Práctica 2. Propiedades de las sustancias debido a su tipo de
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Prácticas de Química Inorgánica Practica 3 Propiedades de las sustancias debido a su tipo de enlace químico Antecedentes El enlace en química, es el resultado de las fuerzas de atracción que mantienen juntos a los átomos en un elemento o compuesto. Los principales tipos de enlace son el iónico, el covalente, metálico e intermolecular (como el Puente de hidrógeno). El tipo de enlace formado, depende de los elementos involucrados y su estructura electrónica. En un enlace iónico, por lo regular en compuestos inorgánicos, involucra la combinación de átomos que ganan o pierden electrones formándose iones, como por ejemplo el sodio (Na) pierde un electrón para formar el ion sodio (Na+) mientras que el cloro (Cl) gana electrones para formar el ion cloruro (Cl-) en el enlace iónico del cloruro de sodio (NaCl). En el enlace covalente, los orbitales atómicos de dos átomos se traslapan para formar un orbital molecular con dos electrones, los cuales son compartidos de manera efectiva por ambos átomos. Los enlaces covalentes son comunes para compuestos orgánicos, como el metano (CH4) con 4 enlaces carbono-hidrogeno. En un enlace covalente coordinado o dativo, uno de los átomos es el que aporta los dos electrones de valencia y los comparte con el otro átomo para lograr el enlace covalente. El enlace metálico une a los metales en una red cristalina, los átomos ocupan una posición de la red como iones positivos, y los electrones de valencia son compartidos entre todos los iones como un gas de electrones. En un enlace de hidrógeno, el átomo de hidrógeno enlazado a un átomo electronegativo, como el nitrógeno o el oxígeno, se torna parcialmente positivo, y es débilmente atraído por otro átomo electronegativo de la misma molécula o de alguna cercana. El enlace químico en una sustancia está relacionado con propiedades como la conductividad eléctrica, el punto de fusión, el punto de ebullición y la solubilidad 1, 2. Investigación previa Investigue la toxicidad de los solventes y reactivos que se utilizan en la práctica. Consulte ejemplos de compuestos con los diferentes tipos de enlace químico. Describa su estructura de Lewis. Haga una lista de algunos ejemplos de solventes polares y no polares identifique el tipo de enlace químico que presentan. Objetivo Identificar el tipo de enlace químico de las sustancias de acuerdo a las propiedades que presentan. Centro Universitario de los Lagos Departamento de Ciencias de la Tierra y de la Vida Prácticas de Química Inorgánica Material Cantidad 1 1 10 3 1 1 1 Material Lentes de seguridad Conductímetro Tubos de ensayo Espátula Varilla de vidrio Pinzas para tubo de ensaye Gradilla Cantidad 1 1 2 2 1 1 1 Material Termómetro Fusiómetro Vasos de pp de 100 mL Pipetas de 10 mL Perilla Mechero Vidrio de reloj Reactivos Cantidad Sustancia Cantidad Sustancia 10 mL Agua destilada 20 mg NaCl 1 Benceno Etanol Acetona Cloroformo Dimetilsulfoxido Metanol Dimetilformamida Alambre de cobre 1 Sacarosa ZnBr2 Mg(SO4) Muestra problema Zinc virutas Ácido ascórbico Zn(CO3)2 Alambre de hierro Procedimiento Diseñe posibles experiencias (cualitativas) para caracterizar distintas sustancias atendiendo a las siguientes propiedades: a) solubilidad en solventes polares y no polares b) conductividad en estado sólido y en disolución, c) puntos de fusión I. Pruebas de solubilidad 1. Colocar en los diferentes tubos de ensayo aproximadamente 20 mg del compuesto a analizar (muestra) 2. Añadir a cada tubo 1 mL de algún solvente ya sea polar o no polar 3. Agitar hasta lograr se disuelva 4. Anote los resultados y observaciones 5. Reporte el tipo de enlace que predice de acuerdo a los resultados de solubilidad Centro Universitario de los Lagos Departamento de Ciencias de la Tierra y de la Vida Prácticas de Química Inorgánica Muestra H2O DMSO DMF C6H6 Solvente C2H6O CH3OH CHCl3 C3H6O NaCl Sacarosa ZnBr2 Mg(SO4) Muestra problema Zinc virutas Ácido ascórbico Zn(CO3)2 H2O DMSO DMF C6H6 C2H6O CH3OH CHCl3 C3H6O II. Medida de la conductividad 1. Use las soluciones preparadas para la prueba de solubilidad, y 25 mL de los solventes puros 2. Mida con un conductimetro cada una de las sustancias del punto anterior 3. Anote los valores obtenidos para cada sustancia analizada 4. Mida la conducción de corriente de las muestras de forma solida 5. Discuta los resultados e identifique el tipo de enlace químico involucrado Muestra(en solución y Conductividad sólidas) NaCl Sacarosa ZnBr2 Mg(SO4) Muestra problema Zinc virutas Ácido ascórbico Zn(CO3)2 Muestra Conductividad H2O DMSO DMF C6H6 C2H6O CH3OH CHCl3 C3H6O Centro Universitario de los Lagos Departamento de Ciencias de la Tierra y de la Vida Prácticas de Química Inorgánica III. Determinación del punto de fusión 1. Colocar algunos cristales del compuesto a analizar sobre el plato de calentamiento del fusiometro 2. Calentar gradualmente 3. Observar cuando comienza a fundirse y tomar la lectura de temperatura 4. Compara los diferentes datos recolectados 5. Realiza una grafica comparativa de las temperaturas observadas para cada compuesto 6. Analizar los resultados con el tipo de enlace químico involucrado en cada una de las sustancias analizadas Muestra Pf NaCl Sacarosa ZnBr2 Mg(SO4) Muestra problema Zinc virutas Ácido ascórbico Zn(CO3)2 H2O DMSO DMF C6H6 C2H6O CH3OH CHCl3 C3H6O Conductividad Solubilidad Tipo de enlace químico IV. Determinación de la Conductividad calorífica 1. Enrolla un alambre de cobre en el bulbo de un termómetro, dejando un extremo libre aproximadamente 5 cm. 2. Caliente la punta libre del alambre en la zona de oxidación de la flama del mechero. 3. Observa la columna de mercurio del termómetro procurando tomar el tiempo exacto desde el inicio del calentamiento hasta alcanzar un aumento de 10 °C, con respecto a la temperatura que tenga el termómetro al inicio del experimento (medio ambiente). 4. Repite el experimento usando esta vez alambre de hierro. Centro Universitario de los Lagos Departamento de Ciencias de la Tierra y de la Vida Prácticas de Química Inorgánica Nota: No bajes la columna del mercurio sacudiendo el termómetro, enfría con cuidado al chorro de agua de la llave CUESTIONARIO 1. Explique el tipo de enlace químico que presenta el carbono en sus dos formas cristalinas (diamante y grafito), el mercurio y el galio. 2. En la tabla siguiente se presentan las propiedades características de tres sustancias sólidas (X, Y, Z) a la temperatura y presión ordinarias. Señale cuál de ellas puede considerarse un compuesto iónico, cuál un metal y cuál un compuesto cuyas partículas están unidas por fuerzas intermoleculares. Propiedad analizada Punto de fusión Solubilidad en agua Solubilidad en benceno Conductividad eléctrica en estado sólido Conductividad eléctrica en disolución o fundida Deformabilidad del sólido Sustancia sólida a temperatura y presión ambiente X Y Z 808°C 80°C 1083°C Sí No No No Sí No No No Sí Sí No Sí Frágil Frágil Sí Bibliografía 1. R. A. Burns, Fundamentals of Chemistry, Editorial Prentice Hall, USA, 2003, 213 – 224. 2. http://www.tiscali.co.uk/reference/encyclopaedia/hutchinson/m0006555.html , Tiscali 2009. Centro Universitario de los Lagos Departamento de Ciencias de la Tierra y de la Vida
