Título: ACIDEZ DE LOS CATIONES METÁLICOS

Acidez de los cationes metálicos
Pregunta a responder al final de la sesión:
¿Cuáles son las propiedades de un ion metálico que influyen en su fuerza ácida y cómo varía ésta en
función de dichas propiedades?
Procedimiento experimental
Paso 1.- IMPORTANTE: Los tubos deben estar limpios. Enjuágalos con agua destilada. Añade
después a cada uno de cuatro tubos 1 mL de agua destilada y una gota de indicador universal. Si el color
en los cuatro no es igual, desecha el contenido de todos, enjuágalos de nuevo y repite la operación hasta
que observes el mismo color en los cuatro.
A cada tubo con agua e indicador, agrega 2 mL de disolución de uno de los siguientes cationes:
+
Li , Mg2+, La3+, Zr4+ (los aniones son cloruros o nitratos, que no poseen propiedades ácido-base
detectables).
a) Compara el color de cada disolución con el patrón visual proporcionado por tu profesor y anota el pH
correspondiente:
Catión
Li+
Mg2+
La3+
Zr4+
pH de su disolución
OPCIONAL: Repite el experimento anterior utilizando ahora los cationes siguientes: K+, Zn2+, Al3+ y
Sn4+. Anota tus resultados.
Catión
K+
Zn2+
Al3+
Sn4+
pH de su disolución
b) Elabora una hipótesis acerca de cuál crees que es el factor responsable de las variaciones observadas
en la acidez:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
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c) Considerando que un ion metálico (M) en disolución acuosa está en la forma [M(H 2O)6]n+, escribe los
productos de la reacción de hidrólisis (que es la que da lugar a la acidez del catión):
[M(H2O)6]n+

____________________________________________________
NOTA: debes escribir correctamente esta reacción antes de seguir adelante.
Paso 2.- Ahora determinarás el pH de precipitación de los hidróxidos de estos cationes. Nuevamente
asegúrate de que los tubos que vayas a emplear estén perfectamente limpios. Enjuágalos varias veces
con agua destilada.
Inicia las pruebas con los cationes que mostraron mayor fuerza ácida. Para cada ion procede así:
coloca 2 mL de la disolución del catión en un tubo de ensaye; añade, gota a gota, un pequeño volumen
de disolución de NaOH 1M y agita después de cada adición. Después de agregar cierta cantidad de
NaOH se formará un precipitado o se observará una turbidez. Si desaparecen al agitar, añade otra gota
de NaOH. Repite estas dos últimas acciones (adición de base y agitación) hasta que el precipitado ya no
se redisuelva o la turbidez persista. Agrega entonces una gota de indicador universal y toma nota del pH
de precipitación del catión. Continúa tus experimentos con los iones metálicos menos ácidos, utilizando
esta vez NaOH 3M.
Catión
Li+
K+
Mg2+
Zn2+
La3+
Al3+
Zr4+
Sn4+
pH de precipitación
NOTA: hay algunos cationes que no precipitan como hidróxidos aun por arriba de pH=14.
a) Completa el siguiente enunciado: Los cationes de ______________(mayor o menor) fuerza ácida,
precipitan a valores de pH más ______________ (altos o bajos).
Paso 3.- Una vez más, cuida que los tubos a utilizar se encuentren limpios y que hayan sido enjuagados
con agua destilada.
A cada tubo agrega 2 mL de disolución de uno de los siguientes cationes: Li+, Na+, K+, Ag+.
Posteriormente añade, gota a gota, NaOH 1M, hasta 1mL.
a) Menciona cuál de estos iones precipitó: _____________________________________
b) Consulta la tabla periódica y elabora una hipótesis acerca de cuál piensas que es la propiedad que lo
hace tan distinto: ___________________________________________
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________________________________________________________________________
c) ¿Cómo es la acidez de este ion en comparación con los otros cationes monovalentes?
________________________________________________________________________
Paso 4.- Lava y enjuaga con agua destilada cuatro tubos de ensaye. Coloca en cada uno 2 mL de
disolución de Mg2+, Zn2+, Pb2+,,Hg2+. Determina el pH de precipitación de estos cationes siguiendo los
pasos del punto 2 (utiliza NaOH 1M).
Catión
Mg2+
Zn2+
Pb2+
Hg2+
pH de precipitación
a) Revisa la tabla periódica y relaciona la propiedad propuesta en el inciso 3b con el pH de precipitación
y, en consecuencia, con la fuerza ácida de estos cationes:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
b) Por lo tanto, ¿en qué orden precipitarán los iones Fe 3+, Al3+, Bi3+ y La3+ en función del pH?:
___________________________________________________________________
________________________________________________________________________
Confirma tu predicción repitiendo el procedimiento del inciso 2 con estos cationes trivalentes.
Catión
pH de precipitación
La3+
Al3+
Fe3+
Bi3+
En conclusión: ¿Cuáles son las propiedades de un ion metálico que influyen en su fuerza ácida y cómo
varía ésta en función de dichas propiedades?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
Ejercicios para resolver al terminar la sesión
1.- Divide a todos los cationes en cinco categorías según su carácter ácido, usando como criterio el pH
de precipitación; luego ubícalos en cada categoría según su carga y posición en la tabla periódica.
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Categoría (pH de precipitación)
Ejemplos observados durante la
práctica
Tipo de cationes
(carga y bloque de la tabla
periódica)
Cationes no ácidos
(pH>14)
Cationes muy débilmente
ácidos (12<pH<14)
Cationes débilmente ácidos
(8<pH<12)
Cationes moderadamente
ácidos (3<pH<8)
Cationes muy ácidos
(pH<3)
2.- Usando como primer criterio la carga y como segundo la electronegatividad, ordena a los siguientes
cationes en orden de fuerza ácida creciente : Cr3+, Al3+, Li+, Tl+, Ce4+, Ti4+, Mn2+, K+, Ca2+, Y3+ y Fe2+.
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Acidez de los cationes metálicos.
(ADC)
Diagrama ecológico para el manejo de residuo
Añadir a cada
tubo
disoluciones de
Li+, Mg2+, La3+
Zr4+
Añadir a cada
tubo
disoluciones de
Sn4+, Al3+, Zn2+
K+
Añadir a cada
tubo
disoluciones de
Li+, Na+, K+
Ag+
Añadir a cada
tubo
disoluciones de
Mg2+, Zn2+,
Pb2+, Hg2+
Añadir a cada
tubo
disoluciones
Fe3+, Al3+, Bi3+,
La3+
Añadir gota a gota
NaOH 1 M hasta la
formación de un sólido
Li+,
K+,
Zn2+,
Al3+
Mg2+
La3+
Zr4+
Sn4+
Ag+
Pb2+
Hg2+
Fe3+
Bi3+
D1ACM
D2ACM
D3ACM
D4ACM
D5ACM
D6ACM
D7ACM
D8ACM
D9ACM
Recomendaciones:
1) Al residuo D1ACM se debe verificar el pH y neutralizar hasta pH= 6 ó 7 con HCl o
NaOH según sea el caso. La mezcla neutralizada se puede desechar a la tarja.
2) Los residuos (D2ACM, D3ACM, D4ACM, D6ACM, D7ACM, D8ACM y D9ACM) se
someterán a un proceso posterior para su desecho, evita contaminarlos.
3) El residuo D5ACM se neutralizará y recuperará el sólido formado por filtración. El
sólido se someterá a un proceso para utilizarlo nuevamente en el laboratorio. Evita
contaminarlo.
Elaboró Dr. Víctor Manuel Ugalde
Daniela González Ramírez
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TABLA
PERIÓDICA
DE
LOS
ELEMENTOS
IA
VIII A
1
1
18
IIA
2
H
Hidrógeno
2.2
3
4
Li
+1 90
III A
13
5
Be
+2 59
0.98
1.57
IV A
14
6
B
+3 41
7
C
+4 30
12
Na
Mg
+1 116
+2 86
0.93
1.31
19
20
K
+1 152
Ca
+2 114
0.82
III B
3
21
22
Sc
+3 88
1.00
IV B
4
V B VI B
5
6
23
Ti
+2 100
+3 81
24
V
+2 93
+3 78
1.36
25
Cr
+2 94
+3 75
1.63
VII B VIII
7
8
26
Mn
+2 97
+3 78
1.66
27
Fe
+2 92
+3 78
1.55
VIII
9
Co
+2 88
+3 75
1.83
VIII
10
28
29
Ni
+2 83
1.88
IB
11
Cu
+1 91
+2 87
1.91
II B
12
30
Zn
+2 88
1.90
13
Al
+3
67
+4
1.61
31
32
Ga
+3 76
1.65
Si
9
O
3.04
15
P
54
1.9
Ge
+2 87
+4 67
1.81
8
N
2.55
14
VI A VII A
16
17
F
2
He
10
Ne
18
Ar
+5 27
2.04
11
VA
15
3.44
16
S
As
+3 72
2.01
Cl
+7 41
2.58
3.16
2.19
33
3.98
17
34
Se
35
36
Br
Kr
+4 64
+7 53
+6 56
2.18
2.55
2.96
3.00
1.54
37
38
Rb
+1 166
0.82
55
Ba
+2 149
0.79
1.22
Ra
+1 194
0.70
Nb
+3 86
1.33
72
*
41
Zr
+4 86
42
Mo
+4 79
+6 73
1.60
73
Hf
+4 85
0.89
88
Fr
40
Y
+3 104
0.95
56
Cs
+1 181
87
39
Sr
+2 132
1.30
Ru
+3 82
+4 76
1.90
75
W
+4 80
+6 74
1.50
44
Tc
+4 78
2.16
74
Ta
+3 86
+4 82
43
2.36
Rh
+3 80
Os
+4 77
+5 71
1.90
46
77
Ag
+1 129
2.20
78
Ir
+3 82
+4 76
2.20
47
Pd
+2 100
2.28
2.20
76
Re
+4 77
+5 72
45
Pt
+2 94
+4 76
2.20
48
1.93
79
Au
Cd
+2 109
49
Hg
Sn
+2 92
+4 83
1.78
1.69
80
50
In
+3 94
81
Tl
51
Sb
+3 86
1.80
82
Pb
+1 151
+2 116
+1 164
+2 133
+3 99
2.28
2.54
2.00
1.60
1.87
83
52
Te
53
54
I
+4 111
+5 109
+6 70
+7 69
2.05
1.50
2.66
Bi
+3 117
84
Po
+4 108
2.02
2.00
85
2.60
86
At
+7 76
Xe
Rn
Radón
2.20
**
0.90
*
57
+3 117
+3 115
+3 113
1.10
1.12
1.13
+3 112
+3 111
1.14
+3 110
**
89
92
94
La
Ac
58
90
Ce
Th
59
91
Pr
Pa
+3 126
+4 108
+3 118
1.10
1.30
1.50
60
Nd
U
61
93
Pm
Np
62
63
Sm
Eu
Gd
65
Tb
66
Dy
67
Ho
68
Er
69
Tm
70
Yb
71
Lu
+3 108
+3 106
1.20
+3 105
+3 104
+3 103
+3 102
+3 101
1.22
1.23
1.24
1.25
+3 100
95
96
98
103
1.17
Pu
64
+3 109
Am
Cm
97
Bk
Cf
99
Es
100
Fm
101
Md
102
Nb
Lw
+3 116
+3 115
+3 114
+3 111
+3 111
+3 110
+3 109
1.38
1.36
1.28
1.30
1.30
1.30
1.30
No. atómico
E
carga radio ionico
electroneg.
6