Metales de transición

METALES DE TRANSICIÓN

INTRODUCCIÓN.

Objetivos de la práctica:

• Identificar los compuestos más importantes del cinc.
• Identificar algunas características importantes del cinc y sus compuestos.
• Diferencie las características de las distintas valencias del cobre.
• Reconozca la capacidad oxidante del cobre (II).
• Identifique la posición de estos elementos en la tabla de desplazamiento electroquímico.
• Identificar    experimentalmente    algunas    de    las

propiedades de los compuestos de: hierro, cobalto y

níquel.

• Identifique los compuestos más importantes del hierro, cobalto y níquel.

Un elemento de transición, indica Liptrot [1], puede definirse como aquel que tiene ocupado parcialmente su nivel d, el átomo del elemento posee entre uno y nueve electrones d; esta definición se amplía para incluir a los estados de oxidación (valencia) de aquellos elementos que tengan parcialmente ocupadas dichas capas. El autor Rayner [2], describe entre las propiedades generales de los metales de transición, que estos son duros y poseen puntos de fusión y densidades elevadas.

Beyer y Fernández [3] señalan que el Zinc es un metal blando, químicamente reactivo. La fuente principal de zinc es el sulfuro de zinc, una mena llamada blenda de zinc. Casi todas las sales de zinc son solubles en agua y en estado sólido están hidratadas. Las soluciones de sales de zinc son ácidas como resultado de una hidrólisis de varias etapas. El cloruro de zinc es uno de los compuestos de uso más común y se utiliza como conservador de la madera y como fundente en soldadura blanda.

El cobre y la plata poseen propiedades químicas en común, tal como su resistencia al ataque químico, manifestado en sus potenciales electroquímicos positivos; y el hecho que son conductores térmicos y eléctricos, indica Liptrot [1].

El cobre es un metal dorado muy dúctil y maleable. El aire húmedo lo ataca lentamente y su superficie se recubre en forma gradual de una capa verde de carbonato básico de cobre. El agua y el vapor de agua no atacan al metal y los ácidos diluidos no oxidantes, como el sulfúrico y el clorhídrico, no lo afectan en ausencia de agentes oxidantes, según indica Liptrot [1]. El cobre exhibe estados de oxidación de 2+ (el más común) y 1+ (el más estable). Este metal se usa en los embobinados de los dinamos y para conducir corriente eléctrica. El latón es una combinación de cobre y zinc, utilizado para fabricar cartuchos, reflectores y partes mecánicas de relojes de pulso y de pared [4].

La plata se encuentra principalmente como elemento libre y como sulfuro de plata (I), Ag2S. En la mayoría de los compuestos simples de plata, el metal usa la valencia 1+; y Ag+ es el único ion del elemento estable en agua. Por tanto, es común usar “plata” en lugar de “plata I”. El metal es resistente al ataque del aire y de la humedad, aunque la presencia de sulfuro de hidrógeno ocasiona el tinte negro de sulfuro de plata. El vapor de agua y los ácidos no oxidantes diluidos no afecta al metal; sin embargo, los ácidos sulfúrico concentrado y nítrico diluido la atacan con formación de iones plata (I). Este elemento se utiliza en la fabricación de vajillas, joyería y espejos de plata [1].

El hierro es el material más utilizado debido a que es el segundo metal más abundante en la corteza terrestre, es maleable, dúctil y de fácil obtención. Se extrae de sus minerales, tal como la hematita (Fe2O3) y la magnetita (Fe3O4) [2]. El hierro puro cristaliza como un metal blanco de aspecto blanco plateado. Las valencias más frecuentes son 2+ y 3+, siendo esta última la estable. También existe una valencia inestable de 6+ fuertemente oxidante [1]. Beyer y Fernández [3], indican que las disoluciones neutras, ácidas y más aún las alcalinas de las sales de FeII son inestables al aire, oxidándose a FeIII. Mientras que los compuestos de hierro (III) son más débiles los de valencia dos y por eso hidrolizan fácilmente en agua.

El cobalto es un metal poco reactivo que se encuentra en los minerales esmaltita (CoAs2) y cobaltita (CoAsS) [3]. Tiene estados de oxidación 3+, poco común excepto en complejos, y 2+, siendo esta la más estable. Se disuelve lentamente en ácidos diluidos para formar iones Co2+ y el desprendimiento de hidrógeno. Reacciona en caliente con carbono, fósforo y azufre. La valencia predominante en disolución acuosa es 2+. El cobalto es un elemento indispensable: interviene en el funcionamiento de algunas enzimas y es un elemento presente en la molécula de la vitamina B12 [2].

El níquel, indica Rayner [2], es un metal blanco muy poco reactivo. Por calentamiento se combina directamente con el oxígeno para dar óxido de níquel (II). El único estado de oxidación importante del níquel es 2+. Los ácidos diluidos atacan lentamente al metal con la formación de iones Ni2+. Sin embargo, el ácido nítrico concentrado lo hace pasivo. Como el hidróxido de sodio fundido no lo ataca, los crisoles de níquel son recipientes apropiados para efectuar fusiones alcalinas.

DATOS Y OBSERVACIONES.

PRIMERA PARTE: CINC, COBRE Y PLATA.

1. Propiedades del Zn2+.

Se colocó en un tubo de ensayo solución de sulfato de zinc y al añadir gota a gota hidróxido de sodio diluido se observa que el color de la solución cambió a blanco, además, se formó un precipitado, el cual se dividió en dos partes iguales: a una se le agregó hidróxido de sodio, sin observarse cambio aparente y al mezclar con ácido clorhídrico la otra mitad del precipitado, este se disolvió.

1. Reacciones de doble desplazamiento.

En diferentes tubos de ensayo se colocó sulfato de zinc y se agregaron las siguientes soluciones: con sulfuro de sodio, la solución cambió a blanco lechoso; con oxalato de sodio, se observó la formación de un precipitado blanco y el cambio de la solución al mismo color; con carbonato de sodio, se formó un precipitado blanco y la solución cambió a dicho color; con cloruro de sodio no se observó reacción, al igual que con nitrato de sodio: y con fosfato de sodio se observó la formación de un precipitado blanco y el cambio al mismo color de la solución.

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