ACIDEZ DE LOS CATIONES METÁLICOS

ACIDEZ DE LOS CATIONES METÁLICOS

Objetivos:

• Identificar los factores que influyen en un ion metálico para determinar su fuerza acida.
• Conocer las propiedades que influyen en la acidez de los cationes y saber porque estas propiedades influyen.

Hipótesis:
La acidez es una propiedad periódica que varía dentro de la tabla de manera ascendente de izquierda a derecha y de abajo hacia arriba.

Introducción:

Svante Arrhenius definió a los ácidos como sustancias que se ionizan en agua para formar iones H+ y las bases como sustancias quese ionizan en agua para formar iones OH-. Las definiciones de Arrhenius son limitadas en el sentido de que solo se aplican a las disoluciones acuosas por lo cual en 1932 Johannes Bronsted definió un acido como un donador de protones y una base como un aceptor de protones.
Los átomos de elementos metálicos en general poseen un radio atómico grande en relación a su carga nuclear efectiva por lo cual tienen tendencia a perder uno o más electrones de su capa de valencia, es decir forman cationes con un menor radio iónico. Un aumento en larelación carga radio significa una disminución de la estabilidad. En general los cationes metálicos poseen una relación carga/radio elevada por lo que rápidamente interactúan con otros iones, átomos o moléculas para adquirir una mayor estabilidad electrónica y debido a que en el proceso se aceptan o donan electrones, se les confiere propiedades acidas o básicas dependiendo del medio en que reaccionen.

Diagrama de flujo:

[pic 1]

[pic 2][pic 3]

[pic 4]

[pic 5]

[pic 6][pic 7][pic 8][pic 9][pic 10]

[pic 11][pic 12][pic 13][pic 14]

[pic 15][pic 16][pic 17][pic 18][pic 19][pic 20]

[pic 21][pic 22]

Paso 2

[pic 23]

[pic 24][pic 25]

Paso 3[pic 26]

Paso 4[pic 27]

Procedimiento y resultados:

1.- IMPORTANTE: Los tubos deben estar limpios. Enjuágalos con agua destilada. Añade después a cada uno de cuatro tubos 1 mL de agua destilada y una gota de indicador universal. Si el color en los cuatro no es igual, desecha el contenido de todos, enjuágalos de nuevo y repite la operación hasta que observes el mismo color en los cuatro.

A cada tubo con agua e indicador, agrega 2 mL de disolución de uno de los siguientes cationes: Li+ , Mg2+, La3+, Zr4+ (los aniones son cloruros o nitratos, que no poseen propiedades ácido-base detectables). a) Compara el color de cada disolución con el patrón visual proporcionado por tu profesor y anota el pH correspondiente:

*Repite el experimento anterior utilizando ahora los cationes siguientes: K+, Zn2+, Al3+ y Sn4+. Anota tus resultados.

b) Elabora una hipótesis acerca de cuál crees que es el factor responsable de las variaciones observadas en la acidez:

R: A la carga que tienen cada catión ya que a mayor carga el pH observado era más bajo y por lo tanto su acidez era mayor.

c) Considerando que un ion metálico (M) en disolución acuosa está en la forma [M(H2O)6] n+, escribe los productos de la reacción de hidrólisis (que es la que da lugar a la acidez del catión):

R:  [pic 36]

2.- Ahora determinarás el pH de precipitación de los hidróxidos de estos cationes. Nuevamente asegúrate de que los tubos que vayas a emplear estén perfectamente limpios. Enjuágalos varias veces con agua destilada. Inicia las pruebas con los cationes que mostraron mayor fuerza ácida. Para cada ion procede así: coloca 2 mL de la disolución del catión en un tubo de ensaye; añade, gota a gota, un pequeño volumen de disolución de NaOH 1M y agita después de cada adición. Después de agregar cierta cantidad de NaOH se formará un precipitado o se observará una turbidez. Si desaparecen al agitar, añade otra gota de NaOH. Repite estas dos últimas acciones (adición de base y agitación) hasta que el precipitado ya no se redisuelva o la turbidez persista. Agrega entonces una gota de indicador universal y toma nota del pH de precipitación del catión. Continúa tus experimentos con los iones metálicos menos ácidos, utilizando esta vez NaOH 3M.

NOTA: hay algunos cationes que no precipitan como hidróxidos aun por arriba de pH=14

a) Completa el siguiente enunciado: Los cationes de mayor (mayor o menor) fuerza ácida, precipitan a valores de pH más bajos (altos o bajos).

3.- Una vez más, cuida que los tubos a utilizar se encuentren limpios y que hayan sido enjuagados con agua destilada. A cada tubo agrega 2 mL de disolución de uno de los siguientes cationes: Li+ , Na+ , K+ , Ag+ . Posteriormente añade, gota a gota, NaOH 1M, hasta 1mL.

...