Análisis químico elemental cualitativo de sustancias orgánicas: investigación de carbono, , Resúmenes de Principios Químicos

¡Descarga Análisis químico elemental cualitativo de sustancias orgánicas: investigación de carbono, y más Resúmenes en PDF de Principios Químicos solo en Docsity! F-CV3-3B-2 Rev. Marzo 2019 3B – 2 GUIA DE PRÁCTICAS Unidad académica: EAP DE FARMACIA Y BIOQUÍMICA QUÍMICA INORGÁNICA AUTORES: QF. Antonio Guillermo Ramos Jaco QF. Robert Armando Cárdenas Orihuela Q.F. Daniel Ñañez del Pino MG. Quim. Luis Vilca Siguas F-CV3-3B-2 Rev. Marzo 2019 INTRODUCCIÓN El Laboratorio de Química Inorgánica es el primer contacto que el alumno tiene con la composición, estructura y reacciones de los elementos y compuestos inorgánicos; es decir, los que no poseen enlaces carbono-hidrógeno, porque éstos pertenecen al campo de la química orgánica. Las prácticas se plantean situando en primer lugar a los compuestos inorgánicos según su función en ácidos, bases, óxidos y sales, y los óxidos se les suele dividir en óxidos metálicos (óxidos básicos o anhídridos básicos) y óxidos no metálicos (óxidos ácidos o anhídridos ácidos). La guía comprende los siguientes temas como: a) Reacciones químicas I y II , química inorgánica (hidrógeno, metales alcalinos y alcalinos térreos), b) elementos de transición, transición dúctiles; c) elementos térreos; carbonoides, nitrogenados y anfígenos; d) halógenos, gases nobles. Con esta guía los estudiantes adquieren destrezas en elementos esenciales para la vida. Se realiza un estudio elemento por elemento tanto de los no metales (O, N, P, S, halógenos, H, C y Si) como de los metales (Fe, Cu, Mo, W, Co, Ni, V, Cr, Mn, Zn, Na, K, Ca y Mg), destacándose la relación existente entre ambos. Se discuten, además, procesos biológicos tan importantes como el transporte de O2, la fijación de N2, la respiración celular, la fotosíntesis y la biomineralización, así como la utilización de compuestos inorgánicos en Medicina. Hacen conciencia de las normas de bioseguridad sobre todo adquieren actitudes para conservar el medio ambiente, tarea que estamos obligados todos los habitantes de la tierra en cuidar nuestro hábitat. La elaboración de esta guía es el producto del trabajo en equipo realizado entre las autoridades que no proporcionan la parte logística, los profesores sus conocimientos y los alumnos sus recomendaciones, por lo que esperamos sea un aporte valioso en este eslabón del aprendizaje. F-CV3-3B-2 Rev. Marzo 2019 6. A un tubo de prueba que contiene solución sobrante de Hidróxido de sodio 0,1N, aprox. 1 ml, añadir alrededor de 2,5 ml de ácido clorhídrico 0,1 N, agregar gota a gota a la solución de hidróxido de sodio hasta 2 ml. Anotar los cambios desde el inicio hasta el final del experimento. 7. En un tubo de prueba colocar aprox. 1 ml de agua destilada, introducir el termómetro y medir la temperatura del agua. Anotar. 8. Extraer el termómetro y medir aproximadamente 1 ml de ácido sulfúrico concentrado o 10 gotas, agregar y homogeneizar. Medir la temperatura de la disolución y anotar. 9. Colocar una pequeña cantidad de Clorato de Potasio (sólido) y calentar a fuego directo el tubo de ensayo. Determinar el producto. 10. Colocar en un tubo de ensayo el cobre metálico en pequeña cantidad luego agregar gota a gota ácido nítrico concentrado. Observar lo que ocurre. 11. En un tubo de ensayo colocar 0,5 ml de nitrato de aluminio, luego adicionar 2 gotas de hidróxido de amonio, más dos gotas de aluminón. Observar. 12. Colocar 0,5 ml de Nitrato de Plomo. Agregar Yoduro de Potasio. Balancear y señalar el tipo de reacción química. 13. Colocar en tubo de ensayo las cenizas del magnesio metálico al ponerlos al fuego. Observar el fenómeno. Balancear y determinar la reacción química. 14. Colocar 0,5 mL de Cloruro férrico + sulfocianuro de Potasio. Balancear y determinar el tipo de reacción química. 1.5. Resultados Nombra por nomenclatura sistemática o IUPAC las diferentes reacciones químicas con los diferentes reactivos. Balancea las ecuaciones químicas. Diferencia los tipos de reacciones químicas. 1.6. Cuestionario 1.- Escriba cada una de las reacciones químicas realizadas en la práctica. 2.- Indique los tipos de reacciones químicas realizadas en la práctica. 1.7. Fuentes de información – Saavedra, F. (2013) Guía de prácticas. U.M.N.S.M. Lima-Perú; – Carrasco, L.(2013) Química experimental. Lima-Perú: Editorial Macros F-CV3-3B-2 Rev. Marzo 2019 II. PRACTICA Nº2. REACCIONES QUIMICAS II 2.1 Marco teórico En las reacciones de óxido-reducción, las partículas que se transfieren son electrones, lo cual cambia los estados de oxidación de los elementos que intervienen en la reacción. El grado de transferencia de electrones de un elemento a otro es una reacción redox, depende de la electronegatividad de los elementos. Los elementos que transfieren electrones (los que pierden) aumentan su estado de oxidación y se dice que se ha oxidado. Los átomos que ganan electrones se reducen. A las sustancias cuyos átomos suministran electrones transferidos se les denomina agentes reductores, ya que provocan la reducción de los átomos que lo reciben. Se les llama agentes oxidantes a los que causan la oxidación de los átomos que ceden electrones. 2.2. Competencias:  Reconoce el estado de oxidación de los diferentes elementos químicos para formular las sustancias y nombrarlas según las reglas de nomenclatura, realizando sus actividades en equipo.  Representa las reacciones en ecuaciones químicas balanceando los coeficientes de las sustancias reactantes y productos, demostrando un trabajo colaborativo. 2.3. Materiales y reactivos: MATERIALES Baguetes Gradilla Manguera para conexión Matraz Pera de decantación Tubos de prueba 13 x 100 mm 60 unidades Goteros de platico 20 unidades Propipeta o bombilla Pisceta REACTIVOS Solución de Permanganato de Potasio 10 % Solución de Dicromato de potasio 10 % Solución de Ferricianuro de potasio 10 % Solución de Ferrocianuro de potasio 10 % Ácido Nítrico concentrado Peróxido de hidrogeno al 30 % Solución de Clorato de potasio 10 % Solución de Yoduro de potasio 10 % Ácido Sulfúrico Concentrado Ácido Sulfúrico 5 N Cloroformo Acido oxálico 10 gramos Solución de Sulfato ferroso 10 % Solución de Sulfito de sodio 10 % F-CV3-3B-2 Rev. Marzo 2019 Solución de Oxalato de sodio 10 % Solución de Bromuro de potasio 10 % Solución de Nitrito de sodio 10 % Ácido Clorhídrico Concentrado Ácido Clorhídrico 1 M Solución de Hidróxido de sodio 5 N Solución de Hidróxido de potasio 5 N METODO Se potencial izará el autoaprendizaje e ínter aprendizaje dentro de un ambiente constructivo, privilegiando la práctica de dinámicas grupales y trabajos colaborativos. 2.4. Procedimiento DETERMINACIÓN DE AGENTES OXIDANTES Y REDUCTORES: AGENTES OXIDANTES: (Permanganato de Potasio, Dicromato de Potasio, Ferricianuro de Potasio, Ácido Nítrico concentrado, Peróxido de Hidrógeno, Clorato de Potasio) 1. Agregar 1ml de agentes oxidantes en un tubo de ensayo agregar 1ml de Yoduro de Potasio, + ácido sulfúrico (si es diluido calentar) determinar la formación de Yodo en todo agente oxidante y reconocer la formación de yodo con un solvente orgánico que colorea la presencia de yodo en la capa orgánica, realice balanceos en todas las experiencias. AGENTES REDUCTORES: (Peróxido de Hidrógeno, Acido Oxálico, Sulfato ferroso, Sulfito de Sodio, Oxalato de Sodio, Bromuro de Potasio, Ferrocianuro de Potasio) 2. Agregar 1 ml de agentes reductores en un tubo de ensayo agregar 1ml de ácido sulfúrico + una gota de Permanganato de Potasio, Si la muestra es reductora decolora el permanganato de Potasio, realice el balanceo de todas las reacciones. 3. A un tubo de prueba añadir 1 mL de solución de Permanganato de Potasio, acidificar con solución de ácido clorhídrico 1M, agregar 1 mL de solución de Yoduro de Potasio. Observar la decoloración completa del Permanganato de Potasio. 4. Colocar 0,5 mL. de ferrocianuro de potasio, luego adicionar 0,5 mL. de permanganato de potasio, y 0,5 mL. de ácido sulfúrico 5. En un tubo de ensayo colocar 1 mL de permanganato de potasio en solución, acidificar con tres gotas de ácido sulfúrico 5N. Añada a la solución gotas de peróxido de hidrógeno, hasta decoloración de la solución. 6. En un tubo de ensayo colocar 1 mL de permanganato de potasio, agregar 5 gotas de Hidróxido de Sodio o Hidróxido de Potasio 5N, luego 1 mL de peróxido de hidrógeno. Agitar y observar el precipitado. 7. Colocar en un tubo 1 ml de permanganato de potasio y agregue 1 mL de nitrito de sodio. Agitar y observar la formación de un precipitado pardo oscuro. F-CV3-3B-2 Rev. Marzo 2019 METODOS Se potencializará el auto aprendizaje o ínter aprendizaje dentro de un ambiente constructivo, privilegiando la práctica de dinámicas grupales y trabajos colaborativos. 3.4. Procedimiento 1.-Preparación del hidrógeno: 1.- En un frasco con tapa bihoradado colocar 2g de zinc en granalla, adicionar H2SO4 diluido, recepcionar el hidrógeno que se desprende en una cuba hidráulica, en un tubo de prueba con agua. El gas que se produce en la reacción desplaza el agua que es más densa y que se encuentra en el frasco invertido lleno de agua. Tenga a la mano un palito de fósforo encendido, de tal modo que al finalizar la reacción pueda probar la inflamabilidad del gas. 2.- Reacción del sodio con el agua: 1.- En un vaso de 250 mL con agua, deje caer con una pinza un trocito de sodio metálico, recién cortado. De inmediato cubra la una de reloj. Tenga a la mano un palito de fósforo encendido, de tal modo que al finalizar la reacción pueda probar la inflamabilidad del gas. 3.- Reacción de un metal anfótero con un álcali: 1.- Coloque una pequeña cantidad de aluminio en un tubo de ensayo y agregue 6 mL de solución de hidróxido de sodio. Caliente intermitentemente sin que llegue la solución a ebullición. Observe las cualidades del gas que se produce. 4.- El Hidrógeno y la Serie Electromotriz: 1.- En 5 tubos de ensayo agregar mg. De Sn, Pb, Cu, Mg, Fe metálicos respectivamente, y verter 2 ml de HCl diluido. Observar la mayor o menor formación de gas. 3.5. Resultados Analiza y utiliza un método para la preparación u obtención de hidrógeno en el laboratorio. 3.6. Cuestionario 1.- Describa las propiedades físico-químicas del hidrógeno. 2.- Escriba las reacciones realizadas en la práctica. 3.- Investigue sobre las aplicaciones biológicas, farmacológicas. (Si las hubiese), industriales, etc. naturales del hidrógeno. 3.7. Fuentes de información 1.-Guía de Prácticas de Laboratorio Química General.Lima, Perú : Editorial UNMSM 2.-Manku, G. (1990) Principios de Química Inorgánica, Barcelona, España: Editorial Mac Graw Hill 3.- La Llata, D. (2007) , Química inorgánica, México: Editorial Progreso 4.- Moller, T. (1994),Química inorgánica, Barcelona, España: Editorial Reverté F-CV3-3B-2 Rev. Marzo 2019 IV. PRACTICA Nº4. METALES ALCALINOS 4.1 Marco teórico Los metales del grupo IA (Li, Na, K, Rb, Cs) tienen primeras energías de ionización muy bajas. Estos elementos tienen un solo electrón en sus niveles de energía superiores y son los átomos de mayor tamaño en sus periodos. El primer electrón añadido a un nivel de energía principal puede eliminarse con facilidad para formar la configuración de un gas noble. Al descender por el grupo, las primeras energías de ionización se hacen más bajas. La fuerza de atracción del núcleo con carga positiva hacia los electrones disminuye al aumentar el cuadrado de la separación entre ellos. Así que al aumentar los radios atómicos en un grupo dado, las primeras energías de ionización disminuyen porque los electrones de valencia se encuentran más lejos del núcleo. Además los conjuntos llenos de orbitales internos, producen un efecto de escudamiento entre el núcleo de los electrones más externos, que por tanto son extraídos con menos fuerza. 4.2. Competencias: 1.- Identifica a los elementos metálicos del grupo IA mediante las reacciones químicas desarrolladas y describe algunas propiedades químicas de estos elementos. 4.3 Materiales y reactivos: MATERIALES Beaker de 250 ml. Bagueta Luna de reloj Mechero Caja de fósforo REACTIVOS Agua destilada. Acido perclórico concentrado 30 ml. Sodio metálico 10 g. Potasio metálico 10 g. Solución de Carbonato de Sodio al 10 %. Carbonato de sodio 10 g. Ácido Clorhídrico concentrado 30 mL. Solución de Cloruro de Potasio al 10 %. Solución de Cloruro de Sodio al 10 %. Solución de Cloruro de Litio al 10 %. Solución de Fluoruro de Sodio al 10 %. METODOS Se potencializará el autoaprendizaje o ínteraprendizaje dentro de un ambiente constructivo, privilegiando la práctica de dinámicas grupales y trabajos colaborativos. F-CV3-3B-2 Rev. Marzo 2019 4.4. Procedimiento 1. Reconocimiento del potasio: colocar en un beaker de 250 ml , agua destilada hasta las ¾ partes, adicionar un trozo pequeño de potasio, luego rápidamente cubrir con una luna de reloj. Con cuidado encender un palito de fósforo en la boca del beaker. 2. Reacción de coloración a la llama: realizar ensayos de coloración a la llama de los siguientes cationes: sodio, potasio y litio. Observar la diferenciación. 3. Reconocimiento del sodio: colocar en un beaker de 250 mL , agua destilada hasta las ¾ partes, luego adicionar un trozo pequeño de sodio metálico, tapar con una luna de reloj; enseguida encender un fósforo en la boca del beaker. Observar y comentar. 4. Obtención del Cloruro de Sodio: Mezclar 2 – 3 ml de solución de carbonato de sodio agregar 3-4 gotas de HCl. Observar el precipitado cristalino de NaCl. 5. Identificación del Potasio: Mezclar 2-3 ml de solución de KCl y agregue 2-4 gotas de ácido perclórico. Observe el precipitado cristalino de perclorato de potasio. 6. Identificación del Litio: Mezclar 2-3 mL de Cloruro de Litio agregar 1-2 mL de NaF. Observe el precipitado de LiF. 4.5. Resultados Analiza y nombra a los métales del grupo IA e identifica sus propiedades químicas 4.6. Cuestionario 1.- ¿Cuáles son las diferencias y semejanzas de los elementos del grupo IA? 2.- Describa las aplicaciones de cada uno de los elementos 3.- Describa las partes del mechero de Bunsen. 4.- Identifique las partes de la llama en un esquema. 5.- ¿Cuál es el fundamento de los ensayos piro químicos? 6.- ¿Cuál es el fundamento del ensayo de coloración a la llama? 7.- Explique el rol fisiológico de la sal en el organismo humano. 8.- Desde el punto de vista microbiológico. ¿Por qué la sal común se adiciona a las carnes para evitar la rápida descomposición? 4.7. Fuentes de información 1.-U.N.M.S.M. Guía de Prácticas de Laboratorio Química General. 2.-Manku,(1996), Principios de Química Inorgánica, Barcelona, España : Editorial Mc Graw Hill. 3.-Moeller, T.( 1994),Química Inorgánica. Barcelona, España :Editorial Reverté, 1994 F-CV3-3B-2 Rev. Marzo 2019 7. En un tubo de prueba colocar 1 ml de solución de cloruro de estroncio, agregar 1 ml de solución de oxalato de amonio, observar el precipitado formado. 5.5. Resultados Analiza y nombra a los métales del grupo IIA e identifica sus propiedades químicas. 5.6. Cuestionario 1.- Formule las ecuaciones químicas de las reacciones químicas realizadas en el laboratorio. 2.- ¿Qué diferencias y semejanzas existen entre los elementos del grupo IIA? 3.- ¿Cuáles son los usos terapéuticos de los metales alcalinos-térreos? 5.7. Fuentes de información 1.-Garritz, A. y Chamiso, J.(1998). Química, México, Editorial: Addison-wesley, Iberoamericana 2.-Butler, I. y Harrrod, J. (1992). Química Inorgánica. principios y aplicaciones.Editorial: Addison- Wesley F-CV3-3B-2 Rev. Marzo 2019 VI. PRACTICA Nº6. ELEMENTOS DE TRANSICIÓN 6.1. Marco teórico Forman parte los elementos de transición de las familias del vanadio, cromo y manganeso. La familia del vanadio forma el subgrupo VB de la tabla periódica y está constituida por el vanadio, niobio y tántalo. La familia del cromo forma el Subgrupo VIB de la tabla periódica y comprende los elementos cromo, molibdeno y wolframio. La familia del manganeso forma el subgrupo VIIB de la tabla periódica y está constituida por el manganeso, tecnecio y renio. 6.2. Competencias: 1.- Identifica a los elementos de transición mediante las reacciones químicas desarrolladas y describe algunas propiedades químicas de estos elementos. 6.3. Materiales y reactivos MATERIALES Gradilla Mechero de bunsen Pipetas Tubos de ensayo 13 x 100 mm 60 unidades REACTIVOS Sal de cromo (Solución de Tricloruro o sulfato de cromo al 10 %) Solución de Cloruro de amonio al 10 %. Sulfuro de amonio al 20 %. Sal de manganeso (Sulfato de manganeso al 0.5 N) Solución de Ácido clorhídrico 1 M. Solución de Cloruro de manganeso al 10 %. Solución de Hidróxido de sodio al 10 %. Solución de Hidróxido de sodio al 40 %. Solución de Permanganato de potasio al 5 %. Ácido clorhídrico concentrado 30 mL. Solución de Cromato de potasio al 10 %. Solución de Ácido sulfúrico 5 N. Peróxido de hidrogeno al 30 % o 100 volúmenes. Solución de Nitrito de potasio al 10 % o nitrito de sodio. METODOS Se potencializará el autoaprendizaje e ínteraprendizaje dentro de un ambiente constructivo, privilegiando la práctica de dinámicas grupales y trabajos colaborativos. F-CV3-3B-2 Rev. Marzo 2019 6.4. Procedimiento AUTOXIDACIÓN DEL HIDRÓXIDO DE MANGANESO 1. En dos tubos de ensayo de paredes gruesas, coloque 2 mL de solución de sulfato de manganeso 0,5 M .A través de uno de ellos haga pasar corriente de C02 excento de aire, durante 20 minutos, Al otro tubo destapado. 2. A continuación a cada tubo adicione 2 mL. de solución de NaOH 2N. Tápelos con tapones que ajusten bien y sacúdalos. 3. Observe la tonalidad de los precipitados. La mitad del contenido del tubo N° 2 transfiérala a un tubo lleno con oxígeno (tubo N°3). Tape los tubos 2 y 3, nuevamente y agite el tubo N°3. 4. Ordene los tubos de acuerdo a la intensidad cromática. El precipitado de hidróxido de manganeso II en el tubo N°1, debe conservarse incoloro, mientras que el tubo N°3, toma una coloración oscura por autoxidación a dioxihidrato. 5. El precipitado del tubo n° 2 también se oscurece, autoxidación que se acelera cuando se destapa varias veces el tubo y se vuelve a agitar. Interprete el fenómeno ocurrido. 6. A una solución de sal de Cromo adicionarle Cloruro de amonio calentar; luego alcalinizar la solución con sulfuro de amonio, calentar hasta la precipitación. 7. A una solución de sal de Manganeso adicionarle Cloruro de amonio calentar; luego alcalinizar la solución con sulfuro de amonio, calentar hasta la precipitación. A este precipitado adicionarle HCl 1N agitar el precipitado hasta la disolución completa. 8. A una solución de Cloruro de Manganeso, calentar la solución y luego alcalinizarla en exceso con hidróxido de sodio; en estas condiciones el manganeso precipita como hidróxido. 9. En un tubo de ensayo introducir un cristal de Permanganato de Potasio, luego añadir 5 gotas de HCl concentrado; observar el desprendimiento de los gases verde -amarillento. 10. En un tubo de ensayo colocar 1 mL de permanganato de potasio en solución, acidificar con 3 gotas de ácido sulfúrico 5 N. Añadir gota a gota peróxido de hidrógeno, hasta decoloración. 11. En un tubo de ensayo colocar 1 mL de permanganato de potasio, acidificar con ácido sulfúrico 5 N; agregar cristales de ácido oxálico, agítese hasta la decoloración completa. 12. En un tubo colocar 1 mL de cromato de potasio, acidificar con 3 gotas de ácido sulfúrico 5N; observar el cambio de coloración, anote, luego añada 5 gotas de peróxido de hidrógeno. Agite y observe los colores, inicialmente azul y luego verde. F-CV3-3B-2 Rev. Marzo 2019 Solución de Cloruro de amonio al 10 %. Zinc en granalla 10 g. Ácido nítrico concentrado 30 mL. Solución Ácido nítrico al 10 %. Cobre Metálico 10 g (alambre). Hierro Metálico 10 g (Clavo) MÉTODOS Se potencializará el autoaprendizaje, interaprendizaje dentro de un ambiente constructivo, privilegiando la práctica de dinámicas grupales y trabajos colaborativos. 7.4. Procedimiento 1. A una solución férrica adicionarle 0,5 g de peróxido de sodio, agitar y hervir la solución, observar el residuo y agregarle una solución de ferrocianuro de potasio. 2. A una solución férrica adicionarle solución de cloruro de amonio, calentar la solución y adicionar hidróxido de amonio alcalinizando la solución en exceso. 3. En tubo colocar 0,5 ml. de sulfato de cobre, luego adicionar una granalla de zinc Observar. 4. En un tubo de ensayo colocar 0,5 mL. de ácido nítrico, luego adicionar un trozo pequeño de cobre (alambre de cobre) observar. 5. En un tubo de prueba adicionar 0,5 mL. de cloruro férrico, luego adicionar 0,5 ml. de ácido sulfúrico. Observar. 6. A una solución de Cloruro de Zinc 0,5 N adicionarle ácido acético glacial para acidificar la solución (3 mL); luego agregar una solución de Sulfuro de amonio hasta producir la precipitación. 7. Tomar dos tubos de prueba y colocar a cada uno de ellos 1 mL de ácido nítrico diluido, llevar a la campana de gases, y agregar al primer tubo un trocito de Zinc metálico y al segundo aproximadamente 0,1 g. De hierro metálico. Reportar sus observaciones de la acción del ácido sobre los metales. 8. Repetir el experimento anterior, reemplazando el ácido nítrico por ácido clorhídrico diluido. 7.5. Resultados Analiza y nombra los elementos de transición dúctiles e identifica mediante reacciones químicas a los metales de transición dúctiles. 7.6. Cuestionario 1.- Explique las propiedades físicas y químicas de los elementos de transición dúctil. 2.- Escriba las ecuaciones químicas de la práctica. 3.- Explique las propiedades terapéuticas de los metales de transición dúctiles más importantes. F-CV3-3B-2 Rev. Marzo 2019 7.7. Fuentes de información 1.- Carrasco, L.(2013) Química experimental. Lima-Perú: Editorial Macros 2.-Unzueta, L. Guía de Prácticas, Q.A.C. U. San Marcos. 3. - Chang,R. ( 2013). Química,Barcelona,España: Editorial Mc Graw Hill. F-CV3-3B-2 Rev. Marzo 2019 VIII. PRACTICA Nº8. ELEMENTOS TERREOS 8.1 Marco teórico Los grupos IIIA a son denominados metaloides .El grupo IIIA está comprendido por los elementos: B, Al, Ga, In y Tl. Las propiedades de los elementos de los grupos IIIA varían con menos regularidad al descender por los grupos que las de los metales IA y IIA. Los elementos del grupo IIIA son todos sólidos. El Boro que se encuentra en la parte superior del grupo es un no metal. Su punto de fusión 2300°C, es muy alto porque se cristaliza en forma de sólido covalente. Los otros elementos del Aluminio al talio forman cristales metálicos y tienen punto de fusión considerablemente inferiores. Los elementos del grupo IIIA tienen configuración electrónica externa ns2 np1. 8.2. Competencias: 1.- Identifica a los elementos térreos mediante las reacciones químicas desarrolladas y describe algunas propiedades químicas de estos elementos. 8.3. Materiales y reactivos MATERIALES Gradilla para tubos. Mechero de bunsen. Pipetas Tubos de ensayo 13 x 100 100 unidades. Gafas protectoras. Espátulas de metal. Gradilla para pipetas. Mangos para asa de siembra. Asas de siembra. Pinza de madera Hisopos. Piscetas Fosforo Pipetas Pasteur de Plástico. Propipeta. Capsula de porcelana. Franela. Jabón Campana extractora REACTIVOS Solución de Tricloruro de aluminio al 10 %. Solución de Nitrato de aluminio al 10 %. Solución de Aluminon al 0,1 %. Aluminón 10 g. Solución de Hidróxido de amonio al 10 %. Solución Hidróxido de sodio al 10 %. Aluminio en polvo 10 g. F-CV3-3B-2 Rev. Marzo 2019 IX. PRACTICA Nº9. CARBONOIDES 9.1 Marco teórico Los elementos de este grupo son: Carbono, Silicio, Germanio, Estaño y Plomo. Los dos primeros elementos son fundamentalmente no metálicos: pero el germanio, estaño y plomo se comportan física y químicamente como metales tanto más cuanto mayor es el número atómico. Al aumentar éste, no solo se incrementa el carácter metálico sino también la densidad, volumen atómico, radio atómico y iónicos y naturalmente el peso atómico. 9.2. Competencias: 1.- Identifica a los elementos carbonoides mediante las reacciones químicas desarrolladas y describe algunas propiedades químicas de estos elementos. 9.3. Materiales y reactivos MATERIALES Gradilla Mechero de bunsen Pipetas Tubos de ensayo Cápsula de porcelana. Hisopo. REACTIVOS Solución de Nitrato de plomo al 10 %. Solución de Acetato de plomo al 10 %. Solución de Carbonato de sodio al 10 %. Ácido clorhídrico concentrado 30 mL. Solución de Ácido clorhídrico al 10 %. Solución de di ó Bicromato de potasio al 10 %. Solución Cloruro de estaño al 10 %. Solución Cloruro de plomo al 10 %. Solución Cloruro mercúrico al 20 %. Solución de Ioduro de potasio al 10 %. Sulfuro de amonio al 20 %. Carbón animal ó Carbón activado 10g. Azúcar rubia 20 g. Éter de petróleo o Bencina. Solución de Azul de metileno al 0,1 %. METODOS Se potencializará el autoaprendizaje e ínter aprendizaje dentro de un ambiente constructivo, privilegiando la práctica de dinámicas grupales y trabajos colaborativos. F-CV3-3B-2 Rev. Marzo 2019 9.4. Procedimiento 1. En un tubo de ensayo colocar 0,5 ml. de nitrato de plomo, adicionar unas gotas de sulfuro de amonio o de hidrógeno sulfurado. 2. En un tubo de ensayo colocar 0,5 ml. de acetato de plomo, luego añadir 0,5 ml. de carbonato de sodio, agitar, observar la formación de un precipitado y anotar las características. 3. En un tubo de ensayo colocar 0,5 mL de acetato de plomo, y luego añadir 0,5 ml de ácido clorhídrico, agitar, observar la formación de un precipitado y anotar las características. 4. En un tubo de ensayo colocar 0,5 mL de acetato de plomo, luego añadir 0,5 mL de ioduro de potasio al 1%, agitar, observar la formación de precipitado y anotar las características. 5. En un tubo de ensayo colocar 0,5 mL. de acetato de plomo, luego adicionar 0,5 mL de bicromato de potasio, agitar y observar las características del precipitado. 6. Obtención del Negro de Humo: Sumerja un hisopo en bencina e inflame la llama acercando el hisopo a ella. Sobre la llama aplique una cápsula de porcelana. Observe lo que se forma en la cápsula de porcelana. 7. Poder decolorante del carbón animal: En un vaso de precipitado prepare una solución de agua con azúcar rubia. Divida esta solución en dos mitades, a una agregue una solución de carbón animal en polvo; observe los resultados. Comparar los tubos. 8. A 1 mL de solución de Cloruro de estaño, agregar 1 ml de solución de saturada de cloruro mercúrico. Observar el precipitado. 9. Llevar la solución saturada de Cloruro de Estaño y Cloruro de Plomo al ensayo de coloración a la llama. 9.5. Resultados Analiza y nombra los elementos del grupo IVA utilizando la tabla periódica e identifica mediante reacciones químicas a los elementos de los grupos IVA. 9.6. Cuestionario 1.-Escriba la ecuación química de cada una de las reacciones. 2.- ¿Qué semejanzas y diferencias existe entre los elementos del grupo IVA? 9.7. Fuentes de información 1.- Carrasco, L.(2013). Química experimental. Lima-Perú: Editorial Macros 2.-Unzueta, L. Guía de Prácticas, Q.A.C. U. San Marcos. 3. - Chang,R. ( 2013). Química. Barcelona, España: Editorial Mc Graw Hill. F-CV3-3B-2 Rev. Marzo 2019 X. PRACTICA Nº10. NITROGENADOS 10.1 Marco teórico Pertenecen a éste grupo el N, P, As, Sb y Bi. El nitrógeno y el fósforo son no metales, el arsénico es predominantemente no metálico, el antimonio es más metálico y el bismuto es definitivamente metálico. Los estados de oxidación de los elementos del grupo VA van de –3 a +5. Principalmente e producen estados de oxidación impares. Los elementos forman muy pocos iones monoatómicos. Hay iones con carga –3 para N y P, como Mg3N2 y Ca3 P2. Probablemente existan cationes tripositivos para antimonio y bismuto en compuestos como sulfato de antimonio (III), SB2 (SO4)3, y perclorato de bismuto (III) Pentahidratado, Bi (ClO4)3.5H2O. En solución acuosa, éstos se hidrolizan extensamente formando SbO + O SbOX(s) y BiO+ O BiOX(s) (X= anión univalente). Las soluciones hidrolizadas son fuertemente ácidas. Todos los elementos del grupo VA tienen estado de oxidación –3 en compuestos covalentes como el pentafluoruro de fósforo, PF5, el ácido fosfórico, H3PO4, y en iones poli atómicos como el NO3 y el PO4. El P y el N muestran diversos estados de oxidación en sus compuestos, pero los más comunes para As, Sb y Bi son +3 y +5. Todos los elementos del grupo Va tienen estado de oxidación +3 en algunos de sus óxidos. 10.2. Competencias: Reconoce a los elementos nitrogenados través de reacciones químicas y describe las propiedades y usos de cada uno de los elementos del grupo VA. 10.3. Materiales y reactivos MATERIALES Goteros Gradillas Pipetas Balanza semianalitica . Tubos de prueba Matraz Erlenmeyer Tubos de seguridad Termómetro Cuba hidroneumática (Bandejas). Ampollas de vidrio ó Tapones para tubo de ensayo. Matraz de desprendimiento de gases (Matraz Kitazato). Hisopos Algodón Luna de reloj. Gafas protectoras Manguera para conexión del matraz Kitazato Piscetas Pinza de madera Capsula Propipeta Beacker x 250 mL Pinza y nuez F-CV3-3B-2 Rev. Marzo 2019 XI. Nº11. ANFIGENOS 11.1 Marco teórico Los elementos del grupo VIA son menos electronegativos que los halógenos. El oxígeno y el azufre son evidentemente no metálicos, pero el selenio es en menor grado. El telurio suele clasificarse como metaloide y forma cristales similares a los metálicos. Su química es principalmente no metálica. El polonio es un metal. Los 29 isótopos del polonio son radioactivos. Las irregularidades en las propiedades de los elementos dentro de una familia dada aumentan hacia la parte intermedia de la tabla periódica. Se observan mayores diferencias en las propiedades de los elementos del grupo VIA que en las propiedades de los halógenos. La configuración electrónica externa de los elementos del grupo VIA es ns2sp4. Todos pueden ganar o compartir dos electrones al formar compuestos. Todos forman compuestos covalentes del tipo H2E, en los cuales el elemento del grupo VIA (E), tienen número de oxidación de –2. El número máximo de átomos que puede enlazarse con el O (número de coordinación) es cuatro, pero el Si, Se y Te y probablemente el P pueden enlazarse covalentemente hasta con seis átomos. 11.2. Competencias: 1.-Reconoce a los elementos anfígenos través de reacciones químicas y describe las propiedades y aplicación de cada uno de los elementos del grupo VIA. 11.3. Materiales y reactivos MATERIALES Goteros Gradilla Pipetas Tubos de ensayo 13 x100- 60 unidades. Mechero de bunsen Termómetro Cápsula de porcelana Papel de filtro REACTIVOS Ácido sulfúrico concentrado . Solución de ácido sulfúrico 4N . Agua destilada Agua oxigenada al 30 % . Bencina ó éter de petróleo. Solución de Ferricianuro de potasio al 10 %. Solución de Ioduro de potasio al 10 %. Solución de Tricloruro férrico al 10 %. Sulfuro de amonio al 20 %. Solución de Acetato de Plomo al 10 %. Peróxido de bario 10 g. F-CV3-3B-2 Rev. Marzo 2019 Carbonato de bario 10 g. Perborato de sodio 10 g. Ácido cítrico 10 g. Éter etílico ó sulfúrico 50 mL. Solución de dicromato de potasio al 10 %. METODOS Se potencializará el autoaprendizaje e ínter aprendizaje dentro de un ambiente constructivo, privilegiando la práctica de dinámicas grupales y trabajos colaborativos. 11.4. Procedimiento Reconocimiento del Oxígeno. Propiedad oxidante del H2O2: 1. En un tubo de ensayo colocar 1mL de H2O2, con 0,5 mL de KI y 3 gotas de H2SO4 diluido, añadir 1mL de bencina observe la coloración de la capa orgánica. Propiedad reductora del H2O2: 2. En un tubo de ensayo colocar 0,5 mL de ferricianuro de potasio y 0,5 Ml de tricloruro férrico, luego sobre la solución agregar gotas de H2O2 y observar el cambio de coloración. Preparación del peróxido de hidrógeno 3. Preparación de Peróxido de Hidrógeno por reacción del ácido sulfúrico sobre el peróxido de bario. 4. En un tubo de ensayo refrigerado con hielo, trate 5 mL de H2SO4 de 4 N helado con 1g de Ba02. 5. Para neutralizar el exceso de ácido agregue pequeñas porciones de BaCO3 hasta que cese el desprendimiento de CO2. Use un filtro de pliegues para filtrar. Preparación del peróxido de hidrógeno a partir del perborato de sodio y ácido cítrico: 6. En un vaso de precipitados deposite 8,5 g. de perborato de sodio y en otro vaso, 3 g. de ácido cítrico. Adicione a cada uno 25 mL de agua destilada y disuelva. Vierta la solución del ácido sobre la del perborato de sodio. Agite y filtre si es necesario. 7. Guarde el H2O2 obtenido en un frasco oscuro para guardar, se recomienda adicionar un estabilizador. Identificación del H2O2 8. En un tubo de prueba deje caer 3 mL de éter sulfúrico, X gotas de solución de dicromato de potasio y 3 mL de H2O2; incline suavemente el tubo y añada cuidadosamente 1 mL de H2SO4 concentrado Q.P. Se observará inmediatamente un anillo de color azul por formación de un compuesto de cromo en elevado estado de oxidación, soluble en éter e inestable en el agua. 11.5. Resultados Analiza y nombra conoce los elementos del grupo VIA utilizando la tabla periódica e identifica mediante reacciones químicas a los elementos de los grupos VIA. F-CV3-3B-2 Rev. Marzo 2019 11.6. Cuestionario 1.- Describa las propiedades físicas de los elementos del grupo VIA 2.- Indique las formas alotrópicas de los elementos del grupo VIA 3.- Escriba las reacciones ocurridas en la práctica 11.7. Fuentes de información 1.-Brown, l. y Bursten,(1996). Química La Ciencia Central. México: Editorial Prentice Hall, 2.- Carrasco, L.(2013). Química experimental. Lima-Perú: Editorial Macros 3.-Guía de Prácticas de Química Inorgánica. Lima, Perú: Editorial UNMSM F-CV3-3B-2 Rev. Marzo 2019 Obtención del azufre coloidal: 10. En un tubo de ensayo trate 5 mL de solución de 0,2 M de tío sulfato de sodio con 5 mL de HCl 0,1 N. Agite. La opalescencia que se aprecia, es debida al azufre coloidal. El azufre preparado de este modo produce soluciones coloidales con el agua. Solubilidad de azufre: 11. En un tubo de ensayo coloque un trocito de azufre alfa o beta. En otro coloque un trocito de azufre plástico. Añada 3 mL de disulfuro de carbono a cada tubo. Agite. Compare la solubilidad de ambos alótropos. Repita la experiencia usando alcohol, éter, ácido clorhídrico. Reconocimiento del Azufre: 12. En un tubo de ensayo colocar 0,5 mL de tricloruro Férrico y gotas de sulfuro de amonio, observe la formación de un precipitado. 13. En un tubo de ensayo colocar 0,5 mL de acetato de plomo, luego adicionar 1 gota de sulfuro de amonio. Observe la formación de un precipitado. 12.5. Resultados Analiza y nombra el elemento del grupo VI A azufre utilizando la tabla periódica e identifica mediante reacciones químicas al elemento azufre. 12.6. Cuestionario 1.- Mencione las propiedades físicas del Azufre 2.- Diferencie detalladamente las formas alotrópicas del azufre 3.- Explique detalladamente la propiedad oxidante y reductora del peróxido de hidrógeno 4.- Escriba las reacciones químicas producidas en la práctica. 12.7. Fuentes de información 1.- Cotton y Wilkinson, (1996). Química Inorgánica Básica. Barcelona, España: Editorial Limusa 2.- Brown, L. y Bursten.(1996) Química la ciencia central. México: Editorial Prentice Hall 3.- Guía de Prácticas de Química Inorgánica. Lima, Perú: Editorial UNMSM F-CV3-3B-2 Rev. Marzo 2019 XIII. PRACTICA Nº13. HALOGENOS 13.1. Marco teórico Pertenecen a este grupo: F, Cl, Br y I Los elementos del grupo VIIA se conocen como halógenos (del griego formadores de sales). El término halogenuro se emplea para describir a los compuestos binarios que forman. El halógeno más pesado, astato es un elemento que se produce artificialmente. Sólo se conocen isótopos radiactivos de vida corta. Los halógenos elementales existen en forma de moléculas diatómicas que contienen enlaces covalentes únicos. Las propiedades de los halógenos siguen tendencias evidentes. Sus elevadas electronegatividades indican que atraen a los electrones con fuerza. Casi todos los compuestos binarios que contienen un metal y un halógeno son iónicos. Los halógenos se parecen entre sí mucho más que los elementos de cualquier otro grupo periódico, con excepción de los gases nobles y probablemente de los metales del grupo IA. Pero sus propiedades difieren en forma considerable. Los puntos de fusión y ebullición de los halógenos se incrementan del F2 al I2. Esto concuerda con un aumento de tamaño y aumento de la facilidad de polarización de los electrones de la capa externa frente a núcleos adyacentes que da por resultado mayores fuerzas de atracción intermoleculares. Todos los halógenos con excepción del astato son no metálicos. Muestran el número de oxidación-1 en la mayoría de sus compuestos. Con excepción del flúor, también tiene números comunes de oxidación +1, +3, +5 y +7. 13.2. Competencias: 1.-Reconoce a los elementos halógenos través de reacciones químicas y describe las propiedades y aplicación de cada uno de los elementos del grupo VIIA. 13.3. Materiales y reactivos MATERIALES Goteros Gradilla Pipetas Tubos de prueba 13 x 100 mm 60 tubos. Pera de bromo ó pera de decantación 50 mL con tapón. Tubos de desprendimiento. Matraz Kitazato. Papel de filtro. Mangueras de plástico. Franela, Jabón Campana Extractora. F-CV3-3B-2 Rev. Marzo 2019 REACTIVOS Bromuro de sodio 10 g. Solución de Yoduro de potasio al 10 %. Solución de Yoduro de potasio al 0,3 N. Alcohol etílico o Etanol 100 mL. Solución de Nitrato de plata al 10 %. Permanganato de potasio 20 g. Ácido clorhídrico concentrado 30 mL. Ácido clorhídrico al 10 %. Agua destilada. Dióxido de manganeso 20 g. Amoniaco o hidróxido de amonio concentrado 30 mL. Sodio metálico 10 g. Bromuro de Potasio 20 g. Ácido sulfúrico concentrado 50 mL. Solución de Ácido sulfúrico 6 N. Lugol ó agua de yodo 30 mL. Iodo en perlas 30 g. Reactivo de Schiff 30 mL. Solución de Yoduro de Potasio al 10 %. Yoduro de Potasio 20 g. Solución de Dicromato de Potasio al 10 %. Solución de Tío sulfato de sodio al 10 %. Solución de Almidón al 2%. Éter etílico 30 mL. Cloroformo 50 mL. Acetona 30 mL. Benceno 30 mL. Cobre metálico 10 g (alambre). METODO Se potencializará el autoaprendizaje dentro de un ambiente constructivo, privilegiando la práctica de dinámicas grupales y trabajos colaborativos. 13.4. Procedimiento CLORO: Obtención del Cloro en el laboratorio por el método de Servat: 1. Utilice el equipo para generar gases. En el matraz coloque 2 g de KMnO4 y el HCl concentrado en la pera de bromo. 2. Haga llegar al tubo de desprendimiento a un vaso con 200 mL de agua destilada, el cual a su vez estará dentro de una cuba de hielo. 3. Deje caer gota a gota el ácido clorhídrico sobre el permanganato de potasio. Con el gas desprendido y cuidando de que este seco el tubo de desprendimiento llene cinco tubos de ensayos y tápelos. F-CV3-3B-2 Rev. Marzo 2019 29. En dos tubos de ensayo colocar un cristalito de yodo y adicionar sucesivamente 2 ml de alcohol al 1 y 3 mL de cloroformo al segundo. 30. A 4 tubos de ensayo coloque 2 mL de agua de yodo y 2 mL de cualquiera de los siguientes solventes (uno por tubo); éter, cloroformo, benceno, acetona. Agite. Separe en dos columnas según el color. Justifique la diferencia. 13.5. Resultados Analiza y nómbralos elementos del grupo VIIA utilizando la tabla periódica e identificar mediante reacciones químicas a los elementos de los grupos VIIA. 13.6. Cuestionario 1. Realice las ecuaciones químicas de las reacciones químicas realizadas en el laboratorio. 2. ¿Qué diferencias y semejanzas existen entre los elementos del grupo VIIA? 3. Indique la importancia biológica y farmacéutica de los halógenos. 4. Escriba las reacciones ocurridas en la práctica 13.7. Fuentes de información 1.- Carrasco, L.(2013). Química experimental. Lima-Perú: Editorial Macros 2.- Moeller, T.( 1994),Química Inorgánica. Barcelona, España :Editorial Reverte, 1994 3.- Sharpe,G. (1993) Química Inorgánica. Barcelona, España : Editorial Reverte. F-CV3-3B-2 Rev. Marzo 2019 XIV. PRACTICA Nº14. SEMINARIO REACCIONES REDOX 14.1 Marco teórico Reacciones REDOX: reacciones de óxido – reducción (REDOX), son aquellas donde está involucrado un cambio en el número de electrones asociado a un átomo determinado, cuando este átomo o el compuesto del cual forma parte se transforma desde un estado inicial a otro final. Oxidación: proceso en el que hay una pérdida de electrones, lo que equivale a decir que un elemento aumentó su número de oxidación, por ejemplo: Fe +2 Fe +3 + e – Reducción: proceso en el que hay una ganancia de electrones, lo que significa que un elemento disminuyó su número de oxidación, por ejemplo: Cu +2 + 2e – Cu 0 Agente oxidante: compuesto o elemento que capta los electrones y, por lo tanto, su número de oxidación disminuye; es decir, se reduce y se le llama agente oxidante. Agente reductor: compuesto o elemento que cede los electrones; por consiguiente, su número de oxidación aumenta; es decir se oxida y se llama agente reductor. En el siguiente cuadro se muestra el resumen de las características antes mencionadas: Redox Intercambio de electrones Cambio en número de oxidación Oxidación Perdida de e- Aumento Reducción Ganancia de e- Disminución Agente oxidante (sustancia que se reduce) Gana e- Disminuye Agente reductor (sustancia que se oxida) Pierde e- Aumenta Ejemplo: lo que ocurre con el número de valencia F-CV3-3B-2 Rev. Marzo 2019 Ejemplo: Mg + H2SO4 MgSO4 + H2 Mg0 + H2 +S+6O-2  Mg+2S+6O-2 + H2 0 Mg0  Mg+2 + 2 e- Se oxida (pierde electrones) 2H+ + 2 e-  H2 0 Se reduce (gana electrones) * El Mg 0 actúa como agente reductor, mientras que el H+ como agente oxidante IGUALDAD DE ECUACIONES DE OXIDO- REDUCCIÓN Los fundamentos de la oxidación-reducción constituyen la base de métodos sencillos para igualar las ecuaciones de este tipo. - Método del estado o de número de oxidación - Método del ión – electrón MÉTODO EL ESTADO O NÚMERO DE OXIDACIÓN: Las reglas son las siguientes: 1. Se determina el estado de oxidación de cada uno de los elementos que intervienen en la reacción química. 2. Se separan los compuestos que tienen elementos que cambian su estado de oxidación. 3. Se determina la cantidad de electrones que gana o pierden cada uno de los elementos que se oxidan o reducen. 4. Multiplicar el oxidante y el reductor, por coeficientes tales que igualen el cambio total en el número de oxidación ( número de electrones perdidos por el agente reductor sea igual al número de electrones ganados el agente oxidante 5. Se analiza la ecuación y se introducen los coeficientes para los compuestos los iones que cambian su estado de oxidación y de igual manera para aquellos que no cambian su estado de oxidación. Ejemplo: Balancear KNO2 + KMnO4 + H2SO4  KNO3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O Estado de oxidación de los elementos: K+N+3 O2 -2 +K+Mn+7 O4 -2 +H2 + S+6 O4 -2  K+ N+5 O3 -2 + Mn+2 S+6 O4 -2 + K2 + S+6 O4 -2 + H2 + O-2 Separar los compuestos que cambian su estado de oxidación: N+3  N+5 Mn+7  Mn+2 Se determina la cantidad de electrones que ganan o pierden cada uno: x 5  N+3  N+5 + 2 e- x 2  Mn+7 + 5 e-  Mn+2 En ambos lados se multiplica por 5 al nitrógeno y al manganeso por 2 a fin de que se iguale el número de electrones ganados y perdidos. 5 N+3  5 N+5 + 10 e- F-CV3-3B-2 Rev. Marzo 2019 14.5. Resultados Analiza, nombra y balancea las reacciones químicas utilizando la tabla periódica. 14.6. Cuestionario 1.- Realice las ecuaciones químicas de las reacciones químicas propuestas. 2.- ¿Cuántas clases de reacciones existen, nombre cada uno de ellos? 3.- ¿En qué consiste las reacciones Redox? 4.- Definir en forma resumida los siguientes conceptos: Ion. Número de oxidación Reducción Anión Agente reductor Medio ácido Catión Agente oxidante Medio básico 14.7. Fuentes de información 1.-Butler,I . Harrod, J.(1992) Química Inorgánica, España: Editorial Addison- Wesley Iberoamericana. 2.-Gutierres,E. (1994).Química Inorgánica. Barcelona España: Editorial Reverte. 3.-Muñoz, Guía Prácticas de Química Inorgánica. Lima, Perú: Editorial UNMSM WY Universidad Norbert Wiener F-CV3-3B-2 Rev. Marzo 2019