidad conducida dependerá del número de iones
presentes y de su movilidad. Como se demuestra en este proyecto las sustancias
inorgánicas son las que producen un alto voltaje.
Palabras Claves: conductividad eléctrica, iones, sustancias inorgánicas
ABSTRACT
This project shows a series of tests to measure different voltages of some organic and
inorganic substances.
The electrical conductivity of a medium is the ability of the means to conduct electrical
current. Pure water, practically does not conduct electricity, potable water but due to the
amount of dissolved salts if the current leads. As drinking water salts are formed by
positively and negatively charged ions, are leading the current, the driven amount
depends on the number of ions present and their mobility. As demonstrated in these
projects are inorganic substances that produce a high voltage.
Keywords: electrical conductivity, ions, inorganic substances
INTRODUCCIÓN
Las soluciones de NaCl (sal común) o
El presente proyecto realiza una serie de
CuSO4
pruebas para medir la conductividad
conducen la electricidad a toda su
eléctrica
intensidad.
de
diferentes
compuestos
(sulfato
cúprico)
en
agua
inorgánicos y orgánicos en solución y
Pero, el acido acético o vinagre común
asi determinar el tipo de enlace químico
(CH3-COOH) al disolverse en agua
con que están formados.
produce
La conductividad eléctrica es una
conducir la electricidad, pero solo
variable que se controla en muchos
levemente.
iones
los
cuales
pueden
sectores, desde la industria química a la
agricultura. Esta variable depende de la
“DETERMINAR
cantidad de sales disueltas presentes en
QUIMICO
un líquido.
SUSTANCIAS
Con los instrumentos convencionales, la
INORGANICAS
medida de la conductividad eléctrica se
CONDUCTIVIDAD ELECTRICA”
obtiene aplicando un voltaje entre dos
MARCO TEORICO
electrodos y midiendo la resistencia de
Conductividad Eléctrica:
la
con
La conductividad eléctrica se define
conductividad alta producen corrientes
como la capacidad de una sustancia de
más altas.
conducir la corriente eléctrica.
Como sabemos ningún solvente puro
Existen muchas unidades de expresión
conduce la corriente eléctrica, y ningún
de la conductividad, aunque las más
soluto
utilizadas son:
solución.
puro
Las
soluciones
conduce
la
corriente
EL
DE
ENLACE
ALGUNAS
ORGANICAS
E
POR
eléctrica, a menos que este en estado
dS/m (deciSiemens por metro)
líquido.
mohms/cm (miliohm por centímetro)
Pero
una
solución
puede
conducir la corriente. Para que esto
La
suceda, la solución debe estar formada
comúnmente es él: Siemens/cm (S/cm),
por un soluto electrolito (es decir,
con una magnitud de 10-6, es decir
compuestos
microSiemens/cm (µS/cm), o en 10-3,
formado
por
enlaces
unidad
de
medición
utilizada
iónicos y en algunos casos sales iónicas
es decir, miliSiemens (mS/cm).
orgánicos) y por un solvente polar como
La conductividad en medios líquidos
el agua, lo cual forma una solución
(Disolución) está relacionada con la
electrolítica.
presencia de sales en solución, cuya
disociación genera iones positivos y
la viscosidad del medio en el que éstos
negativos capaces de transportar la
han de moverse.
energía si se somete la solución a una
En nuestro proyecto este medio es el
fuente de energía eléctrica.
agua pura con conductividad eléctrica
Estos conductores iónicos se denominan
cero.
electrolitos o conductores electrolíticos.
El flujo de electricidad a través de un
Conductividad del agua
conductor es debido a un transporte de
Muestra
electrones, según la forma de llevarse a
Agua pura:
cabo este transporte, los conductores
Agua destilada:
eléctricos pueden ser de dos tipos:
Agua de
montaña:
Agua para uso
doméstico:
Máx. para agua
potable:
Agua de mar:
conductores metálicos (como oro, plata,
aluminio y cobre)
Conductividad
eléctrica
0.00 µS/cm
o electrónicos y
conductores iónicos o electrolíticos.
0.5 µS/cm
1.0 µS/cm
500 a 800 µS/cm
0055 µS/cm
52 µS/cm
Conductores Iónicos:
A este tipo pertenecen las disoluciones
acuosas iónicas. En ellas la conducción
de electricidad al aplicar una fuente de
energía se debe al movimiento de los
iones
en
disolución,
los
cuales
Las determinaciones de la conductividad
reciben el nombre de determinaciones
conductométricas
tienen
muchas
aplicaciones como, por ejemplo:

transfieren los electrones a la superficie
En la electrólisis, ya que el consumo
de energía eléctrica en este proceso
de los electrodos para completar el paso
de corriente.
y
depende en gran medida de ella.

En los estudios de laboratorio para
determinar el contenido de sal de
La Conductividad Eléctrica (CE) de
una Disolución:
Se puede definirse como la capacidad de
ésta
para
transmitir
la
corriente
eléctrica, y dependerá, además del
voltaje aplicado, del tipo, número, carga
y movilidad de los iones presentes y de
varias
soluciones
durante
la
evaporación del agua (por ejemplo
en el agua de calderas o en la
producción de leche condensada).
En el estudio de los ácidos, puesto que
pueden ser determinadas por mediciones
de la conductividad.
Para determinar las solubilidades de
La conductividad específica de una
electrólitos escasamente solubles y para
solución de electrolitos, depende de la
hallar concentraciones de electrólitos en
concentración de las especies iónicas
soluciones por titulación.
presentes.
Para las soluciones acuosas, el valor de
Kohlrausch, definió la conductividad
la
equivalente (L) como:
conductividad
es
directamente
proporcional a la concentración de
L = k/c* = k·(1000/c)
sólidos disueltos (sales iónicas), por lo
Donde:
tanto,
c* : es la concentración en
cuanto
concentración,
mayor
mayor
sea
dicha
será
equivalentes por cm3
la
conductividad.
c : es la concentración en
Según la ley de Ohm, cuando se
equivalentes
mantiene una diferencia de potencial
(Normalidad).
por
litro
(E), entre dos puntos de un conductor,
por éste circula una corriente eléctrica
Conductividad Equivalente: es la
directamente proporcional al voltaje
conductividad generada por cada meq/l
aplicado
existente en disolución de una especie
(E)
proporcional
a
e
la
inversamente
resistencia
del
conductor (R).
dada.
La conductividad de una solución es
igual a la suma de las conductividades
I = E/R
de cada tipo de ión presente.
En disoluciones acuosas, la resistencia
Para
es
conductividad equivalente se puede
directamente proporcional a la
distancia
entre
electrodos
(l)
e
una
sola
sal
disuelta,
la
expresar como:
L = l+ + l-
inversamente proporcional a su área
(A):
donde :
R = r ·l /A
l+
:
Donde:
es
la
conductividad
equivalente del catión
r : es la resistividad específica, con
unidades W·cm,
l-
:
es
la
conductividad
equivalente la del anión.
(1/r): conductividad específica (k), con
unidades W-1·cm-1
ohm/cm
o
Teóricamente sería muy simple predecir
la Conductividad Eléctrica de una
solución conociendo su composición
movilidad de los iones, alcanzando la
iónica, ya que l+ y l- son constantes que
conductividad equivalente su máximo
dependen del tipo de ión en cuestión.
valor:
Lº = lº+ + lº-
Para mezclas, L debería ser igual a la
suma de todas las conductividades
Donde:
equivalentes de cationes y aniones, pero
Lº: la conductividad equivalente
la conductividad equivalente de sales o
del electrolito a dilución
iones disminuye con el aumento de
infinita;
concentración.
conductividad equivalente a
Este
fenómeno
está
directamente
relacionado con las fuerzas interiónicas
lº+:
la
dilución infinita debida al
catión
presentes en la solución. Un catión
lº-: la conductividad equivalente
siempre tendrá más aniones en sus
a dilución infinita debida al
alrededores
anión.
que
los
que
le
corresponderían por pura distribución de
probabilidades; esta atmósfera iónica
Enlace Químico
tiende a frenar la movilidad del ión.
Es la unión de dos o más átomos con un
Además se comprueba que el descenso
solo fin, alcanzar la estabilidad, tratar de
de la conductividad equivalente con la
parecerse al gas noble más cercano.
concentración es mucho más definido
Para la mayoría de los elementos se trata
cuando la carga de los iones es mayor.
de completar ocho electrones en su
Esta es la razón por la cual las aguas de
último nivel.
riego salobres, donde el componente
Enlaces
aniónico principal son los sulfatos
intramoleculares, que mantienen a los
unidos a calcio y/o magnesio (todos
átomos unidos en las moléculas.
químicos
son
fuerzas
ellos iones divalentes), presentan CE
mucho más bajas de lo esperado en
Electrones de Valencia:
comparación de la cantidad de sales
En la mayoría de los átomos, muchos de
totales disueltas.
los electrones son atraídos con tal fuerza
Para soluciones más diluidas, la
por sus propios núcleos que no pueden
atmósfera iónica empieza a debilitarse,
interaccionar de forma apreciable con
y a dilución infinita las fuerzas
otros núcleos.
interiónicas no influyen sobre la
Sólo los electrones que ocupan los
naturaleza de los enlaces que unen sus
niveles de energía más alejados del
átomos.
núcleo
Existen tres tipos principales de enlaces
de
un
átomo
pueden
interaccionar con dos o más núcleos.
químicos:
La unión consiste en que uno o más
1. Enlace iónico
electrones de valencia de algunos de los
2. Enlace covalente y
átomos se
3. Enlace metálico.
introduce en la esfera
electrónica del otro.
El número de electrones de valencia de
Enlace Iónico
un átomo es igual al número de su
Este enlace se produce cuando átomos
familia o grupo en la tabla periódica.
de elementos metálicos (especialmente
Por ejemplo tenemos:
los situados en los grupos I A, IIA) se
electrón de valencia = 1
para los
elementos de los grupos IA
electrones de valencia =
encuentran con átomos no metálicos
(elementos de los grupos VIA y VIIA).
2 para los
En este caso los átomos del metal ceden
elementos de los grupos IIA, etc
electrones a los átomos del no metal,
Todos los átomos de los gases nobles
transformándose en iones positivos y
(neón, argón, criptón, xenón y radón)
negativos, respectivamente.
tienen ocho electrones de valencia,
Al formarse iones de carga opuesta
excepto el helio, que tiene dos.
éstos se atraen por fuerzas eléctricas
Los elementos de las familias (grupos)
intensas, quedando fuertemente unidos
cercanas a los gases nobles tienden a
y dando lugar a un compuesto iónico.
reaccionar
A estas fuerzas eléctricas las llamamos
para
adquirir
la
configuración de ocho electrones de
enlaces iónicos.
valencia de los gases nobles.
Ejemplo:
Esta configuración electrónica de los
La sal común se forma cuando los
gases nobles les comunica inactividad
átomos del gas cloro se ponen en
química y una gran estabilidad.
contacto con los átomos del metal sodio.
Na (Z= 11)
1s2 2s2 2p6 3s1
Tipos de Enlace
Cl (Z = 17)
1s1 2s2 2p6 3s2 3p5
Las propiedades de las sustancias
El sodio le cede un electrón al cloro y
dependen
así ambos tienen la configuración de gas
en
gran
medida
de
la
noble.
Na + 1s2 2s2 2p6
cloro y para romper dicho enlace se
Cl - 1s1 2s2 2p6 3s2 3p6
requieren 121 KJ ; la ionización del
Cuando se transfieren electrones de un
sodio al pasar de sodio gaseoso a ion
elemento metálico a uno no metálico,
sodio gaseoso Na+ requiere de 496 KJ (
existe una atracción electrovalente entre
energía de ionización) y la adición de un
el catión y el anión lo cual produce un
electrón al cloro gaseoso requiere de -
compuesto de tipo iónico y cuya
349 KJ (afinidad electrónica).
estructura generalmente es cristalina,
La combinación final de los iones tiene
como es el caso del sodio y la el cloro
un cambio de -771 KJ.
que por sus distribuciones electrónicas
Balanceando termoquímicamente este
buscan una mayor estabilidad formando
proceso para la formación del cloruro de
una sal donde cada ión de cloro está
sodio tenemos:
rodeado por seis cationes de sodio y
Existen 2 métodos distintos: el método
cada sodio rodeado por seis aniones de
directo, el método indirecto.
cloro.
Método directo:
Mediante una transferencia de un
Na(s) + ½Cl2(g) → NaCl(s)
electrón al cloro de cada sodio adquiere
la distribución del neón:
Método Indirecto: Consta de 5 pasos
Na+ [Ne]
Mediante la transferencia de un electrón
Na(g)
vaporizando
sodio
metálico.
distribución del argón :
2. Se forman átomos gaseosos de cloro
Cl- [Ar]
La reacción entre el sodio sólido y el
gaseoso
1. Se generan átomos gaseosos de
sodio
del sodio, el cloro adquiere la
cloro
0
∆ H f = -411.15 KJ/mol
es
espontánea,
la
transferencia de electrones entre el
metal y el no metal está asociada a un
rompiendo el enlace de la molécula
de Cl2. los cambios de entalpía para
estos 2 procesos son:
Na(s) → Na(g)
0
calor de formación del NaCl (s) y
∆ H f = 107.3 KJ/mol
presenta las etapas de cambio del sodio
½ Cl2(g) → Cl(g)
de sólido a gas con un cambio de 92 KJ
por la energía necesaria para el cambio
de estado , luego en el proceso existe un
paso de moléculas de cloro a átomos de
0
∆ H f = 121.7 KJ/mol
Ambos procesos son endotérmicos
0
0
∆ H f (NaCl) = ∆ H f Na(g)
necesitándose energía para generar
0
+ ∆ H f Cl(g) + I1(Na) + E(Cl)
átomos de sodio y cloro.
- ∆H Red del cristal
3. Se quita un electrón del sodio gas
-411.15 KJ = 107.3KJ+121.7KJ+486.3KJ–
para formar Na+(g)
4. Se agrega ese electrón al Cl(g) para
351.2KJ
formar el Cl-(g). los cambios de
- ∆H Red del cristal
entalpía para ese proceso son iguales
Por lo tanto la energía de red del cristal
a la primera energía de ionización
de NaCl(s) es de ∆H = 787.3 KJ/mol ó
del Na: I1 = 486.3 KJ/mol y a la
∆ H f = -787,3 KJ/mol
afinidad
cloro
Este ciclo también se conoce como la
E(Cl) = -351.2 KJ/mol. Los cambios
energía de red cristalina y generalmente
de entalpía para estos 2 procesos
entre mas alta sea la energía de red
son:
mayor es el punto de fusión y dureza del
electrónica
del
0
Na(g) → Na (g) + e-
sólido formado. Asimismo al aumentar
∆ H = I1(Na) = 486,3 KJ/mol
la carga de los iones manteniendo el
½ Cl2(g) → Cl(g)
mismo tamaño la energía de red del
+
cristal se incrementa por ejemplo como
∆ H = E(Cl) = 351.2 KJ/mol
5. Se combina los iones Na+(g) y Cl-(g)
para formar NaCl(s). puesto que este
proceso no es sino el inverso de la
energía de la red de cristal que es la
cantidad que se desea determinar.
Na (g) + Cl (g) → NaCl(s)
+
se muestra en la tabla adjunta al
comparar la energía del LiCl(s) y el
MgCl2(s) se observa que el MgCl2(s)
tiene valores mas altos de fusión y
dureza.
Este ciclo de cambios se denomina
-
Borh-Haber y se aplican en la Ley de
0
∆ H f = -∆H=?
Hess, la energía del NaCl(s) corresponde
La suma de los 5 pasos nos da el
a 771 KJ y se conoce como la energía
NaCl(s) a partir de Na(s) y ½ Cl2(g)
de la red cristalina y por norma general
aplicando la ley de Hess se sabe que la
entre más alta sea la energía de la red
suma de los cambios de entalpía para
mayor es el punto de fusión y la dureza
estos 5 pasos es igual a la del método
del sólido formado.
directo.
situados a la derecha en la tabla
Conductividad del enlace iónico
Ningún
solvente
puro
conduce
la
periódica.
corriente eléctrica. Y ningún soluto puro
–C, O, F, Cl,…).
conduce la corriente eléctrica, a menos
Estos átomos tienen muchos electrones
que este en solución. Pero una solución
en su nivel más externo (electrones de
puede conducir la corriente. Para que
valencia) y tienen tendencia a ganar
esto suceda, la solución debe estar
electrones más que a cederlos, para
formada por un soluto electrolito (es
adquirir la estabilidad de la estructura
decir, compuestos formado por enlaces
electrónica de gas noble.
iónicos no orgánicos) y por un solvente
Por tanto, los átomos no metálicos no
polar como el agua, lo cual forma una
pueden cederse electrones entre sí para
solución electrolítica.
formar iones de signo opuesto.
Las soluciones de NaCl (sal común) o
En este caso el enlace se forma al
CuSO4
agua
compartir un par de electrones entre los
conducen la electricidad a toda su
dos átomos, uno procedente de cada
intensidad. Pero, el acido acético o
átomo.
vinagre
al
El par de electrones compartido es
disolverse en agua produce iones los
común a los dos átomos y los mantiene
cuales pueden conducir la electricidad,
unidos, de manera que ambos adquieren
pero solo levemente.
la estructura electrónica de gas noble.
Las sustancias iónicas conducen la
Ejemplo:
electricidad cuando están en estado
El
líquido o en disoluciones acuosas, pero
moléculas, Cl2, en las que dos átomos
no en estado cristalino, porque los iones
de cloro se hallan unidos por un enlace
individuales son demasiado grandes
covalente.
para moverse libremente a través del
Cl (Z = 17) 1s1 2s2 2p6 3s2 3p5
cristal.
El cloro tiene siete electrones de
(sulfato
cúprico)
común
en
(CH3-COOH)
gas
cloro
está
formado
por
valencia.
ENLACE COVALENTE
Los enlaces covalentes son las fuerzas
que mantienen unidos entre sí los
átomos no metálicos (los elementos
Cuando no existe suficiente diferencia
de electronegatividad para que exista
transferencia electrónica, resultan dos
Debido al gran número de puntos esta
átomos compartiendo uno o más pares
representación no es muy útil en los
de electrones y forman una molécula
elementos
con energía de atracción débil en
formulas de Lewis todos los elementos
resultado poseen bajos puntos de fusión
de un mismo grupo tienen la misma
y ebullición en comparación con los
configuración electrónica de los niveles
iónicos.
más externos.
Los enlaces pueden ser simples, dobles
Estas estructuras de Lewis tiene como
y triples, según la forma de compartir
inconveniente que solo muestra los
uno, dos o tres electrones.
electrones de valencia y además, no
H3C - CH3
permite
enlace simple carbon -
carbono
de
transición.
mostrar
Para
las
las
formas
tridimensionales de las moléculas ó de
H2C = CH2
enlace doble carbono-
iones poliatómicos.
carbono
HC ≡ CH
enlace triple carbono-
carbono
LAS ESTRUCTURAS DE LEWIS.
Son formulas electrónicas propuestas
por Gilbert Newton Lewis en 1916 para
los enlaces covalentes, se presenta en
forma
de
electrones
puntos
el
de valencia
números
de
o sea los
electrones químicamente importantes, y
Tipos de enlaces covalentes.
a) Enlace Covalente No Polar:
en especial para los elementos del grupo
Los enlaces covalentes no polares se
A que tratan de tener la configuración
forman entre átomos iguales, no hay
de gas noble, como el ejemplo del cloro
variación en el número de oxidación
donde se predice la formación de un
En un enlace covalente no polar tal
enlace covalente, en el oxigeno y azufre
como el de la molécula de hidrógeno,
dos enlaces covalente, en el nitrógeno y
H2, el par electrónico es igualmente
fósforo
compartido entre los dos núcleos de
se
predicen
tres
enlaces
covalentes y en el carbono cuatro
enlaces covalentes.
hidrógeno.
Los enlaces covalentes polares se
forman con átomos distintos con gran
diferencia
de
electronegatividades.
La molécula es eléctricamente neutra,
Ambos átomos de hidrógeno tienen la
pero no existe simetría entre las
misma electronegatividad (tendencia de
cargas
un átomo a atraer los electrones hacia sí
polaridad, un extremo se caracteriza
en un enlace químico), es decir que los
por ser electropositivo
electrones compartidos están igualmente
electronegativo.
atraídos
Por ejemplo:
por
ambos
núcleos
de
eléctricas originando la
y el otro
hidrógeno y por tanto pasan iguales
El enlace H-F tiene algún grado de
tiempos cerca de cada núcleo.
polaridad ya que H y F no son átomos
En este enlace covalente no polar, la
idénticos y
densidad electrónica es simétrica con
igualmente a los electrones.
respecto a un plano perpendicular a la
La electronegatividad del hidrógeno es
línea entre los dos núcleos. Esto es
2,1 y la del flúor es de 4,0, claramente
cierto
el
para
todas
las
moléculas
átomo
por lo tanto no atraen
F
con
su
diatómicas homonucleares, tales como
electronegatividad,
H2, O2, N2, F2 y Cl2, porque los dos
electrónico compartido mucho más
átomos
fuertemente que H.
idénticos
tienen
distribución
atrae
mayor
el
electronegatividades idénticas.
La
Por lo que podemos decir: los enlaces
densidad electrónica está distorsionada
covalentes en todas las moléculas
en
diatómicas homonucleares deben ser no
electronegativo
polares.
desplazamiento de densidad electrónica
la
asimétrica
dirección
del
F.
de
par
átomo
Este
la
más
pequeño
deja a H algo positivo.
El HF se considera una molécula
b) Enlace covalente polar
El
enlace
covalente
polar
es
intermedio en su carácter entre un
enlace covalente y un enlace iónico.
Los átomos enlazados de esta forma
tienen carga eléctrica neutra.
diatómica
heteronuclear,
contiene dos clases de átomo.
ya
que
manera que los enlaces de los cuatro
hidrógenos son iguales.
Es también importante en el ion
hidronio (H3O+) donde el oxígeno
c) Enlace de coordinación
Se
denomina
coordinado
o
enlace
covalente
dativo
al enlace
químico que se forma cuando dos
átomos
comparten
un
par
de
electrones, procediendo estos dos
electrones de uno de los dos átomos.
Este tipo de enlace se presenta
cuando un átomo no metálico
comparte un par de electrones con
otros átomos. Para que se presente
este tipo de enlace, se requiere que
el átomo electropositivo tenga un
par de electrones libres en un orbital
exterior y el átomo electronegativo
tenga capacidad para recibir ese par
de electrones en su última capa de
último resulta interesante por dos
razones: el oxigeno tendría otros dos
electrones para formar otro enlace
(Algo que no hace porque la
molécula
H4O+
resultaría
muy
inestable) y además este ion es el
resultado de la disociación de los
iones H+, lo que supone que el
hidronio es el ion responsable del
pH.
El enlace covalente coordinado,
algunas
veces
nombrado
como
enlace dativo, es un tipo de enlace
covalente, en el que los electrones
de enlace se originan sólo en uno de
los átomos, el donante de pares de
valencia.
Este enlace es común en los óxidos
no
cede el par de electrones. Este
metálicos
y
en
los
iones
complejos de los metales ligeros, así
como el H2SO4, NH3, SO2. Es
también el responsable de ciertos
iones como el ion amonio (NH4+),
donde el nitrógeno cede los dos
electrones
para
que
el
hidrógeno
(que
previamente
electrones, o base de Lewis, pero
son compartidos aproximadamente
por igual en la formación del enlace
covalente.
Este
concepto
está
cayendo en desuso a medida que los
químicos se pliegan a la teoría de
orbitales moleculares..
cuarto
se
habría ionizado) se una a él, de tal
Conductividad
del
enlace
covalente
La falta de conductividad en estas
sustancias se puede explicar porque
los
electrones
de enlace están
ENLACE METÁLICO
fuertemente localizados atraídos por
En un enlace metálico, los electrones de
los dos núcleos de los átomos
enlace están deslocalizados en una
enlazados. La misma explicación se
estructura de átomos. En contraste, en
puede dar para las disoluciones de
los compuestos iónicos, la ubicación de
estas sustancias en disolventes del
los electrones enlazantes y sus cargas es
tipo
se
estática. Debido a la deslocalización o el
moléculas
libre movimiento de los electrones, se
del
encuentran
individuales
benceno,
donde
las
sin
carga
neta
moviéndose en la disolución.
tienen las propiedades metálicas de
conductividad, ductilidad y dureza.
Dada la elevada energía necesaria
para romper un enlace covalente, es
de esperar un elevado punto de
fusión cuando los átomos unidos
extiendan sus enlaces en las tres
direcciones del espacio como sucede
Enlace metálico en el Cobre.
en el diamante; no obstante, cuando
el número de enlaces es limitado
Un enlace metálico es un enlace
como sucede en la mayor parte de
químico
las sustancias (oxígeno, hidrógeno,
átomos (unión entre cationes y los
amoníaco,
enlaces
electrones de valencia) de los metales
covalentes, al quedar saturados los
entre sí. Estos átomos se agrupan de
átomos enlazados en la molécula, la
forma muy cercana unos a otros, lo que
interacción entre moléculas que se
produce estructuras muy compactas. Se
tratará más adelante, será débil, lo
trata de redes tridimensionales que
que justifica que con frecuencia
adquieren
estas sustancias se encuentren en
empaquetamiento compacto de esferas.
estado gaseoso a temperatura y
En este tipo de estructura cada átomo
presión ordinarias y que sus puntos
metálico está rodeado por otros doce
de fusión y ebullición sean bajos.
átomos (seis en el mismo plano, tres por
etc.)
con
que
la
mantiene unidos
estructura
típica
los
de
encima y tres por debajo). Además,
debido a la baja electronegatividad que
poseen los metales, los electrones de
valencia son extraídos de sus orbitales y
electronegatividad entre los átomos que
tienen
moverse
participan en la interacción de la
libremente a través del compuesto
vinculación, y los electrones implicados
metálico, lo que otorga a éste las
en lo que es la interacción a través de la
propiedades eléctricas y térmicas.
estructura cristalina del metal. El enlace
El enlace metálico es característico de
metálico explica muchas características
los elementos metálicos, es un enlace
físicas de metales, tales como fuerza,
fuerte, primario, que se forma entre
maleabilidad, ductilidad, conducción del
elementos de la misma especie. Los
calor y de la electricidad, y lustre. La
átomos, al estar tan cercanos uno de
vinculación metálica es la atracción
otro, interaccionan los núcleos junto con
electrostática entre los átomos del metal
sus nubes electrónicas empaquetándose
o los iones y electrones deslocalizados.
en las tres dimensiones, por lo que
Esta es la razón por la cual se explica un
quedan rodeados de tales nubes. Estos
deslizamiento de capas, dando por
electrones libres son los responsables
resultado su característica maleabilidad
que los metales presenten una elevada
y ductilidad.
conductividad eléctrica y térmica, ya
Los átomos del metal tienen por lo
que estos se pueden mover con facilidad
menos un electrón de valencia, no
si se ponen en contacto con una fuente
comparten estos electrones con los
eléctrica.
átomos vecinos, ni pierden electrones
la
capacidad
Presentan
de
brillo
y
son
maleables.
para formar los iones. En lugar los
Los elementos con un enlace metálico
niveles de energía externos de los
están compartiendo un gran número de
átomos del metal se traslapan. Son
electrones de valencia, formando un mar
como enlaces covalentes.
de electrones rodeando un enrejado
gigante de cationes. Los metales tienen
DESCRIPCION DEL AREA DE
puntos de fusión más altos por lo que se
ESTUDIO
deduce que hay enlaces más fuertes
El estudio se encuentra centrado en la
entre los distintos átomos.
ciudad de Piura, específicamente el
La vinculación metálica es no polar,
Laboratorio
apenas
metales
Departamento de Ingeniería Química,
elementales puros) o muy poca (para las
ubicado en la Urbanización Miraflores
aleaciones)
de Castilla.
hay
(para
los
diferencia
de
de
Investigación
del
MATERIALES Y METODOS
 LiCl: (cloruro de litio)
EQUIPOS Y MATERIALES
 NaCl: (cloruro de sodio)
Equipos De Laboratorio
 Na2SO4: (sulfato de sodio)

Balanza analítica
 K2SO4:(sulfato de potasio)

Voltímetro
 Ca2SO4:(sulfato de magnesio)

Equipo para determinar la
 BaSO4: (sulfato de bario)
Conductividad Eléctrica.
PROTOCOLO DE METODOS DE
ANALISIS
CONDUCTIVIDAD ELECTRICA
1. Se dispuso de un aparato el cuál
medirá la conductividad eléctrica.
2. Se
Material de Laboratorio
 Matraces aforados de 100 ml de
capacidad.
 Matraces Erlenmeyer de 100, 250
ml de capacidad.
 Vasos de precipitación de 100 y 200
ml.
 Pipetas de 5 y 10 ml.
dispone
de
un
vaso
de
precipitado muy limpio, al cual se
le agrega 100 ml de agua destilada y
luego se le introducen los electrodos
para comprobar su conductividad y
al
observar
se
obtiene
como
resultado que el agua destilada no
posee conductividad eléctrica.
3. En otro vaso de precipitado se
 Propipetas.
agrega una solución de cloruro de
 Picetas.
sodio 0.1 Normal, luego se observa
su conductividad, notándose que la
Reactivos
 Agua destilada
 Acido clorhídrico
bombilla ilumina y produce una alta
intensidad.
4. La
misma
metodología
 Acido sulfúrico
seguido
para
todas
 LiF (fluoruro de litio)
inorgánicas muestreadas..
las
se
ha
sales
 KF (fluoruro de potasio
5. En otro vaso de precipitado se
 NaF (fluoruro de sodio)
agrega una solución de acido acético
 RbF (fluoruro de rubidio)
0.1 Normal, luego se observa su
 CsF: (fluoruro de cesio)
conductividad, notándose que la
bombilla
ilumina
débilmente
y
TABLA 03. ACIDOS FUERTES
produce una baja intensidad.
6. La
misma
metodología
se
Voltaje
ha
seguido para todas las sustancias
HCl: (concentración 12 N: al 37%;  = 1.19)
228 V
 = 1.49)
212 V
HBr: (concentración al 47% ;
orgánicas que se han muestreado.
HI:
HClO3:
CALCULOS:
HNO3: (concentración 15 N: al 65%;  = 1.4)
TABLA 01. SUSTANCIAS IÓNICAS
LiF
NaF
KF
RbF
CsF
LiBr
NaBr
KBr
RbBr
CsBr
Mg
F2
CaF2
SrF2
BaF2
0.2594
g
0.4200
g
0.5800
g
1.0446
g
1.5190
g
0.8685
g
1.0290
g
1.1890
g
1.6537
g
2.1281
g
0.3115
g
0.3900
g
0.6281
g
0.8767
g
Voltaje
150 V
LiCl
199 V
NaCl
220 V
KCl
--
RbCl
--
CsCl
210 V
LiI
215 V
NaI
221 V
KI
--
RbI
--
CsI
--
MgCl2
--
CaCl2
--
SrCl2
--
BaCl2
0.4239
g
0.5845
g
0.7445
g
1.2092
g
1.6835
g
1.3384
g
1.4990
g
1.6590
g
2.1237
g
2.5980
g
0.4760
g
0.5545
g
0.7926
g
1.0423
g
194V
H2SO4: (concentración 18 N: al 98%;  = 1.84)
226V
Voltaje
220 V
218 V
Nota: Los voltajes que figuran en el
215 V
cuadro son reales medidos con el
--
voltímetro. La preparación de estas
--
soluciones ácidas al 0.1N están en las
208 V
hojas que te proporcioné.
212 V
215 V
TABLA 04: BASES FUERTES
--
BASES
Voltaje
--215 V
1. LiOH
226 V
2. NaOH
222 V
3. KOH
--
4. RbOH
220 V
5. CsOH
TABLA 02. SALES
6. Ca(OH)2
216 V
7. Sr(OH)2
220 V
8. Ba(OH)2
210 V
Voltaje
Na2SO4
K2SO4
0.7100 g
0.8700 g
196 V
198 V
MgSO4
0.6015 g
152 V
Ca2SO4
0.6800 g
190 V
BaSO4
1.6667 g
178 V
ZnSO4
--
--
NiSO4
0.7745 g
--
TABLA 05: COMPUESTOS
ORGANICOS
Voltaje
CH3COOH
0.6 mL
35 V
CH3COONH4
0.7865 mL
165 V
CH3CH2OH
0.58 mL
0V
Nota: Los voltajes que figuran en el
C6H6
1.44 mL
0V
cuadro son reales.
NH4CONH4
0.3018 g
0V
H2C2O4
0.2560g
0V
RESULTADOS Y DISCUSION
LiCl = 210 V , NaBr = 215 V, KBr =
De la tabla Nº1: Sustancias iónicas
221 V
formadas por elementos del grupo IA y
Nota: En el laboratorio experimental de
el Flúor (grupo VIIA)
química no se disponía de RbBr y
El flúor frente a los elementos del grupo
CsBr.
IA nos demuestra que la disociación
De la tabla Nº1: Sustancias iónicas
iónica del K > Na > Li debido a que las
formadas por elementos del grupo IA y
conductividades eléctricas fueron:
el Yodo (grupo VIIA)
KF = 216 V, NaF = 180 V y LiF = 150
El yodo frente a los elementos del
V
grupo IA nos demuestra que la
Nota: En el laboratorio experimental de
disociación iónica del K > Na > Li
química no se disponía de RbF y CsF
debido a que las conductividades
De la tabla Nº1: Sustancias iónicas
eléctricas fueron:
formadas por elementos del grupo IA y
LiI = 208 V , NaI = 212 V, KI = 215 V
el Cloro (grupo VIIA)
Nota: En el laboratorio experimental de
El cloro frente a los elementos del grupo
química no se disponía de RbI y CsI.
IA nos demuestra que la disociación
iónica del Rb> Li > Na > K debido a
De la tabla Nº2 : Sustancias iónicas
que las conductividades electricas
formadas por elementos del grupo IIA y
fueron:
el Cloro ( grupo VIIA)
RbCl = 222 V, LiCl = 220 V, NaCl =
El cloro frente a los elementos del
218 V, KCl = 215 V
grupo IIA nos demuestra que la
Nota: En el laboratorio experimental de
disociación iónica del K > Na > Li
química no se disponía de RbCl y CsCl
debido a que las conductividades
De la tabla Nº1: Sustancias iónicas
eléctricas fueron:
formadas por elementos del grupo IA y
BaCl = 220 V, CaCl = 215 V, MgCl =
el Bromo ( grupo VIIA)
212 V
El Bromo frente a los elementos del
Nota: En el laboratorio experimental de
grupo IA nos demuestra que la
química no se disponía de RbI y CsI.
disociación iónica del K > Na > Li
debido a que las conductividades
eléctricas fueron:
CONCLUSIONES
RECOMENDACIONES:
1. Este trabajo nos permite comprobar
1. El trabajo puede mejorarse si es que
como actúan las sustancias al ponerse
dispone de mejores equipos como
en contacto con un solvente
un voltímetro de mejor sensibilidad.
específicamente el agua.
2. En el laboratorio no se disponía de
2. La culminación de este proyecto es
muchos reactivos importantes con
positivo porque nos permitió verificar
los cuales el trabajo pudo ser mas
que en efecto las sales inorgánicas,
completo.
como por ejemplo KCl, NaCl, CaF2
poseen
una
alta
conductividad
eléctrica.
3. Los compuestos orgánicos en su
mayoría no poseen conductividad
eléctrica con algunas excepciones
como ácido acético (CH3COOH) y
algunas sales orgánicas como el
acetal de amonio (CH3COONH4).
4. En la agricultura: conociendo en
forma práctica la forma del enlace
químico de sustancia como los
fertilizantes, que son sales iónicas en
muchos casos se evitaría perder agua
en las plantas debido a una alta
presión osmótica.
5. Se evitaría efectos tóxicos y
desequilibrios nutricionales en las
plantas debido a la predominancia de
ciertos iones.
3. Para cosas de investigación en
Química se debe disponer de un
Laboratorio específicamente para
estos trabajos.
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Thomson