FINAL Informe 4

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David Herrera (1733456); Bryan Duque (1728150); Fernando Zambrano (1729478) Departamento de Química, Universidad del Valle. Fecha de Realización de la práctica: 13 de febrero del 2017 Fecha de Entrega: 3 de abril del 2017 Resumen

Se determinó de manera cualitativa la naturaleza de los enlaces de compuestos iónicos, covalentes polares y covalente no polar, a soluciones 0,1% de NaOH, sacarosa, NaCl, agua destilada, Acetona, NaOH, Cu(NO3)2, HCl, NH4OH, después se procedió a determinar de manera cualitativa el tiempo de fusión de NaCl, sacarosa y cera de parafina, finalmente se obtuvieron compuestos de coordinación a partir de Cu(NO3)2 y NH4OH y apartir de una sal poco soluble a partir de AgNO 3 y

Datos y cálculos: Tabla 1. Datos obtenidos. Liquido Bajo prueba Agua Destilada Solución de NaCl Solución de Sacarosa Solución de Acetona Solución de NaOH Solución de Cu(NO3)2 Solución de HCl

Conductividad eléctrica Observación ( Prende el Bombillo? ) No Prende Si Prende No Prende No Prende No Prende Si Prende Si Prende

Punto de Fusión Sustancia Bajo Prueba Sal Común (NaCl) Sacarosa Parafina

Observación ( Funde?) Si Funde Si Funde Si Funde

Compuestos de Coordinación Soluciones (Acuosas) Cu(NO3)2 (ac) + NH3 (ac) AgNO3 (ac) + NaCl (ac) Producto anterior + NH3 (ac)

Observación Cambio Tonalidad Azulada Cambio Tonalidad Blanca Cambio Tonalidad Transparente

Análisis y discusión de resultados La naturaleza de los enlaces químicos es de gran importancia en el estudio de las reactividad química, la estructura, la diferencia de electronegatividad, son

algunos de los factores responsables de las características físicas y químicas de los compuestos, por ejemplo la conductividad eléctrica, el tipo de enlace ya sea iónico,

covalente polar o apolar determina si es un electro fuerte, electrolito débil, o no electrolito además del grado de disociación que experimentan en disolución acuosa, en el cual generalmente el solvente es agua. En el laboratorio se realizo el reconocimiento de la conductividad eléctrica de algunos compuestos, para comprobar de manera cualitativa el tipo de enlace que constituye la molécula o el compuesto iónico, de acuerdo a los resultados de la tabla 1. El agua destilada no es un buen conductor de electricidad, permite el paso de corriente débilmente, como se observó en el experimento, ya que al carecer de iones, la única interacción que hay entre las moléculas son los enlaces de hidrogeno formados por el enlace O-H de la molécula de agua, además de su carácter covalente polar(1). En la solución de NaCl 0,1% permitió el paso de corriente y la bombilla alumbro de manera intensa, una de las características de las sales iónicas monovalentes es que se disocian en cationes y aniones, permitiendo el paso de la corriente. La ecuación 1. Representa la disociación del cloruro de sodio en agua, por lo tanto el NaCl es un electrolito fuerte y la interacción de estos iones es de carácter electrostático, no es propiamente un enlace como en el caso de los compuestos covalentes, en disolución estos iones están hidratados por las moléculas de agua de naturaleza polar.

l−¿ aq ec .1 N a+¿ aq +C ¿ NaCl s +agua → ¿ En la solución de azúcar el bombillo no encendió, la sacarosa o azúcar de mesa es un compuesto orgánico que en disolución por acción de las moléculas de agua vencen las fuerzas intermoleculares (Van der Waals y de dispersión) del compuesto sólido y se disuelve, pero no se disocia en iones (no electrolito) la naturaleza de sus enlaces es covalente y se evidenció de manera experimental, en la ecuación 2. Se presenta la fórmula de sacarosa y agua.

C12 H 12 O11 + agua→ C 12 H 12 O11 +agua ec .2 s

aq

La solución de acetona tampoco permitió el paso de corriente por ende el bombillo no

encendió, la acetona o propanona es un compuesto orgánico, una de la características de los compuestos de esqueleto carbonado es que sus enlaces son covalente puro cuya diferencia de electronegatividad es cero (no polares) o covalente polar en el caso de tener una átomo unido al carbono que produzca en la molécula un delta de densidad electrónica, aun generalmente no son buenos conductores de electricidad, cabe mencionar que la acetona no puede formar enlaces e hidrogeno ya que no tiene un átomo de hidrogeno unido al oxigeno que está presente en la molécula, el tipo de enlace es covalente polar para el átomo de carbono de la mitad, por lo dicho anteriormente, en la ecuación 3 se observa la acetona diluida en agua.

+ H 2 O → H 2 O+¿

ec. 3

El NaOH es una base fuerte pues se disocia completamente en disolución en iones Na + y iones –OH entonces es un electrolito fuerte, en la experimentación se obtuvo contrario a lo esperado, la causa pudo haber sido un fallo en el montaje experimental. El NH4OH es otra base que experimenta disociación en iones en solución pero es una base débil, se espera que permita el paso de corriente pero la luz sea tenue, aun así esto no ocurrió posiblemente por lo discutido con la solución de NaOH. El HCl en solución es un ácido fuerte que se disocia completamente en sus iones tal como se presenta en la ecuación 4. En la experimentación se observó que la luz encendió con intensidad lo que demostró la gran diferencia de electronegatividad del enlace H-Cl. Los ácidos fuertes se disocian completamente en agua lo que permite que sean buenos conductores de electricidad. −¿

C l aq ec . 4 +¿+¿ ¿ HCl + H 2 O → H 3 O El nitrato de cobre II es una sal divalente, que en disolución permite el paso de corriente ya que se disocia en sus iones tal como se ve en la ecuación 5, en la experimentación el bombillo encendió moderadamente, comparado con las otras soluciones.

N O3 ¿2 ¿ aq 2 N O−¿ ¿ 2 +¿ C uaq +¿ Cu¿ ¿ La naturaleza de las fuerzas de atracción entre moléculas de un mismo compuesto o la fuerzas electrosticas en compuestos iónicos determinan propiedades físicas como el punto de fusión y el punto de ebullición las cuales pueden ser consideradas como la cantidad de energía necesaria para superar estas fuerzas de atracción debido a vibraciones atómicas o moleculares y provocar el cambio de estado correspondiente, el nombre de este tipo de fuerzas intermoleculares, son fuerzas de Van der Waals, fuerzas de dispersión de London, enlaces de hidrogeno (puentes de hidrogeno) e interacciones de tipo iónico (1). Las interacciones electrostáticas hacen que los sólidos iónicos tengan un punto de fusión elevado comparado con compuestos con otro tipo de enlaces, en la experimentación se fundió NaCl aproximadamente un 1 g el tiempo total fue de 3,25 min muy alto comparado con el azúcar o la parafina, se requiere una gran cantidad de energía para vencer esas fuerzas de atracción iónica y producir la fusión. En la sacarosa la fusión fue muy rápida, esto se explica porque la atracción molecular están implicadas fuerzas intermoleculares débiles, entonces requieren menos energía para fundir el compuesto, la cera de parafina es un compuesto orgánico, de punto de fusión muy bajo comparado con los otros dos compuestos que se fundieron, el tiempo de 20 segundos aproximadamente, esto se explica por que la fuerza de atracción en sus moléculas son las fuerzas de dispersión de London estas fuerzas son muy débiles y son las únicas existente en las moléculas con enlaces covalente puro. Los compuestos de coordinación o aductos según la teoría de ácidos y bases de Lewis, son compuestos en el que una molécula con un par libre los dona a otra o un átomo para formar un enlace. La mezcla de Cu(NO3)2 forma un compuesto de color azul, el el nitrógeno del NH4OH dona su par de

electrones libre para formar el compuesto de coordinación, el AgNO3 reacciono con NaCl formando una sal poco soluble, al reaccionar el AgCl con NH4OH forma un compuesto coordinado disolviéndose el precipitado en solución.

Preguntas 2. De los resultados del numeral (1) parte (a) del procedimiento, diga cuales son sustancias conductoras y cuales no conductoras y explique por qué. Qué tipo de enlace se presenta en cada sustancia y por qué? R/: Agua destilada no es buen conductor, porque es un enlace polar, no se desprenden con facilidad los iones, debido a esto se puede transportar no tiene electrolitos. NaCl, Cloruro de Sodio es buen conductor, porque es un enlace ionico, porque disocian en medio acuoso en el ion cloruro, este se puede mover en la disolución con mayor facilidad campo eléctrico, este movimiento permite paso corriente, al cual cumple la electrolisis fuerte. Sacarosa, no es un buen conductor porque enlace covalente y no se disocia en agua por esto no presenta cargas y no conduce, tal razón sabemos que no tiene no electrolisis Acetona, al igual ser igual a la sacarosa un enlace covalente estos casi no presentan una conductividad a lo cual no tiene electrolisis. NaOH, hidróxido de sodio, es buen conductor de electricidad porque es enlace ionico y se disocia en agua formando en su estado acuoso. Cu(NO3)2, nitrato cúprico, es buen conductor de electricidad porque es enlace iónico y al igual este es una sal que por esto tiene mayor polarización con el agua al ionizarse y estar estado acuoso. HCl, el ácido clorhídrico, es buen conductor de electricidad porque es un forma electrolitos al disociarse con el agua en estado acuoso, es un enlace polar.

3. De los resultados de numeral (1) parte (b) del procedimiento, diga cual sustancia tardo más tiempo en fundirse y por qué? R/ sal común, (NaCl), por ser un enlace iónico, este tardo más en fundirse porque su electronegativa alta, para romper su enlace tendría que tener una mayor energía, por lo cual su punto de fusión y ebullición muy altos. Contrario con la Sacarosa y la parafina, que son enlaces covalentes y ademas son compuestos orgánicos, que tiene mayor facilidad de romper su enlace por eso funde mas rápido y su temperatura de fusión y ebullición son bajas. 4. De los resultados del numeral (2) parte (a) del procedimiento, describa sus observaciones y explique lo que sucedió mediante ecuación química R/ la reacción química de nitrato de cobre más con el hidróxido de amonio produjo hidróxido de cobre y nitrato de amonio con se observó este cambio un color de azulado más fuerte , por la presencia de hidróxido de cobre. Formo un puente de hidrogeno al cual se obtuvo esa precipitación, y el amonio es prueba de este reacción por enlace coordinado

sodio, como esto ocurre su reacción por que tiene dos fases al cual es poco soluble.

AgNO 3+ NaCl→ NaNO3 + AgCl pero se vuelve soluble con el compuesto coordinado hidróxido de amonio produciendo que sea mas estable la reacción, al obtener nitrato de plata, se pierde entonces su color y se vuelve incoloro.

NaNO3 + AgCl+ NH 4 OH → NH 4 Cl+ AgNO3 + NaOH 6. Escribir dos ejemplos de elementos o compuestos que contenga enance ionico, enlaces covalentes no polares, enlaces covalente polares y enlaces covalente coordinados R/ NaCl, enlace ionico MgO, enlace ionico O2, enlace covalente apolar CH4, enlace covalente apolar HCl, enlace covalente polar NH3 enlace covalente polar SO2 enlace covalente coordinado H3O+ enlace covalente coordinado 7. represente las estructura de puntales de lewis que muestre los enlaces en un caso

a) NaCl, enlace ionico

Cu ( NO 3 )2 +2 NH 4 OH → Cu ( OH )2+ 2 NH 4 NO3 b) MgO, enlace ionico 5. De los resultados del numeral (2) parte (b) del procedimiento, describa sus observaciones y explique lo que sucedió mediante ecuación química c) O2, covalentes R/ al reaccionar nitrato de plata con cloruro de sodio forma cloruro de plata que es una sal tipo solida y blanca que puede considerar lechosa, que esta diluida en en nitrato de

d) CH4

e) HCl

f) NH3

g) SO2

h) H3O+

Conclusiones. 1.

2.

3.

Los enlaces químicos determinan características físicas y químicas de los compuestos. El agua es un solvente adecuado para hidratar iones y permitir el paso de corriente. Los ácidos, bases fuertes y las sales son muy buenos conductores de electricidad.

Bibliografía. 1. Chang, Raymond. Química. Undécima Edición McGraw-Hill, 2013, Pág. 32, 33, 34, 35.

Figura 1. Diagrama de flujo de enlaces químicos.