OBJETIVO:

En base a los ensayos químicos, correlacionar las propiedades de elementos conocidos y vistos como un grupo o familia.

MARCO TEORICO

Cronología de las diferentes clasificaciones de los elementos químicos

Döbereiner

Este químico alcanzó a elaborar un informe que mostraba una relación entre la

masa atómica de ciertos elementos y sus propiedades en 1817. Él destaca la

existencia de similitudes entre elementos agrupados en tríos que él denomina

“tríadas”.

Chancourtois y Newlands

En 1862 Chancourtois, geólogo francés, pone en evidencia una cierta periodicidad

entre los elementos de la tabla. En 1864 Chancourtois y Newlands, químico inglés,

anuncian la Ley de las octavas: las propiedades se repiten cada ocho elementos.

Pero esta ley no puede aplicarse a los elementos más allá del calcio.

Meyer

En 1869, Meyer, químico alemán, pone en evidencia una cierta periodicidad en el

volumen atómico. Los elementos similares tienen un volumen atómico similar en

relación con los otros elementos. Los metales alcalinos tienen por ejemplo un

volumen atómico importante.

Mendeleyev

En 1869, Mendeleïev, químico ruso, presenta una primera versión de su tabla

periódica en 1869. Esta tabla fue la primera presentación coherente de las

semejanzas de los elementos. El se dio cuenta de que clasificando los elementos

según sus masas atómicas se veía aparecer una periodicidad en lo que concierne

a ciertas propiedades de los elementos. La primera tabla contenía 63 elementos.

MATERIALES

Gradilla con 4 tubos. Vaso de 250 ml. Bencina.

REACTIVOS Soluciones de NaF, KCl, KBr, KI Solución de AgNO3

Solución de NH4OH Agua de cloro, Cl2 Agua de bromo, Br2

Na, Li, K metálicos Mg metálico Fenolftaleína Soluciones de MgCl2, CaCl2, SrCl2, BaCl2 Acido sulfúrico 2M

CÁLCULOS:

1. FAMILIA DE LOS HALÓGENOS (GRUPO VIIA)

A. SOLUBILIDAD EN AGUA DE HALUROS DE PLATAColoque en 4 tubos de ensayo 1 ml (aproximadamente 20 gotas) de soluciones 0.1 M de NaF, KCl, KBr y KI y adicióneles 20 gotas de AgNO3 0.1M, agite y espere, que sedimenten los precipitados formados. Anote el color de los precipitados y ordene los haluros de acuerdo a la cantidad formada (se tiene en cuenta que a mayor cantidad de precipitado, menor solubilidad).Las ecuaciones serían:

1. NaF(ac) + AgNO3(ac) ------------ AgF(ac) + NaNO3(ac)

2. KCl(ac) + AgNO3(ac) -------------- AgCl(ac) + KNO3(ac)

3. KBr(ac)+ AgNO3(ac) ------------- AgBr(ac)+ KNO3(ac) 4. KI(ac) + AgNO3(ac) -------------AgI(ac) + KNO3(ac)

2 > 4 > 3 > 1

B. REACTIVIDAD DE LOS HALUROS DE PLATA CON EL HIDRÓXIDO DE AMONIO NH4OH(ac):

En los tubos del experimento anterior elimine el líquido sobrenadante y adicione a los diferentes precipitados 20 gotas de solución de amoníaco 6M, NH4OH. Las ecuaciones serían:

AgCl(s) + 2NH4OH(ac) ------- Ag(NH3)2Cl(ac) + 2H2OAgBr(s) + 2NH4OH(ac) ------- Ag(NH3)2Br(ac) + 2H2OAgI(s) + 2NH4OH(ac) --------- Ag(NH3)2I (ac) + 2H2O

C. PODER OXIDANTE DE LOS HALÓGENOS LIBRESTómese en dos tubos de ensayo 1 ml (20 gotas) de solución 0.1M de KBr y KI, agrégueles 1 ml de agua de cloro (gas cloro disuelto en agua) y 10 gotas de éter de petróleo, agite bien. Observe el color que toma la fase superior del éter de petróleo.Las reacciones que ocurren, son:

2KBr(ac) + Cl2(ac) ------> Br2(ac) + 2KCl(ac)

2KI(ac)+ Cl2(ac) ---------> I(ac) + 2KCl(ac)

A un tubo que contenga solución de KI, adiciónele 1 ml de agua de bromo (bromo líquido disuelto en agua) y 10 gotas de éter de petróleo, agite y observe el color de la fase superior.

2KI(ac) + Br2(ac) -------> I(ac) + 2Br2(ac)

De acuerdo a lo observado en las experiencias anteriores, trate usted de relacionar las propiedades de los 4 halógenos con su configuración extra nuclear.

Cl >Br > I

2.- FAMILIA DE LOS METALES ALCALINOS (GRUPO IA)

REACTIVIDAD CON AGUA. En un vaso pequeño que contiene 100 ml de agua, deje caer un trocito de litio recién cortado. Anote sus observaciones. A la solución formada agréguele 3 gotas de fenolftaleína.

2Li(s) + H2O(l) ------> H2(g) + LiOH(ac)

Repítase la experiencia anterior, empleando un trocito de sodio recién cortado.

2Na + H2O ------> H2(g) + NaOH(ac)

Haga lo mismo con un trocito de potasio recién cortado. Escriba las ecuaciones correspondientes de las 3 reacciones.

2K + H2O ------> H2(g) + KOH(ac)

3.- FAMILIA DE LOS METALES ALCALINO-TÉRREOS (GRUPO IIA)

A. REACTIVIDAD EN AGUA:En un vaso pequeño con unos 25 ml de agua coloque un trocito de magnesio (Mg) y 5 gotas de la fenolftaleína. Caliente a ebullición por unos instantes. La aparición de color rojo grosella indicaría la formación del hidróxido de magnesio, según la ecuación:

Mg + H2O + fenolftaleína

B. SOLUBILIDAD EN AGUA DE LOS SULFATOS DE METALES ALCALINO-TÉRREOS

En cuatro tubos de ensayo coloque 20 gotas de las soluciones 0.1M de MgCl2, CaCl2, SrCl2 y BaCl2. Agregue a cada tubo 10 gotas del ácido sulfúrico, H2SO4 2M. Luego añada 20 gotas de etanol a cada tubo y compare las cantidades de los precipitados formados.

1. MgCl2(ac) + H2SO4(ac) ------ MgSO4(ac) + 2HCl(ac)

2. CaCl2(ac) + H2SO4(ac) ------ CaSO4(ac) + 2HCl(ac)

3. SrCl2(ac) + H2SO4(ac) ------- SrSO4(ac) + 2HCl(ac)

4. BaCl2(ac) + H2SO4(ac) ------ BaSO4(ac) + 2HCl(ac)

1 > 2 > 3 > 4

CUESTIONARIO:

1.- ¿Por qué el magnesio reaccionó más lentamente y con la inversión de calor, que el sodio, si ambos se ubican muy próximos en el período 3 del sistema periódico?

Porque el magnesio posee dos electrones de valencia en cambio el sodio solo uno

2.- Proponga 5 solventes orgánicos no polares para los halógenos libres.

Hexano: CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3

Benceno: C6H6

Tolueno: C6H5-CH3

Éter dietílico: CH3CH2-O-CH2-CH3

Cloroformo: CHCl3

3.- Ordene en forma creciente la reactividad de los metales alcalinos.

¿Cómo explica la diferencia en la intensidad reactiva de los metales alcalinos?

Cada vez que desciendes en un grupo en la tabla periódica aumentas en un orbital, como los electrones de valencia son los que interactúan en la formación de enlaces y estos se encuentran en la ultima capa será mas difícil que el núcleo los atraiga.

El litio (Li) > El sodio (Na) > El potasio (K) > El rubidio (Rb) > El cesio (Cs) > El francio (Fr)

4.- ¿Con que ensayo químico muy sencillo (de los que hizo en la práctica) se reconocen cualitativamente los metales alcalinos?

Se puede reconocer con el ensayo de la solubilidad en el agua.

5.- ¿Para qué se usó la fenolftaleína en el experimento de metales alcalinos?

Para observar la ionización de los metales alcalinos y dependiendo la intensidad de fucsia que presentaba era que el metal estaba mas alejado del el primero.

6.- ¿Qué función cumple el alcohol etílico en el experimento con los sulfatos de metales alcalino-térreos?Tiene la función de mostrar la cantidad de precipitados se forman en la solución.

7.- ¿De qué depende la solubilidad en agua de haluros de plata (AgF, AgCl, AgBr, AgI)?

Depende mucho de la ionización de los compuestos y en esto interviene mucho la posición en la tabla periódica.

8.- ¿De qué depende la solubilidad en agua de los sulfatos de metales alcalino-térreos?

El producto de solubilidad de un compuesto iónico es el producto de las concentraciones molares (de equilibrio) de los iones constituyentes, cada una elevada a la potencia del coeficiente estequiométrico en la ecuación de equilibrio.

9.- ¿A qué se debe que los halógenos como F y Cl tengan mayor poder oxidante que los halógenos ubicados en el grupo más abajo?

Se debe a que F y Cl están ubicados mas arriba y a la derecha de la tabla, además la capacidad de perder mas electrones.