Inorganica P 4

Objetivo

Ordenar tres compuestos de cobre de mayor a menor carácter iónico y determinar la relación de su carácter con las variables que se miden en el experimento.

Determinar el grado de polaridad comparativo de los disolventes relacionando su constante dieléctrica.

Hipótesis

Haciendo pruebas de solubilidad y de conducción eléctrica del Acetato de Cobre II, Cloruro de cobre II, Cu(salen), en distintos disolventes cuya característica variable sea la polaridad, podremos ordenar el grado de polaridad de los disolventes y observar en que disolventes se solubilizan los solutos, y con base a los conocimientos previos de polaridad, para poder ordenarlos según su ésta.

Materiales

21 tubos de precipitado Espátula

Gradilla

Reactivos

Acetato de Cobre II Cloruro de cobre II Dimetilsulfóxido Etanol

Cu(salen) Agua destilada Metanol Acetona

Acetato de Etilo n-Hexano

Procedimiento experimental

1.- Toma siete tubos de ensaye y márcalos con el número 1 (estos serán los tubos de lo que llamaremos la serie 1). Etiqueta además cada tubo con el nombre de uno de los siguientes disolventes: agua (H2O), dimetilsulfóxido (DMSO), metanol (MeOH), etanol (EtOH), acetona, acetato de etilo (AcOEt) y n-hexano. Ahora coloca en todos los tubos 2 mL del disolvente correspondiente.

Repite el punto 1 con otros dos conjuntos de siete tubos cada uno, pero ahora márcalos con los números 2 (tubos de la serie 2) y 3 (tubos de la serie 3), respectivamente.

2.- Asegúrate que los disolventes contenidos en los tubos de las tres series no conduzcan la corriente eléctrica (PRECAUCIÓN: enjuaga con agua destilada las terminales del aparato para detectar conductividad antes de introducirlas en cualquiera de los disolventes). Si alguno de ellos conduce, deséchalo donde te indique tu profesor(a), lava y seca el tubo donde se encontraba y adiciona otros 2 mL del mismo disolvente.

3.- Agrega a los tubos de la serie 1 una pequeña cantidad de CuCl2 (lo que tome la punta de la espátula) y trata de disolver el compuesto agitando vigorosamente cada tubo durante aproximadamente un minuto. Registra tus observaciones en la tabla 1, colocando en la celda correspondiente 0 (si la sal no es soluble), 1 (si el soluto confiere al disolvente una coloración

pero queda algo del compuesto sin disolver), 2 (cuando se disuelve por completo el soluto).

4.- Prueba si alguna de las mezclas de los tubos de la serie 1 conduce la corriente (IMPORTANTE: Considera la precaución indicada en el punto 2). Anota los resultados en la tabla 1.

5.- Reproduce los puntos 3 y 4 para las series 2 y 3, pero en lugar de CuCl2, ahora utiliza Cu(AcO)2 y Cu(salen) (ver figura 1), respectivamente.

Resultados

Disolvente

CuCl2 Cu(AcO)2 Cu(salen)

H2O Solubilidad 2 2 0

¿Conduce? Sí Si No

DMSO Solubilidad 1 1 1

¿Conduce? Si No No

MeOH Solubilidad 2 2 1

¿Conduce? Si No No

EtOH Solubilidad 2 0 1

¿Conduce? Si No No

Acetona Solubilidad 2 1 1

¿Conduce? Si No No

AcOEt Solubilidad 0 0 1

¿Conduce? No No No

n-Hexano Solubilidad 0 0 1

¿Conduce? No No No

Tabla 1. Resultados de las pruebas de solubilidad y conductividad sobre compuestos de cobre.

Cuestionario

1.- Describe lo que sucede, a nivel molecular, cuando un soluto se disuelve en un disolvente:

El soluto posee fuerzas intermoleculares que hacen que las moléculas estén unidas entre sí, sin embargo cuando se disuelve un soluto en un disolvente este último rompe las fuerzas intermoleculares del soluto y solvata a cada ión o molécula, es decir, las partículas del disolvente rodea a cada partícula de soluto uniéndose entre sí por fuerzas intermoleculares y por tanto liberando energía, así que cuando un soluto se disuelve completamente en un solvente es por la solvatación total de las moléculas del soluto.

2.- ¿Por qué es posible que un soluto, a pesar de ser soluble en dos diferentes disolventes, conduzca la corriente sólo en uno de ellos?

Por la constante dieléctrica del disolvente, mientras mayor sea la constante dieléctrica del disolvente se solubilizará más y conducirá corriente eléctrica.

3.- ¿Cuál de los tres compuestos estudiados presenta el mayor carácter iónico? ¿En qué fundamentas tu respuesta?

El cloruro de cobre (II) porque fue el que condujo la electricidad en la mayoría de disolventes.

4.- ¿Cuál de los tres tiene el mayor carácter covalente? ¿En qué basas tu respuesta?

El Cu(salen) tiene mayor carácter covalente, ya que no condujo la electricidad disuelto, en ninguno de los disolventes.

5.- ¿Qué criterios puedes considerar para determinar el la polaridad de los diferentes disolventes que se utilizaron en esta práctica?

La conductividad eléctrica que se asocia a la constante dieléctrica y la solvatación de los diferentes solutos, si se disolvieron solutos no polares el disolvente será no polar, si se disolvieron solutos polares, el disolvente será polar.

6.- Coloca los disolventes empleados en orden ascendente de poder polarizante.

n-Hexano<AcOEt<DMSO<EtOH<Acetona<MeOH<Agua

7.- Coloca a los disolventes que usaste en orden creciente de constante dieléctrica.

n-Hexano<AcOEt<Acetona<EtOH<MeOH<DMSO<Agua

Compara esta lista con la que realizaste en el punto 6 de este cuestionario. Comenta sobre el resultado de esta comparación:

El n-Hexano, AcOEt y Agua están en el mismo lugar de polaridad con respecto a la pregunta 7, el DMSO lo clasificamos como menos polar de lo que realmente es, y la acetona la clasificamos con un carácter más polar de lo que es.

Análisis de resultados

Ordenando las polaridades experimentalmente, obtuvimos que

n-Hexano<AcOEt<DMSO<EtOH<Acetona<MeOH<Agua, comparando con sus constantes dieléctricas de los disolventes estas quedan así n-Hexano<AcOEt<Acetona<EtOH<MeOH<DMSO<Agua.

En la tabla 1 pudimos notar que algunos compuestos como la acetona disolvieron gran a todos los compuestos en mayor o menor cantidad, sin embargo, sólo condujo la electricidad con CuCl2 disuelto además de que se disolvió completamente, esto hace pensar que la acetona es una sustancia polar ya que disolvió a un compuesto no polar, pues fue este el único compuesto que se disolvió con un grado de 2. El dimetilsulfóxido disolvió a todas las sustancias con un grado de 1, sin embargo condujo la electricidad con el Cloruro de Cobre (II), en teoría, comparando los resultados anteriores con las constantes dieléctricas de cada disolvente, el DMSO debería de ser más polar que la acetona, e incluso la acetona debería de ser menos polar que el etanol, estas variaciones pudieron haberse debido a la interpretación errónea del grado de solubilidad, ya que en el caso de la disolución de DMSO y de Cloruro de Cobre (II) se contemplaron partículas suspendidas en la disolución y asumimos que no se disolvió todo el cloruro de cobre (II) registrando un grado de solubilidad igual a 1, sin embargo, estas partículas seguramente eran impurezas que no se disolvieron en el disolvente. En el caso de la acetona, las variaciones de polaridad pudieron haberse debido a que agitamos durante mucho tiempo y contemplamos erróneamente que el cloruro de cobre (II) se diluyó completamente, sin embargo, un hecho que nos extrañó fue la conducción de electricidad, ya que esta sustancia no es tan polar y en teoría debió de disolver con mayor grado alguno de los otros dos solutos cuya tendencia era no polar, para obtener resultados más exactos, habría que realizar de nuevo las pruebas y registrar en cuál disolución se enciende con mayor intensidad el foco.

El Metanol es un ejemplo de una sustancia considerada más polar de lo que es, por ejemplo, comparándolo con el DMSO, debería ser menos polar que éste, la apreciación errónea de que posea un mayor grado de polaridad que el DMSO pudo haberse debido a que hubo un error en observación con el grado de solubilidad, o que adicionamos una cantidad de disolvente mucho mayor que el soluto y por eso observamos una solubilidad con un grado de 2 con acetato de cobre (II).

Ordenando a los solutos según su polaridad tenemos que el Cloruro de Cobre (II) es el m´´as polar de los tres, después seguiría el acetato de cobre (II) y por último el Cu(salen).

En la tabla 1 se muestra que el cloruro se disuelve en los disolventes polares y conduce la electricidad en los disolventes en los que se disuelve, el acetato de cobre (II) es el que se disuelve en algunos solventes polares y no polares, sin embargo, su solubilidad es de grado 2 en los disolventes considerados polares, por lo que podemos decir que es una sustancia con carácter polar, aunque menos polar que el cloruro de cobre (II), y el Cu(salen) es una sustancia poco polar ya que no se disuelve en solventes polares como el agua y se disuelve muy poco en los demás disolventes, por lo tanto en ningún disolvente conduce la corriente eléctrica.

Conclusión

Pudimos observar que según la constante dieléctrica del disolvente podemos determinar qué sustancia es más polar con respecto a otra, en las determinaciones experimentales debemos de tener en cuenta las impurezas presentes en las soluciones ya que estas pueden modificar nuestra percepción en el grado de solubilidad de las sustancias. También observé que el grado de solubilidad para que una sustancia conduzca la electricidad debe ser de grado 2 (en la escala de esta práctica), así que para que conduzca la electricidad cierta disolución, el soluto deberá estar completamente solvatado por las moléculas del disolvente.

Logramos nuestro objetivo, ya que pudimos ordenar según el grado de polaridad de los disolventes, a los solutos de cobre, y pudimos ver la relación de la constante dieléctrica con lla polaridad del disolvente.

BIBLIOGRAFÍA

• Beyer, L. Y Fernández Herrero, V. (2000). Química Inorgánica. Ariel Ciencia. Barcelona

• Chang, R. (1999) Química Edición breve. Mac Graw-Hill Interamericana. Mexico

• Petrucci, R. H. Y Harwood, W. S. (1999).Química General. Prentice Hall Iberia. Madrid.

• J.E.Huheey, E.A.Keiter y R.L.Keiter. 1997 “Química Inorgánica . Principios de estructura y reactividad” Oxford University Press Harla 4ªedición. B.E.Douglas

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