Práctica 3. Estabilidad relativa del estaño (IV) y plomo (IV)

PRÁCTICA 3. ESTABILIDAD RELATIVA DEL ESTAÑO (IV) Y PLOMO (IV)

EQUIPO 2:

Borja Juárez José

Flores Manzano Manuel Yissa

García Ortiz Juan Pablo

Utrera Durán Brenda

INTRODUCCIÓN

El estaño y el plomo son elementos que se encuentran en el grupo 14 de la tabla periódica, al igual que los metales de transición este grupo presenta distintos estados de oxidación, en este grupo se ve una tendencia respecto a los estados de oxidación en que son más estables de dichos elementos se puede observar  que este grupo tienen un estado de oxidación de +4, hasta que llegamos al Plomo en donde podemos observar que hay una disminución del estado de oxidación a +2,es decir que el grupo no sigue la tendencia, mientras más bajamos en el grupo hay una disminución del estado de oxidación. [pic 1]

Esta variación en los estados de oxidación en el grupo 14, se puede explicar con los efectos relativistas y la teoría del par inerte.

Generalmente se toma en cuenta la ecuación del Schrödinger, donde consideramos que la masa del electrón en movimiento es igual a su masa en reposo, y esto funciona para los elementos donde su número atómico es pequeño, sin embargo esto no logra explicar algunas propiedades para los elementos más pesados en donde hay una atracción más fuerte de los electrones hacia el núcleo ya que su velocidad aumenta de acuerdo con la teoría de la relatividad de Einstein [pic 2]

Dirac introdujo los efectos relativistas en la función de onda y donde se estudia el comportamiento del electrón para elementos más pesados, con este tratamiento mecánico- cuántico relativista, se establece que los orbitales s y p de los niveles de energía 4,5 y 6 muestra una contracción radial que es más significativa para los elementos del sexto periodo.

La estabilidad del plomo en estado de oxidación +2 es consecuencia de la estabilidad de la capa del valencia ()  que adquieren con la primera pérdida electrónica, en donde los electrones de valencia se encuentra contenido en un orbital lleno s que al no ionizarse, es llamado par inerte, este par inerte como consecuencia del efecto relativista es de mayor carácter penetranteCabe mencionar que este efecto del par inerte se encuentra presente en los elementos que experimentan la contracción lantánida como el plomo en donde hay un aumento de la carga nuclear efectiva debido al pobre poder apantallante de los orbitales f produciendo una contracción de los orbitales s y p, y por lo tanto es más difícil oxidar al plomo[pic 3][pic 4][pic 5]

Loa compuesto en donde se encuentran estos elementos con número de oxidación +2 son más reductores y del carácter iónico y los compuestos que trabajan con los elementos en estado de oxidación +4 son as oxidantes y de carácter covalente y esto se explica con las energías de ionización donde se puede observar que implicaría una gran cantidad de energía formar un ion +4 y por lo tanto es más inestable.

OBJETIVOS

-Sintetizar los compuestos hexacloroplumbato y hexacloroestannato de amonio

-Realizar pruebas de estabilidad para el Sn (IV) y el Pb (IV), así como lograr comprender y explicar el comportamiento de cada uno de los elementos.

-  Identificar cuál de los dos elementos es más oxidante en el estado de oxidación IV

METODOLOGÍA

[pic 6][pic 7]

RESULTADOS/DISCUSIÓN

Para el compuesto del estaño se realizó una metodología más sencilla ya que este es más estable comparado con el plomo en estado de oxidación +4, además este no es afectado por efectos relativistas o por alguna contracción.

Se observó que el procedimiento para la síntesis del cloro es más extenso, esto porque el plomo se tuvo que oxidar, pasar de un estado de oxidación del +2 a +4 lo cual es más difícil ya que en estado de oxidación +4 es muy inestable y esto se explica por los efectos relativistas y el efecto del par inerte, en este efecto relativista se ve afectado el plomo  ya que tienen un mayor número atómico, implica una mayor atracción de los electrones hacia el núcleo y por lo tanto una contracción en la parte interna, en este caso en el orbital s y p lo que los hace más estables además de que se puede ver el efecto del par inerte en el plomo, los 2 electrones apareados del orbital 6s lo que aumenta la carga nuclear efectiva, esto también consecuencia de la contracción lantánida donde no hay un poder apantallante de los orbitales f.

Respecto a las pruebas del estabilidad se observó que el compuesto más oxidante es el compuesto con plomo ya que al agregar yoduro del potasio ocurrió una redición del estado del oxidación, pasmos del +4 a +2  esto se concluyó al ver un precipitado que es este caso era el Pb+2. Por lo tanto se pudo observar que el estaño es más estable ya que no es tan fácil oxidarlo como al plomo y se comprobó cuando adicionaos KI.

CUESTIONARIO

1. Escriba la o las reacciones que llevó a cabo para obtener (NH4)2SnCl6

[pic 8]

[pic 9]

2. Escriba la o las reacciones que llevó a cabo para obtener (NH4)2PbCl6

MnO2(s) + 4HCl (ac)   MnCl2(s) + Cl2 (g) + 2H2O (l)[pic 10]

PbCl2(s) + 2HCl2 (ac)  Cl2 (g) + H2PbCl6 (ac)[pic 11]

H2PbCl6 (ac) + 2NH4Cl (ac)   (NH4)2PbCl6(s) + 2HCl (ac)[pic 12]

3. El (NH4)2SnCl6 se prepara por una reacción simple de complicación, mientras que el (NH4)2PbCl6 requiere de una reacción redo de dos pasos, ¿por qué?

El compuesto con Estaño solo sufrió una complicación ya que ya estaba en estado con un estado de la oxidación +4 y es estable así mientras que el plomo se tuvo que oxidar para pasar de un estado +2 a +4 para poder comparar su estabilidad. Y el plomo al ser afectado por los efectos relativistas, la contracción lantánida y el efecto del par inerte hace que se requiera una mayor energía ya que los electrones del 6s están muy atraídos al núcleo y como consecuencia una mayor carga nuclear efectiva.

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