Predicción de Reacciones de Desplazamiento
Enviado por Daniela Santana • 21 de Marzo de 2021 • Informes • 1.522 Palabras (7 Páginas) • 242 Visitas
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Predicción de Reacciones de Desplazamiento
Objetivo
Predecir si ocurre la reacción de desplazamiento de un metal frente a un ácido no oxidante de acuerdo con la serie de actividades, diferenciar el tipo de reacción que sucede cuando reacciona un metal frente a un ácido oxidante.
Fundamentos
La descripción original de reducción comprendía la eliminación del oxígeno de un compuesto. Las menas en forma de óxidos se reducen a metales (una reducción muy real en masa) (Whitten, Davis, Peck & Stanley, 2014).
La oxidación (ox) es un incremento del número de oxidación y corresponde a la pérdida, o pérdida aparente, de electrones. La reducción (red) es una disminución del número de oxidación y corresponde a la ganancia, o ganancia aparente, de electrones. (Whitten, Davis, Peck & Stanley, 2014, p.222).[pic 2]
La oxidación no puede ocurrir sin que suceda la reducción, y viceversa. Un agente oxidante en una reacción química se reduce, mientras que un agente reductor se oxida. Esto puede ser muy confuso, por lo que debe tomarse un poco de tiempo para entender esta importante relación. (Whitten, Davis, Peck & Stanley, 2014, p.223).
En tanto que las reacciones ácido-base se caracterizan por un proceso de transferencia de protones, las reacciones de oxidación-reducción , o reacciones redox , se consideran como reacciones de transferencia de electrones . Las reacciones de oxidación-reducción forman una parte importante del mundo que nos rodea. Comprenden desde la combustión de combustibles fósiles hasta la acción de los blanqueadores domésticos. Asimismo, la mayoría de los elementos metálicos y no metálicos se obtienen a partir de sus minerales por procesos de oxidación o de reducción. Muchas reacciones redox importantes se llevan a cabo en agua, pero esto no implica que todas las reacciones redox sucedan en medio acuoso. (Chang & Goldsby, 2013, p.132 & 133).
El término oxidación se utiliza porque las primeras reacciones de este tipo en ser estudiadas a fondo, fueron reacciones con oxígeno. Muchos metales reaccionan directamente con el O2 del aire para formar óxidos metálicos. En estas reacciones, el metal transfiere electrones al oxígeno, para formar un compuesto iónico con el ion metálico y el ion óxido. (Brown & LeMay 2009, p.136).
Existen muchas tipos de reacciones redox. Por ejemplo, las reacciones de combustión son reacciones redox, porque el oxígeno elemental se convierte en compuestos de oxígeno. Estas reacciones se conocen como reacciones de desplazamiento, debido a que el ion en disolución es desplazado o sustituido por un elemento que se oxida. Muchos metales experimentan reacciones de desplazamiento con ácidos, y producen sales e hidrógeno gaseoso. (Brown & LeMay 2009, p.138).
Las reacciones en las cuales un elemento desplaza a otro de un compuesto reciben el nombre. Éstas son siempre reacciones rédox. Mientras más baja sea la electronegatividad de un metal, es más fácil que el metal se oxide, por lo se dice que es más activo. Los metales activos (menos electronegativos) desplazan a los metales menos activos (más electronegativos) o al hidrógeno de sus compuestos en solución acuosa para dar la forma oxidada del metal más activo y la forma reducida (metal libre) del otro metal o hidrógeno. (Whitten, Davis, Peck & Stanley, 2014, p.227 & 228).
En una reacción de desplazamiento, un ion (o átomo) de un compuesto se reemplaza por un ion (o átomo) de otro elemento: la mayoría de las reacciones de desplazamiento cae en una de tres categorías: desplazamiento de hidrógeno, desplazamiento de metal o desplazamiento de halógeno. (Chang & Goldsby, 2013, p.139).[pic 3]
Un metal de un compuesto también puede ser desplazado por otro metal en estado libre. Ya se han visto ejemplos de reemplazo de iones de cobre por zinc y de iones de plata por cobre. Si se invierten los compuestos de los metales, la reacción no se lleva a cabo. Así, el cobre metálico no desplazará los iones de zinc del sulfato de zinc y la plata metálica no desplazará los iones de cobre del nitrato de cobre. (Chang & Goldsby, 2013, p.140).
Proceso experimental
- Se colocó 8 tubos de ensayo.
- Se agregó un metal diferente en cada tubo en el siguiente orden: Zn, Cu, Fe, Pt, Ni, Au, Ag y Al.
- Se agregó ácido clorhídrico (HCl) en cada uno de los tubos.
- Se observó si reaccionaba o no reaccionaba.
5. Se limpió los tubos de ensayo.
6. Se repitió el mismo procedimiento ahora agregando ácido nítrico (HNO3).
Resultados y discusión
Se elaboró una tabla con las los metales y las reacciones que ocurrieron cuando se agregó el ácido clorhídrico (HCl) y el ácido nitrico (HNO3) con los resultados que se obtuvo en el proceso experimental.
A continuación se demuestra los resultados:
Tabla de predicción de reacciones de metales con un ácido[pic 4]
Metal | Reacción que sucede balanceada | Justificación | Tipo de reacción |
Mg | Mg(s) + 2HCl(ac) 🡪 MgCl2(ac) + H2(g) | El Mg es un metal activo frente al HCl que es un ácido no oxidante produce la sal e H2 gaseoso | Reacción de sustitución simple o desplazamiento |
Mg | Mg(s) + 4HNO3(ac) 🡪 Mg(NO3)2(ac) + 2NO2(g)+2H2O | El HNO3 es un ácido oxidante | Reacción de óxido-reducción |
Zn | Zn(s) + 2HCl(ac) 🡪 ZnCl2(ac) + H2(g) | El Zn es un metal activo frente al HCl que es un ácido no oxidante produce la sal e H2 gaseoso | Reacción de sustitución simple o desplazamiento |
Zn | Zn(s) + 4HNO3(ac) 🡪 Zn(NO3)2(ac) + 2NO2(g) + 2H2O | El HNO3 es un ácido oxidante | Reacción de óxido-reducción |
Cu | Cu(s) + HCl(ac) 🡪 No generó reacción de desplazamiento | El Cu es un metal no activo frente al HCl y no genera reacción de desplazamiento | No reacciona con el Cu |
Cu | Cu(s) + 4HNO3(ac) 🡪 Cu(NO2)3 + 2NO2 + 2H2O | El HNO3 es un ácido oxidante | Reacción de óxido-reducción |
Fe | 2Fe(s) + 6HCl(ac) 🡪 2FeCl3(ac) + 3H2(g) | El Fe es un metal activo frente al HCl que es un | Reacción de sustitución simple o desplazamiento |
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