Aprendiendo ciencias con Profe. Gabriel

viernes, 26 de agosto de 2022

Materiales de uso cotidiano para el Laboratorio de Ciencias.

 Materiales de Laboratorio

Los instrumentos de laboratorio están constituidos por materiales diversos y es necesario que antes de comenzar cualquier trabajo experimental, el estudiante conozca el material que se utilizará. La utilización inadecuada de este material da lugar a errores en las experiencias realizadas y aumenta el riesgo en el laboratorio.

Equipo de laboratorio

En la elaboración del equipo del laboratorio se utilizan los siguientes materiales:

• Metales: Los más utilizados son el hierro y sus aleaciones, cobre, níquel, platino, plata y plomo. Con estos metales se fabrican soportes, pinzas, anillos, trípodes, triángulos, rejillas, sacacorchos, recipientes para agua, crisoles, espátulas, mecheros y electrodos, entre otros.
• Porcelana: Se fabrican cápsulas, crisoles, navecillas, espátulas, embudos, triángulos.
• Madera: Gradillas, soportes de pie para tubos y embudos.
• Corcho: Se usa principalmente en la elaboración de tapones.
• Caucho: Para fabricar mangueras y tapones.
• Asbesto: Se emplea en la fabricación de mallas, guantes y como aislante térmico.
• Teflón: Utilizado en la fabricación de mangueras, válvulas, llaves para buretas, recipientes, empaques entre otros.
• Vidrio: Es uno de los materiales más usados en el laboratorio. Aquél que se destina a la fabricación de equipo de laboratorio debe ser resistente a los ácidos y a los álcalis y responder a determinadas exigencias térmicas y mecánicas.
El material de vidrio de laboratorio puede clasificarse en dos categorías:

• Vidriería Común. Comprende los vasos de precipitados, los erlenmeyers, los balones de fondo plano y de fondo redondo, los embudos (al vacío, por gravedad, de decantación), tubos de ensayo, condensadores, frascos con tapón esmerilado, vidrios de reloj, tubos de Thiele y otros (

• Vidriería Volumétrica (de alta precisión). Este material suele ser más costoso debido al tiempo gastado en el proceso de calibración. Comprende una serie de recipientes destinados a medir con exactitud el volumen que “contienen” o el volumen que “vierten”. En los recipientes volumétricos aparece señalado si el recipiente es para verter o para contener, lo mismo que la temperatura a la cual ha sido calibrado.

Los materiales de laboratorio se clasifican en:

Volumétricos: Dentro de este grupo se encuentran los materiales de vidrio calibrados; permiten medir volúmenes de sustancias.

Calentamiento o sostén: Son aquellos que sirven para realizar mezclas o reacciones y que, además, pueden ser sometidos a calentamiento.

Equipos de medición: Son instrumentos que se usan para comparar magnitudes físicas mediante un proceso de medición. Como unidades de medida se utilizan objetos y sucesos previamente establecidos como estándares o patrones. De la medición resulta un número que es la relación entre el objeto de estudio y la unidad de referencia. Los instrumentos de medición son el medio por el que se hace esta conversión.

Equipos especiales: Son equipos auxiliares para el trabajo de laboratorio.

 Embudo de vidrio: Pude ser de vidrio, plástico. El embudo es un instrumento empleado para canalizar líquidos y materiales sólidos granulares en recipientes con bocas estrechas. Es usado principalmente en cocinas, laboratorios, actividades de construcción, industria, etc.

Vaso precipitado: Generalmente de vidrio, pero también hay de plástico y metal. Un vaso de precipitados o vaso de precipitado es un recipiente cilíndrico de vidrio fino que se utiliza muy comúnmente en el laboratorio, sobre todo, para preparar o calentar sustancias y traspasar líquidos.

matraz volumétrico: son los matraces volumétricos Material de vidrio. Para qué sirve el matraz volumétrico, Es un recipiente de vidrio que se utiliza sobre todo para contener y medir líquidos. Se emplean en operaciones de análisis químico cuantitativo, para preparar soluciones de concentraciones definidas.

Frasco de reactivo: Material de vidrio o plástico. Permite: guardar sustancias para almacenarlas los hay ámbar y transparentes los de color ámbar se utilizan para guardar sustancias que son alteradas por la acción de la luz del sol, los de color transparente se utilizan para guardar sustancias que no son afectadas por la luz solar.

Condensador de espiral: De vidrio. Se usa para condensar los vapores que se desprenden del matraz de destilación, por medio de un líquido refrigerante que circula por éste, usualmente agua.

Condensador Recto: De vidrio. El Tubo Refrigerante o Tubo condensador, es un aparato de vidrio que permite transformar los gases que se desprenden en el proceso de destilación, a fase liquida. Está conformado por dos tubos cilíndricos concéntricos. Por el conducto interior del tubo circulara el gas que se desea condensar y por el conducto más externo circulara el líquido refrigerante.

Probeta Graduada: De vidrio. La probeta es un instrumento volumétrico que consiste en un cilindro graduado, es decir, lleva grabada una escala por la parte exterior que permite medir un determinado volumen. Está formado por un tubo generalmente transparente de unos centímetros de diámetro y tiene una graduación desde 5 ml hasta el máximo de la probeta, indicando distintos volúmenes. En la parte inferior está cerrado y posee una base que sirve de apoyo, mientras que la superior está abierta (permite introducir el líquido a medir) y suele tener un pico (permite verter el líquido medido).

Pipeta: La pipeta es un instrumento volumétrico de laboratorio formada por un tubo transparente, generalmente de vidrio, que termina en una de sus puntas de forma cónica, y tiene una graduación (una serie de marcas grabadas) indicando distintos volúmenes. Está calibrada en unidades convenientes para permitir la transferencia de cualquier volumen desde 0.1 a 25 ml.

Pera de decantación: El embudo de decantación es un recipiente de vidrio con forma de pera invertida o cono invertido. Este presenta un desagüe que permite la salida de los líquidos que se pretenden separar en la zona inferior del recipiente, cuyo flujo puede ser maniobrado mediante el uso de una válvula. En la parte superior presenta una embocadura que puede sellarse con una tapa, la cual permite cargar su interior con los líquidos insolubles o inmiscibles.

Balón de base plana: Los matraces de fondo plano son matraces redondos, usualmente compuestos de un solo cuello, que son utilizados para calentar compuestos en la destilación o en otras reacciones. Normalmente sirven para contener líquidos y someterlos a altas temperaturas. 250ml, 500ml, 1000ml, 2000ml.

 Mechero de alcohol: Los mecheros de alcohol consisten en un recipiente de vidrio de forma redondeada, con el fondo plano. En su parte superior posee un saliente cilíndrico por donde se enrosca un tubo metálico de unos pocos milímetros de diámetro. A través de éste, se inserta una mecha cuyo extremo posterior queda en contacto con el alcohol contenido en el recipiente.

Mechero de bunsen: El mechero bunsen es un instrumento utilizado en laboratorios para calentar muestras y sustancias químicas. El mechero bunsen está constituido por un tubo vertical que va enroscado a un pie metálico con ingreso para el flujo de gas, el cual se regula a través de una llave sobre la mesa de trabajo. En la parte inferior del tubo vertical existen orificios y un anillo metálico móvil o collarín también horadado.

Rejilla de asbesto: Es la encargada de repartir la temperatura de manera uniforme, cuando se calienta con un mechero. Para esto se usa un trípode de laboratorio, ya que actúa como un sostenedor a la hora de experimentar.

Cucharilla de combustión: La cuchara de combustión es un instrumento que se emplea en los laboratorios, sobre todo en química, para hacer experimentos con reacciones de combustión. Estas reacciones se caracterizan por liberar calor, por lo que se deben emplear métodos de seguridad adicionales, con el objeto de evitar quemaduras.

Pinzas para tubo de ensayo: Las pinzas para tubos de ensayo sirven para sujetar los tubos de ensayo mientras se calientan o manipulan. Esto permite, por ejemplo, calentar el contenido del tubo sin sostener el tubo con la mano.

Tubo de ensayo: Es un pequeño tubo de vidrio con una abertura en la zona superior, y en la zona inferior es cerrado y cóncavo. Este hecho de un vidrio especial que resiste las temperaturas muy altas, sin embargo, los cambios de temperatura muy radicales pueden provocar el rompimiento de tubo.

Matraz: El matraz de laboratorio es un recipiente de forma cilíndrica o cónica, hecho a base de vidrio, cristal o plástico, terminado en un tubo estrecho o prolongado que sirve principalmente para contener un determinado líquido sin el riesgo de que se pueda verter.

Vidrio de reloj: Se conoce como vidrio de reloj o cristal de reloj a un instrumento de laboratorio diseñado como una lámina circular de vidrio transparente. Su forma es cóncava-convexa y su nombre proviene de su semejanza con el vidrio que recubría el rostro de los antiguos relojes de bolsillo.

Portaobjetos: Lamina de vidrio rectangular de color transparente utilizada para almacenar muestras y objetos con el fin de observarlas bajo el microscopio. Las dimensiones típicas de un portaobjeto son de 75mm x 25mm, sin embargo, están pueden variar dependiendo del tipo de objeto o muestra.

Crisoles: El crisol de porcelana es un material de laboratorio utilizado principalmente para calentar, fundir, quemar, y calcinar sustancias. La porcelana le permite resistir altas temperaturas.

Capsula de porcelana: La capsula de porcelana es un pequeño contenedor semiesférico con un pico en su costado. Este es utilizado para evaporar el exceso de solvente en una muestra. Las Capsulas de Porcelana existen en diferentes tamaños y formas, abarcando capacidades desde los 10 ml hasta los 100 ml.

Mortero con pistilo: El Mortero tiene como finalidad machacar o triturar sustancias sólidas. El Mortero posee un instrumento pequeño creado del mismo material llamado “Mano o Pilón” y es el encargado del triturado. Normalmente se encuentran hechos de Madera, Porcelana, Piedra y Mármol.

Gradilla: Una gradilla es un utensilio utilizado para dar soporte a los tubos de ensayos o tubos de muestras. Normalmente es utilizado para sostener y almacenar los tubos. Este se encuentra hecho de madera, plástico o metal.

Pinzas: Las pinzas de laboratorio son un tipo de sujeción ajustable, generalmente de metal, que forma parte del equipamiento de laboratorio, mediante la cual se pueden sustentar diferentes objetos de vidrio (embudos de laboratorio, buretas…) o realizar montajes más elaborados (aparato de destilación). Se sujetan mediante una doble nuez a un pie o soporte de laboratorio o, en caso de montajes más complejos (línea de Schlenk), a una armadura o rejilla fija.

Escobillones: Según el diámetro se utilizan luego de los experimentos de física, química o pruebas de laboratorio para lavar: tubos de ensayo, buretas, vasos de precipitado, erlenmeyer, etc…

Tripode: Se utiliza cuando no se tiene el soporte universal para sostener objetos con firmeza. Es ampliamente utilizado en varios experimentos. La finalidad que cumple en el laboratorio es solo una, ya que su principal uso es como herramienta de sostén a fin de evitar el movimiento. Sobre la plataforma del trípode se coloca una malla metálica para que la llama no dé directamente sobre el vidrio y se difunda mejor el calor.

matraz de destilación: El Balón de Destilación o Matraz de Destilación es un instrumento hecho de vidrio (Generalmente Pyrex), el cual puede soportar altas temperaturas. Este se compone de una base esférica, un cuello cilíndrico y una desembocadura lateral que se origina de este último.

Balón de base circular: El balón sin base, balón de destilación o matraz florentino forma parte del material de vidrio. Es un frasco de cuello largo y de cuerpo esférico. Está diseñado así para lograr el calentamiento uniforme de las sustancias. Está fabricado con vidrio o de plástico especial. Su base redondeada también permite agitar o remover el contenido sin derramas ninguna sustancia fuera del envase por precaución.

Pinzas o agarraderas: Permiten la sujeción de diversos aparatos en los montajes experimentales.

Espátula: Una espátula es una herramienta que consiste en una lámina plana de metal con agarradera o mango similar a un cuchillo con punta roma.

Soporte Universal: El pie universal o soporte universal es un elemento que se utiliza en laboratorio para realizar montajes con los materiales presentes en el laboratorio y obtener sistemas de medición o de diversas funciones como por ejemplo un equipo de destilación.

Está formado por una base o pie en forma de semicírculo o de rectángulo, y desde el centro de uno de los lados, tiene una varilla cilíndrica que sirve para sujetar otros elementos a través de doble nueces. A él se sujetan los recipientes que se necesitan para realizar los montajes experimentales.

Bureta: Son tubos de vidrio, calibrados, que suelen terminar en una llave. Se utilizan para medir líquidos. Por ejemplo, en las valoraciones. Hay otros tipos, como la de Mohr, que acaba con un tubo de goma que se cierra con una pinza, y la inglesa, que acaba con un remate especial.

Balanza: Las balanzas pueden ser de diferentes tipos. Las balanzas de dos platos suelen usarse para equilibrar el peso de las soluciones que van a ser sometidas a centrifugación. Por otro lado, existen las balanzas analíticas modernas electrónicas que pueden pesar sólidos con pesos menores al miligramo.

Termómetro: Son instrumentos que se utilizan en el laboratorio para medir la temperatura de los baños donde se va a realizar una reacción. Asimismo, sirven para conocer si el funcionamiento de las estufas es el deseado. Son instrumentos de vidrios que se usan para indicar la temperatura, pudiendo ser de alcohol o de mercurio.







 

















martes, 7 de junio de 2022

 Importancia de los Ácidos y bases en la vida cotidiana y en la industria. Propiedades y representación de los ácidos y las bases.

Aprendizajes Esperados>  Identifica ácidos y bases en materiales de uso cotidiano.

Identifica la formación de nuevas sustancias en reacciones ácido-base sencillas.

Explica las propiedades de los ácidos y las bases de acuerdo con el modelo de Arrhenius.

¿Qué son los ácidos y las bases?

Los ácidos y las bases son sustancias que existen en la naturaleza y que se distinguen por su nivel de pH, es decir, por su grado de acidez o alcalinidad. Ambos, sin embargo, suelen ser sustancias corrosivas, a menudo tóxicas, que sin embargo poseen numerosas aplicaciones industriales y humanas.

Un ácido es aquella sustancia química capaz de ceder protones (H+) a otra sustancia química. Una base es aquella sustancia química capaz de captar protones (H+) de otra sustancia química.

Ácidos. Sustancias con pH de 0 a 6.

Neutros. Sustancia con pH 7 (el agua).

 Bases / alcalinos. Sustancias con pH de 8 a 14
Tanto ácidos como bases pueden existir como líquidossólidos o gases. Por otro lado, pueden existir como sustancias puras o diluidas, conservando muchas de sus propiedades.

Ácidos

  • Presentan un sabor agrio (por ejemplo: ácido presente en diversos frutos cítricos).

  • Son altamente corrosivos, pueden generar quemaduras químicas en la piel o daños respiratorios si se inhalan sus gases.
  • Son buenos conductores de la electricidad en disoluciones acuosas.
  • Reaccionan con metales produciendo sales e hidrógeno.
  • Reaccionan con óxidos metálicos para formar sal y agua.

Bases

  • Presentan un sabor amargo característico.
  • Son buenos conductores de la electricidad en disoluciones acuosas.
  • Son irritantes de la piel: disuelven la grasa cutánea y pueden destruir por su efecto cáustico la materia orgánica. Su respiración también es peligrosa.
  • Poseen tacto jabonoso.
  • Son solubles en agua.


La presencia de los ácidos y las bases en nuestra vida diaria es abundante. Por ejemplo, en el interior de las baterías de nuestros aparatos electrónicos suele haber ácido sulfúrico. Por eso, cuando se estropean y se vierte su contenido dentro del aparato, reaccionan con el metal de los electrodos y crean una sal blancuzca.

También hay ácidos suaves que manejamos a diario, como el ácido acético (vinagre), el ácido acetilsalicílico (aspirina), el ácido ascórbico (vitamina C), el ácido carbónico (presente en gaseosas carbonatadas), el ácido cítrico (presente en las frutas cítricas), o el ácido clorhídrico (el jugo gástrico que nuestro estómago segrega para disolver la comida).

En cuanto a las bases, el bicarbonato de sodio es empleado para hornear, como desodorante y en diversos remedios contra la acidez estomacal. Otras bases de uso común son el carbonato de sodio (detergente), hipoclorito de sodio (cloro para limpiar), hidróxido de magnesio (laxante) y el hidróxido de calcio (la cal de construcción).

Indicadores de ácidos y bases

La forma de distinguir entre un compuesto ácido y uno básico es midiendo su valor de pH. En la actualidad existen numerosos métodos para medir el pH de una sustancia.

  • Usando indicadores ácido-base. Los indicadores son compuestos que cambian de color al cambiar el pH de la disolución en que se encuentren. Por ejemplo, la fenolftaleína es un líquido que toma color rosa si es añadido a una base y se torna incoloro si es añadido a un ácido. Otro ejemplo es el papel tornasol, que se sumerge en una disolución y si se torna rojo o anaranjado será una sustancia ácida y si se torna de un color oscuro será una solución básica.
  • Usando un potenciómetro o pH-metro. Existen equipos electrónicos que nos dan directamente el valor de pH de una solución.

Reacción de neutralización

La reacción de neutralización o (reacción ácido-base) es una reacción química que ocurre cuando se mezclan estos dos tipos de compuestos, obteniendo a cambio una sal y cierta cantidad de agua. Estas reacciones suelen ser exotérmicas (generan calor) y su nombre proviene del hecho de que las propiedades de ácido y de base se anulan.

Para clasificar las reacciones de neutralización, es importante conocer los tipos de ácidos y bases.

  • Ácido fuerte. Es un ácido que cuando está en solución acuosa se ioniza completamente, es decir, se transforma completamente en los iones que componen su molécula. Por ejemplo: HCl(ac), HBr(ac), H2SO4(ac).
  • Base fuerte. Es una base que cuando está en solución acuosa se ioniza completamente, es decir, se transforma completamente en los iones que componen su molécula. Por ejemplo: NaOH(ac), LiOH(ac), KOH(ac).
  • Ácido débil. Es un ácido que cuando está en solución acuosa se ioniza parcialmente, es decir, no se transforma completamente en los iones que componen su molécula. Por tanto, la concentración de iones en solución de este tipo de ácido es menor que en uno fuerte. Por ejemplo: el ácido cítrico, el ácido carbónico (H2CO3)
  • Base débil. Es una base que cuando está en solución acuosa se ioniza parcialmente. Es decir, NO se transforma completamente en los iones que componen su molécula. Por tanto, la concentración de iones en solución de este tipo de base es menor que en una fuerte. Por ejemplo: amoníaco (NH3), hidróxido de amonio (NH4OH)

Las reacciones de neutralización pueden darse de cuatro formas, dependiendo de las propiedades de sus reactivos:

  • Un ácido fuerte y una base fuerte. El reactivo más abundante quedará en disolución respecto del otro. El pH de la disolución resultante dependerá de cuál reactivo esté en mayor proporción.
                                          
  • Un ácido débil y una base fuerte. Se obtendrá una disolución de pH básico, la base permanecerá en la disolución.
                              
  • Un ácido fuerte y una base débil. Se neutraliza el ácido y permanecerá una proporción ácida en disolución, dependiendo del grado de concentración del ácido. El pH de la disolución resultante es ácido.
                                                     
  • Un ácido débil y una base débil. El resultado será ácido o básico dependiendo de las concentraciones de sus reactivos.


Ejemplos de ácidos y bases

Ácidos

    • Ácido clorhídrico (HCl)
    • Ácido sulfúrico (H2SO4)
    • Ácido nítrico (HNO3)
    • Ácido perclórico (HClO4)
    • Ácido fórmico (CH2O2)
    • Ácido brómico (HBrO3)
    • Ácido bórico (H3BO3)
    • Ácido acético (C2H4O2)
    • Ácido hipocloroso HClO
    • Ácido benzoico C6H5-COOH
    • Ácido propanoico C3H6O2
    • Ácido fórmico CH2O2
    • Ácido perclórico HClO4
    • Ácido brómico HBrO3
    • Ácido clorosulfúrico HSO3Cl
    • Ácido clorosulfónico ClHO3S/SO2(OH)Cl
    • Ácido clorosulfuroso
    • Ácido crómico H2CrO4
    • Ácido fluorhídrico HCl
    • Acido fosforoso H3PO4
    • Ácido hidrazoico HN3
    • Acido nitroso HNO2
    • Ácido perclórico HClO4
    • Ácido sulfuroso H2SO3
    • Ácido yodhídrico HI
    • Ácido hipofosforoso H3PO2
    • Ácido pirofosfórico H4P2O7
    • Ácido estanoso H2Sn02

Bases

  • Soda cáustica (NaOH)
  • Hidróxido de calcio (Ca(OH)2)
  • Amoníaco (NH3)
  • Bicarbonato de sodio (NaHCO3)
  • Hidróxido de potasio (KOH)
  • Hipoclorito de sodio (NaClO)
  • Fluoruro de calcio (CaF2)
  • Hidróxido de bario (Ba[OH]2)
  • Hidróxido de hierro (III) (Fe[OH]3)
  • Hidroxido de amonio NH4(OH)
  • Hidróxido de calcio Ca(OH)2
  • Hidroxido de litio Li(OH)
  • Hidróxido de estroncio Sr(OH)2
  • Hidróxido de aluminio Al(OH)3
  • Hidróxido ferroso Fe (OH)2
  • Hidróxido férrico Fe (OH)3
  • Hidróxido de rubidio RbOH
  • Hidróxido de cesio CsOH
  • Hidróxido de Bario Ba(OH)2

Aplicaciones de los ácidos y las bases

Las bases pueden utilizarse para la limpieza, como el jabón, por ejemplo.

Tanto bases como ácidos tienen numerosas aplicaciones industriales:

Ácidos. Sus propiedades corrosivas son usadas para eliminar la herrumbre y otras impurezas de las sustancias industriales (como los metales). Además, se utilizan en reacciones químicas que permiten la obtención de electricidad (como en el caso de las baterías). Además, forman parte de fertilizantes y son a menudo empleados como catalizadores en reacciones químicas controladas, para obtener productos específicos en laboratorio.

Bases. Se emplean a menudo como desecantes o productos para combatir la humedad ambiental, así como sustancias de limpieza y desinfección, tales como el jabón, el cloro de las piscinas, incluso el amoníaco. También se producen como fármacos para contrarrestar la acidez, como el bicarbonato de sodio, o purgantes como la leche de magnesia.


Nomenclatura de los ácidos.

Oxácidos. Son ácidos que contienen oxígeno, un no metal e hidrógeno. Para nombrarlos, se utilizan prefijos y sufijos que dependen de la cantidad de números de oxidación que tenga el no metal. Por ejemplo:

  • Si el no metal tiene cuatro números de oxidación:
    • Para el menor número de oxidación. Se escribe la palabra ‘ácido’ seguida del prefijo ‘hipo-’ de la palabra que se refiere al no metal, seguida del sufijo ‘-oso’. Por ejemplo: ácido hipocloroso (HClO), el cloro tiene número de oxidación 1+.
    • Para el número de oxidación siguiente. Se escribe la palabra ‘ácido’ seguida de la palabra que se refiere al no metal, seguida del sufijo ‘-oso’. Por ejemplo: ácido cloroso (HClO2), el cloro tiene número de oxidación 3+.
    • Para el número de oxidación que le sigue. Se escribe la palabra ‘ácido’ seguida de la palabra que se refiere al no metal, seguida del sufijo ‘-ico’. Por ejemplo: ácido clórico (HClO3), el cloro tiene número de oxidación 5+.
    • Para el mayor número de oxidación. Se escribe la palabra ‘ácido’ seguida del prefijo ‘per-’ de la palabra que se refiere al no metal, seguida del sufijo ‘-ico’. Por ejemplo: ácido perclórico (HClO4), el cloro tiene número de oxidación 7+.
  • Si el no metal tiene dos estados de oxidación:
    • Para el menor número de oxidación. Se escribe la palabra ‘ácido’ seguida de la palabra que se refiere al no metal, seguida del sufijo ‘-oso’. Por ejemplo: ácido sulfuroso (H2SO3), el azufre tiene número de oxidación 4+.
    • Para el mayor número de oxidación. Se escribe la palabra ‘ácido’ seguida de la palabra que refiere al no metal, seguida del sufijo ‘-ico’. Por ejemplo: ácido sulfúrico (H2SO4), el azufre tiene número de oxidación 6+.

Ácidos binarios o hidrácidos. Son ácidos compuestos por hidrógeno y un halógeno (F, Cl, Br, I) o un elemento del grupo VI A de la Tabla Periódica que sea distinto del oxígeno (S, Se, Te). Se nombran poniendo la palabra ‘ácido’ seguida de la palabra que se refiere al nombre del no metal, seguida del sufijo ‘-hídrico’. Se debe poner el subíndice (ac) en su fórmula, que significa que están en solución acuosa. Por ejemplo: ácido clorhídrico (HCl(ac)), ácido bromhídrico (HBr(ac)) y ácido sulfhídrico (H2S(ac)).

Nomenclatura de las bases

La mayoría de las bases suelen llamarse hidróxidos, haciendo alusión al grupo funcional hidroxilo (OH-) que estos compuestos presentan. Se nombran escribiendo la frase ‘hidróxido de’ seguida del nombre del metal, seguido del número de oxidación del metal en números romanos y entre paréntesis (en caso de que tenga más de un número de oxidación). Por ejemplo: hidróxido de sodio (NaOH), hidróxido de magnesio (Mg(OH)2), hidróxido de hierro (II) (Fe(OH)2) e hidróxido de hierro (III) (Fe(OH)3).

ejemplos de ácidos:

  1. Ácido Nítrico HNO3.- el ácido nítrico es un compuesto líquido que se obtiene de la mezcla de peróxido de nitrógeno y agua, es una sustancia altamente corrosiva y tóxica.
  2. Ácido Clorhídrico HCl.- el ácido clorhídrico (también llamado ácido muriático), es una disolución líquida del gas cloruro de hidrógeno, es un ácido corrosivo, este ácido se utiliza industrialmente, y también es el ácido que se encuentra en el sistema digestivo, siendo por medio de su acción corrosiva que se degradan mejor los alimentos.
  3. Ácido Fosfórico H3PO3.-El ácido fosfórico (también denominado ácido orto fosfórico), es un oxácido que cumple funciones biológicas en los organismos, se le puede obtener a partir del anhídrido carbónico.
  4. Ácido Cítrico C6H8O7.-Es el ácido que podemos encontrar en frutas como las naranjas, limones, toronjas, limas y demás, es comestible y tienen un sabor amargo.
  5. Ácido Sulfúrico H2SO4.- El ácido sulfúrico es un ácido muy corrosivo, que es utilizado en la industria en varias aplicaciones, se utiliza en la industria química para sintetizar otros ácidos, en la industria de refinación de metales, e incluso en la creación de fertilizantes.
  6. Ácido Bórico H3BO3.-el ácido bórico o ácido trixobórico, es usado como precursor de varios compuestos químicos, en la conservación de alimentos e inclusive como antiséptico.
  7. Ácido Acetil Salicílico C8H6O4.-El ácido acetilsalicílico (aspirina), es un ácido que es ampliamente utilizado como fármaco que gracias a las propiedades que posee, como aliviar el dolor, y bajar la temperatura corporal en los casos de fiebre, por lo que su uso está muy difundido.
  8. Ácido Acético C2H4O2.-Es un ácido que podemos encontrar en sustancias como el vinagre, su sabor es agrio.
  9. Ácido Láctico C3H6O3.- Es un ácido orgánico que podemos encontrar en sustancias como la leche, también es producido por los músculos al hacer esfuerzos grandes al ir metabolizando los carbohidratos, produciéndose este acido durante el proceso orgánico.
  10. Ácido ascórbico– el ácido ascórbico o vitamina C, es un ácido que se presenta en forma de cristales que pueden disolverse en agua, este posee un sabor amargo.

 

ejemplos de bases

  1. – Es un compuesto químico perteneciente al grupo de las bases o álcalis que es producido por varios tipos de plantas, como por ejemplo los chiles y otras variedades de pimientos, poseen un sabor picante y producen sensación de ardor cuando entran en contacto con las mucosas oculares o nasofaríngeas. 
  1. Hidróxido de sodio NaOH.- el hidróxido de sodio o sosa caustica es una base altamente corrosiva, que se utiliza en la industria en la elaboración de textiles, detergentes, papel, y otros materiales, así como para destapar drenajes en el ámbito casero, gracias a que esta sustancia disuelve con facilidad varias sustancias de origen orgánico, como la mayor parte de los desechos que transportan las tuberías de desagüe.
  1. Hidróxido de Potasio KOH.- El hidróxido de potasio o potasa cáustica es un compuesto de origen inorgánico que tiene varios usos industriales, pertenece al igual que la sosa cáustica, al grupo de bases fuertes.
  1. Amoniaco NH Es un compuesto químico que suele formarse de manera natural, posee un olor fuerte y desagradable, suele presentarse en forma gaseosa pero se disuelve fácilmente en agua.
  1. Bicarbonato de sodio NaHCO3.- Es un compuesto que toma la forma de cristales de color blanco y que son solubles en el agua, posee un ligero sabor alcalino levemente salado, se encuentra naturalmente en forma de mineral y también se produce artificialmente.
  1. Carbonato cálcico CaCO3.- Se encuentra en la naturaleza en forma de rocas, procedentes en la mayoría de formaciones pétreas de origen animal (conchas de animales extintos).
  1. Hpoclorito de sodio NaCIO.- El hipoclorito de sodio o lejía (cloro), es una base fuerte que se utiliza con frecuencia como producto de limpieza, como blanqueador y desinfectante.
  1. Hidróxido de magnesio Mg(OH)2.- El hidróxido de magnesio o Leche de magnesia, se le utiliza frecuentemente como laxante y anti ácido estomacal.
  1. Hidróxido de Cromo Cr(OH3).- El hidróxido de cromo es un polvo de coloración azul- verde (o partículas negruzcas), que suele usarse como pigmento.
  1. Hidruro de Sodio HNa.- Es una base fuerte que se utiliza en la industria química para desprotonizar, algunos ácidos débiles, y en la preparación de varios compuestos químicos como las cetonas.

 

lunes, 28 de febrero de 2022

Configuración Electrónica

 

Qué es la configuración electrónica

Configuración Electrónica

La configuración electrónica de una especie atómica (neutra o iónica) nos permite comprender la forma y energía de sus electrones. Se tienen en cuenta muchas reglas generales al asignar la «ubicación» del electrón a su estado energético prospectivo; sin embargo, estas asignaciones son arbitrarias y siempre es incierto qué electrón se está describiendo. Conocer la configuración electrónica de una especie nos permite comprender mejor su capacidad de unión, magnetismo y otras propiedades químicas.

La configuración electrónica es la notación estándar utilizada para describir la estructura electrónica de un átomo. Bajo la aproximación orbital, dejamos que cada electrón ocupe un orbital, que puede resolverse con una sola función de onda. Al hacerlo, obtenemos tres números cuánticos (n, l , m l ), que son los mismos que los obtenidos al resolver la ecuación de Schrodinger para el átomo de hidrógeno de Bohr. Por lo tanto, muchas de las reglas que usamos para describir la dirección del electrón en el átomo de hidrógeno también se pueden usar en sistemas que involucran múltiples electrones. Al asignar electrones a los orbitales, debemos seguir un conjunto de tres reglas: el principio de Aufbau, el principio de exclusión de Pauli y la regla de Hund.

La función de onda es la solución a la ecuación de Schrödinger. Al resolver la ecuación de Schrödinger para el átomo de hidrógeno, obtenemos tres números cuánticos, a saber, el número cuántico principal (n), el número cuántico de momento angular orbital ( l ) y el número cuántico magnético (m l ). Hay un cuarto número cuántico, llamado número cuántico magnético de espín (m s ), que no se obtiene al resolver la ecuación de Schrödinger. Juntos, estos cuatro números cuánticos se pueden usar para describir la ubicación de un electrón en el átomo de hidrógeno de Bohr. Estos números pueden considerarse como la "dirección" de un electrón en el átomo.

Notación

Para ayudar a describir la notación apropiada para la configuración electrónica, es mejor hacerlo mediante un ejemplo. Para este ejemplo, usaremos el átomo de yodo. Hay dos formas en las que se puede escribir la configuración electrónica:

I: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 5

 [Kr] 5s 2 4d 10 5p 5

En ambos tipos de notaciones, el orden de los niveles de energía debe escribirse mediante el aumento de energía, mostrando el número de electrones en cada subnivel como exponente. En la notación corta, coloca corchetes alrededor del elemento de gas noble precedente seguido de la configuración electrónica de la capa de valencia. La tabla periódica muestra que el kyrpton (Kr) es el gas noble anterior enumerado antes del yodo. La configuración de gas noble abarca los estados de energía más bajos que los electrones de la capa de valencia. Por lo tanto, en este caso [Kr] = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 .

 

 

Números cuánticos

Número cuántico principal (n)

El número cuántico principal n indica la capa o nivel de energía en el que se encuentra el electrón. El valor de n se puede ajustar entre 1 a n , donde n es el valor de la capa más externa que contiene un electrón. Este número cuántico solo puede ser positivo, distinto de cero y valores enteros. Es decir, n = 1,2,3,4, ..

Por ejemplo, un átomo de yodo tiene sus electrones más externos en el orbital 5p. Por lo tanto, el número cuántico principal para el yodo es 5.

Número cuántico de momento angular orbital ( l )

El número cuántico del momento angular orbital, l , indica la subcapa del electrón. También puede saber la forma del orbital atómico con este número cuántico. Una subcapa s corresponde a l = 0, una subcapa p = 1, una subcapa d = 2, una subcapa f = 3, y así sucesivamente. Este número cuántico solo puede ser valores positivos y enteros, aunque puede tomar un valor cero. En general, para cada valor de n, hay n valores de l . Además, el valor de l varía de 0 a n-1. Por ejemplo, si n = 3, l = 0,1,2.

Entonces, en lo que respecta al ejemplo usado anteriormente, los valores l de yodo para n = 5 son l = 0, 1, 2, 3, 4.

Número cuántico magnético (m l )

El número cuántico magnético, m l , representa los orbitales de una subcapa determinada. Para un l dado, m l puede oscilar entre -l y + l . Una subcapa p ( l = 1), por ejemplo, puede tener tres orbitales correspondientes am l = -1, 0, +1. En otras palabras, define los orbitales p x , p y y p z de la subcapa p. (Sin embargo, los números m l no corresponden necesariamente a un orbital dado. El hecho de que haya tres orbitales simplemente es indicativo de los tres orbitales de la subcapa p.) En general, para un l dado , hay 2 l+1 valores posibles para m l ; y en una capa principal n , hay 2 orbitales que se encuentran en ese nivel de energía.

Continuando con el ejemplo anterior, los valores m l de yodo son m l = -4, -3, -2, -1, 0 1, 2, 3, 4. Estos corresponden arbitrariamente a los 5s, 5p x , 5p y , 5p z , 4d 2 -y 2 , 4d 2 , 4d xy , 4d xz y 4d yz orbitales.

Número cuántico magnético de giro (m s )

El número cuántico magnético de espín solo puede tener un valor de +1/2 o -1/2. El valor de 1/2 es el número cuántico de espín, s, que describe el espín del electrón. Debido al giro del electrón, genera un campo magnético. En general, un electrón con am s = + 1/2 se llama electrón alfa, y uno con m s = -1 / 2 se llama electrón beta. No hay dos electrones emparejados que puedan tener el mismo valor de espín.

Sin embargo, de estos cuatro números cuánticos, Bohr postuló que solo el número cuántico principal, n, determina la energía del electrón. Por lo tanto, el orbital 3s ( l = 0) tiene la misma energía que los orbitales 3p ( l = 1) y 3d ( l = 2), independientemente de la diferencia en los valores l . Este postulado, sin embargo, es válido sólo para el átomo de hidrógeno de Bohr u otros átomos similares al hidrógeno.

Cuando se trata de sistemas de varios electrones, debemos considerar las interacciones electrón-electrón. Por lo tanto, el postulado descrito anteriormente se descompone en que la energía del electrón ahora está determinada por el número cuántico principal, n, y el número cuántico del momento angular orbital, l . Aunque la ecuación de Schrodinger para átomos de muchos electrones es extremadamente difícil de resolver matemáticamente, todavía podemos describir sus estructuras electrónicas a través de configuraciones electrónicas.






 





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