Propiedades de los compuestos inicos y de los compuestos covalentes equipo 4: Fuentes Josu y Mora Navarrete Jos Armando

cidez de los cationes metlicos equipo 4: Fuentes cruz Josu nathael y Mora Navarrete Jos Armando 19 de marzo de 2014

Introduccin. La disolucin de un soluto en un disolvente tiene como fuerza motriz las interacciones estabilizantes que se establecen entre las molculas o iones del soluto y las molculas del disolvente. Este proceso recibe el nombre genrico de solvatacin o, en el caso especifico de que el disolvente sea agua, de hidratacin. Tales interacciones pueden implicar fuerzas de van der Waals u otras atracciones electrostticas, pero tambin enlaces de hidrogeno o, incluso, enlaces covalentes. Los iones y el agua establecen interacciones que pueden describirse generalmente en trminos de interaccin in-dipolo con el oxgeno, en el caso de los cationes, o con los hidrgenos del agua, en el caso de los aniones. Sin embargo, las interacciones entre el catin y las molculas del agua de la primera esfera de hidratacin (la ms prxima al anin) pueden ser de naturaleza esencialmente covalente en el caso de cationes de metales menos electropositivos y, muy especialmente, de los metales de transicin. Este enlace covalente es el resultado de la donacin del par solitario del oxgeno del agua, que acta como una base de Lewis, a un orbital de metal, que acta como cido de Lewis.Los cationes mas polarizantes (ms pequeos y de mayor carga) retiran ms carga del oxigeno y polarizan en mayor medida el enlace O-H, por lo que son ms cidos.Los cationes de monoatmicos con cidos de Lewis, aunque su fortaleza es dependiente de la energa de sus orbitales de valencia vacos, en otras palabras de la naturaleza de carga del catn. La acidez de los cationes determina que muchos de ellos formen complejos con el agua.Los cationes menos cidos son muy electropositivos, de gran tamao y baja carga. Los cationes ms cidos son poco electropositivos, de pequeo tamao y alta carga.Las soluciones de algunos iones de metales son muy cidas; los dos ejemplos ms comunes son los iones aluminio y hierro (III), ambos iones son pequeos, muy cargados y existen en disolucin como hexahidratos.

ObjetivoDeterminar el pH de precipitacin de cationes metlicos y relacionar esta propiedad con su carga, su radio y su electronegatividad.

Observaciones1.- Medicin de pH a los cationes con agua.CatinpH de su disolucinCatinpH de su disolucin

Li+8La3+6

K+9Al3+3

Mg2+7Zr4+1

Zn2+6Sn4+4

2.- Medicin de pH al momento de precipitar.CatinpH de precipitacinCatinpH de precipitacin

Li+-----------La3+14

K+--------Al3+7

Mg2+14Fe3+14

Zn2+14Bi3+14

Pb2+12Zr4+14

Hg2+14Sn4+-------

Anlisis de resultados.En el apndice se presentan los clculos tericos de los pH de precipitacin de cada uno de los hidrxidos de los iones empleados en esta prctica, posteriormente, en la tabla 1, se acomodan en orden creciente estos valores tericos, se comparan con los valores experimentales y se incluyen para cada caso, los valores de electronegatividad y el cociente entre la carga del ion y su radio inico. Es muy notable la diferencia entre los valores tericos y los valores experimentales, tanto, que incluso con los cationes que corresponden a una mayor fuerza cida, se les determinaron pHs experimentales con valores de 14, lo cuela es notablemente incorrecto. Sin embargo, uno de los pasos experimentales de esta prctica no fue controlado y se trata de la preparacin de las disoluciones de las correspondientes sales y la de hidrxido de sodio, se desconocan las concentraciones de las soluciones de las sales.El mejor resultado experimental fue el caso del aluminio 3+, que fue el problema que se le asign al equipo, y esto se debe a que el experimento se realiz cuatro veces, de las cuales, el mejor resultado correspondi al de un procedimiento en el cual se aadieron alrededor de 5 ml de disolucin de Al3+ y se us un mnimo volumen de la solucin de NaOH 1M.El experimento pudo haberse controlado haciendo el seguimiento del pH de la disolucin tras cada adicin de NaOH, haciendo el clculo previo de pH de precipitacin y observar qu sucede al llegar a este punto.Tras realizar los clculos de pH de precipitacin de los cationes se observ la dependencia del pH con la constante del producto de solubilidad, en general, mientras menor sea la constante del producto de solubilidad, el valor de pH ser menor, es decir, ms cido.Tras realizar la tabla 1 y acomodar los valores de pH en orden creciente, puede observarse que los valores del cociente de carga entre radio y los valores de electronegatividad varan de forma creciente tambin. Los valores de la magnitud son inversamente proporcionales del radio inico, por lo que se puede observar que los cationes con mayor radio inico como el litio y el potasio presentan una fuerza cida menor, de igual modo, estos son los elementos con menor electronegatividad y ambos corresponden al bloque S.Siguiendo con la observacin de que la fuerza cida de los cationes vara de forma similar a la electronegatividad pero considerando el radio inico y la carga del catin, en la tabla dos del apndice se asignan categoras de pH de precipitacin y se relacionan con la carga y el bloque de la tabla peridica en la que se encuentran. ConclusionesDe acuerdo a las observaciones de la tabla 1, concluimos que los cationes con mayor fuerza cida son aquellos que presentan un menor radio inico, mayor carga y mayores valores de electronegatividad.Los cationes que presentan una menor fuerza cida son aquellas que presentan radios inicos grandes y son monovalentes, como el caso del Li+ y K+, de igual modo, estos cationes de fuerza cida dbil son aquellos de menores valores de electronegatividad.La fuerza cida de los cationes metlicos, en general vara de forma peridica con el mismo patrn que la electronegatividad, salvo que tambin considera el patrn del radio inico y la carga de los cationes.Referencias

http://www2.uah.es/edejesus/resumenes/QI/Tema_3A.pdfQumica inorgnica descriptiva. Rayner-Canham Geoff. Segunda edicin. Pearson educacin. 2000. Pp 137

__________________________________________________________________________________________APNDICE__________________________________________________________________________________________Clculos de pH de precipitacin

CatinpH precipitacin TericopH precipitacin experimentalElectronegatividad X

Li+------6.570 x1060.98

K+------7.570 x1060.82

Mg2+10.451412.50 x1061.31

La3+9.741416.39 x1061.1

Pb2+9.121211.42 x1061.8

Zn2+8.461414.92 x1061.65

Bi3+6.511419.39 x1061.9

Al3+5.94720.96 x1061.61

Hg2+5.591413.24 x1061.9

Fe3+4.761023.81 x1061.83

Zr4+4.481425.00 x1061.33

Sn4+3.017---18.70 x1061.96

Categora de pH de precipitacinCationesCarga y bloque de la tabla peridica

cationes no cidos (pH>14)Li+ y K+Bloque S, carga 1+

Cationes dbilmente cidos (8