Química Inorgánica

Objetivos

• Llevar a cabo la obtención de hidrógeno y oxígeno y estudiar sus propiedades.

• Determinar el carácter ácido-base de los óxidos

• Evaluar las propiedades redox y determinar la concentración de una muestra comercial de peróxido de hidrógeno.

Introducción

Las reacciones químicas son el corazón de la química. Una reacción química involucra un cambio de las sustancias reactivas a las sustancias producto, y las sustancias producto tendrán propiedades físicas y químicas diferentes a las de la reactivas. Una reacción de peróxido de hidrógeno es un agente oxidante y reductor.

El hidrógeno es un elemento químico de número atómico 1, representado por el símbolo H. Por lo general, se presenta en su forma molecular, formando el gas diatómico (H2) en condiciones normales. Este gas es inflamable, incoloro, inodoro, no metálico e insoluble en agua. El hidrógeno es el elemento químico más abundante, constituyendo aproximadamente el 75 % de la materia visible del universo. En su secuencia principal, las estrellas están compuestas principalmente por hidrógeno en estado de plasma. El hidrógeno elemental es relativamente raro en la Tierra y es producido industrialmente a partir de hidrocarburos como, por ejemplo, el metano.

El oxígeno es un elemento químico de número atómico 8 y representado por el símbolo O. El oxígeno forma parte del grupo de los anfígenos en la tabla periódica y es un elemento no metálico altamente reactivo que forma fácilmente compuestos (especialmente óxidos) con la mayoría de elementos, excepto con los gases nobles helio y neón. Asimismo, es un fuerte agente oxidante y tiene la segunda electronegatividad más alta de todos los elementos, solo superado por el flúor. Medido por su masa, el oxígeno es el tercer elemento más abundante del universo, tras el hidrógeno y el helio, y el más abundante en la corteza terrestre, formando prácticamente la mitad de su masa. Debido a su reactividad química, el oxígeno no puede permanecer en la atmósfera terrestre como elemento libre sin ser reabastecido constantemente por la acción fotosintética de los organismos que utilizan la energía solar para producir oxígeno elemental a partir del agua. El oxígeno elemental O2 solamente empezó a acumularse en la atmósfera después de la aparición de estos organismos, aproximadamente hace 2500 millones de años. El oxígeno diatómico constituye el 20,8 % del volumen de la atmósfera terrestre.

El hidrógeno y el oxígeno forman dos compuestos bien conocidos, el agua y peróxido de hidrogeno. El peróxido de hidrógeno tiene propiedades muy diferentes a las del agua. El peróxido de hidrógeno puro es un líquido espero con un color azul pálido. Si es muy puro, es estable, pero en presencia de cantidades pequeñas de impurezas, el líquido se puede descomponer explosivamente.

El peróxido de hidrógeno también se puede comportar como un agente reductor en presencia de oxidantes fuertes, produciendo oxígeno y agua. El permanganato de potasio, es uno de estos agentes oxidantes enérgicos. Las soluciones púrpuras de KMnO4 Son reducidas al ion manganeso que presenta un color rosa pálido.

A. Obtención de hidrógeno

Procedimiento

Colocar unos gránulos de Zinc metálico en un tubo de ensayo de 13 x 100, agregar 0.5 mL de HCL 3 M y tapar con un tapón. Permitir que el tubo se llene de gas y probar combustión con una astilla encendida o acercar el tubo al mechero con precaución.

B. Obtención de oxígeno

Procedimiento

1. Colocar i g de clorato de potasio y 0.5 g de dióxido de manganeso en un tubo de ensayo de 18 x 150 limpio y seco. Agitar para que se mezclen los sólidos.

2. Montar un aparato colectar gas. Colocar el tubo con la mezcla en un ángulo de 30 grados. La mezcla no debe estar en contacto con el tapón de hule. Calentar y dejar escapar las primeras burbujas que son de aire.

3. Colectar tubo de oxígeno por desplazamiento de agua, tapar perfectamente.

4. Introducir un palillo con punta en ignición a uno de los tubos y observar.

5. Colocar una pequeña cantidad de azufre en una cucharilla de combustión, o en la punta de una espátula, inflamar el azufre e introducir en uno de los tubos que tiene oxígeno, tapar el tubo y agitar.

6. Introducir un papel pH húmedo y determinar su carácter ácido-base.

7. Repetir el procedimiento utilizando magnesio, calcio y carbón.

C. Porcentaje de peróxido de hidrógeno en una muestra comercial.

1. Llenar y etiquetar una pipeta Beral con una solución de H2O2 comercial.

2. Llenar y etiquetar una pipeta Beral con una solución de KMnO4 y anotar su concentración.

3. Pesar las pipetas Beral y registrar su masa con al menos tres cifras decimales.

4. Colocar 15 gotas de H2O2 en un vaso de precipitado de 50 mL y agregar tres gotas de H2SO4 6 M. Reservar la pipeta con H2O2 para pesar de nuevo teniendo cuidado de no tener ninguna pérdida de la solución.

5. Anadir la solución de KMnO4 gota a gota y mezclar utilizando un agitador. Si una gota de KMnO4 resbala sobre la pared del vaso utilizar una gota de H2SO4 para hacer que la gota entre a la solución.

6. Continuar la adición de KMnO4 y agitar hasta que la solución adquiera un color rosa

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