Estudio Del Grupo 11 Tabla Periodica

Resumen

Se estudiaron las propiedades físicas y químicas de los elementos del grupo IB mediante diferentes experimentos, como la reactividad del cobre frente a diferentes agentes oxidantes (HCl, HNO3 y H2SO4) siendo el HNO3 el agente oxidante mas fuerte reaccionando vigorosamente con el cobre formando una solución azul, se evaluaron las propiedades fotoquímicas de los haluros de plata obtenidos a partir de la reacción entre el AgNO3 y las sales NaCl; KBr y KI observándose su sensibilidad frente a la radiación emitida por las lámparas del laboratorio.

La reacción del Cu frente al HCl puede favorecerse mediante factores cinéticos como la temperatura.

Palabras Clave: Fotoquímica, fotosensible, Radiación, Cinética.

Introducción

Los metales alcalinos (grupo 1) y los metales utilizados en monedas (grupo 11) aparecen juntos en el grupo I. Sin embargo, la única semejanza entre los dos grupos es tener un único electrón s en las capas de valencia de sus átomos. Las diferencias entre los metales de los grupos 1 y 11 son más importantes. Por ejemplo, las primeras energías de ionización de los metales del grupo 11 son mucho mayores que la de los metales del grupo 1 y los potenciales estándar, E°, de reducción son positivos para los metales del grupo 11 y negativos para los metales del grupo 1. (1)

Así, estos metales pueden existir en diferentes estados de oxidación, de presentar paramagnetismo y compuestos coloreados y de formar iones complejos. También poseen en alto grado algunas de las propiedades físicas características de los metales: maleabilidad, ductilidad, y conductividades eléctricas y térmicas excelentes. (1)

Los metales Cu, Ag y Au son apreciados en la industria electrónica por su capacidad para conducir electricidad. La plata tiene la conductividad eléctrica más alta de todos los elementos puros, pero el cobre y el oro se utilizan frecuentemente como conductores eléctricos, el cobre porque es barato y el oro porque no se corroe fácilmente. La aplicación mas importante del oro es en las reservas monetarias de las naciones de todo el mundo. (1)

Los metales del grupo 11 no reaccionan con el HCldil, pero el Cu y Ag reaccionan con H2SO4 o HNO3 concentrado. Los metales se oxidan a Cu+2 y Ag+, respectivamente, y los productos de la reducción son SO2(g) en H2SO4 o NO2(g) en HNO3. El Au o reacciona con ninguno de estos dos acidos, pero reacciona con el agua regia (una mezcla 1:3 de aHNO3 y de HCl). El HNO3 oxida al metal y el Cl- del metal hace que se forme el ion complejo estable [Au(Cl)4]-. (1)

En base a lo expuesto anteriormente, tal práctica tiene como objeto el estudio de las propiedades físicas y químicas de los metales de acuñar (Cu-Ag-Au), grupo IB.

Parte Experimental

 Reacción del Cu con los ácidos HCl, HNO3 y H2SO4.

Se agrego una pequeña porción del respectivo ácido a un tubo de ensayo, al cual posteriormente se introdujo unos gránulos del metal Cu y se observaron los cambios producidos.

 Reacción del Cu con el O2 y HCl, C3H8O.

Se cortaron pequeños trozos del metal Cu y se calentaron en el mechero, de allí se partió a trasvasarlos a un Beacker, previamente llenado con ácido clorhídrico diluido. Dicha experiencia se llevo a cabo igualmente con etanol.

 Obtención de los Halogenuros de Plata (AgCl, AgBr y AgI).

Se agregó en varios tubos de ensayo una solución de nitrato de plata (AgNO3), y de allí se partió a añadir a cada uno; una pequeña porción de las sales (NaCl, KBr, KI) respectivas, para la posterior precipitación u obtención del halogenuro de plata correspondiente. Se filtro los precipitados obtenidos por gravedad y se colocaron expuestos a la luz de las lámparas del laboratorio para observar su comportamiento.

 Obtención de Ag por medio de cianuro potásico (KCN).

Se agregó una pequeña cantidad del precipitado AgCl en un tubo de ensayo, al cual previamente se le había adicionado una porción de solución de KCN.Por último se adicionaron pequeños trozos del metal Zn.

Resultados y Discusión

Reacción del Cu con HCl, HSO4 y HNO3.

La mayoría de los metales interactúa con ácidos como el HCl, en reacciones características como son las de oxido-reducción donde el H+ se reduce a H2 (g) y el ion metálico M(s) se oxida a M+2. Debido a que el H+ se comporta como un agente oxidante mas fuerte respecto al metal este puede ser desplazado como H2(g) esta idea se ilustra en el siguiente expresión:

Oxidación: M(s) M+2(aq) + 2e-

Reducción: 2H+ (aq)+2e- H(2)(g)

Global: M(s)+2H+(aq) M+2(aq) + H(2)(g)

E°cell= E° H+/H2(g) – E° M+2/M = 0V – E°M+2/M = - E°M+2/M

En esta expresión los metales con potenciales de electrodo negativos dan valores positivos de E°cell, estos metales desplazaran al H+ de sus soluciones acidas, así que todos los metales que se encuentren por debajo del hidrogeno en la serie electroquímica deben reaccionar con ácidos.(1)

En la experiencia la reacción del Cu y el HCl(Conc) a temperatura ambiente no produjo ningún cambio físico apreciable aun cuando teóricamente es de esperarse una reacción espontanea en dirección de la formación de CuCl2 donde se formaría una solución verde-amarillenta(3), sin embargo eso no ocurrió en la práctica y ese resultado podría ser a causa de que las condiciones de reacción eran muy débiles y el proceso no se desplazo hacia la formación del producto.

Por otro lado al agregar una pequeña lámina de cobre a un tubo de ensayo conteniendo Acido Nítrico (HNO3) inmediatamente se produjo un burbujeo correspondiente a la formación del dióxido de nitrógeno con un cambio en la coloración de la solución a azul correspondiente a la formación del complejo nitrato de cobre, la reacción global es la siguiente:(2)

Cu(s) + 4HNO-3(aq) Cu(NO3)2(ac) + 2H2O(l)+ 2NO(g)

En la reacción entre cobre (metal polivalente) y ácido sulfúrico son posibles los

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