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UTN FRLP CATEDRA QUIMICA-INGENIERÍA en SISTEMAS
QUÍMICA GENERAL-INGENIERÍA MECÁNICA
http://www.frlp.utn.edu.ar/materias/qcasis
Prof: Ing. Susana Juanto Ay: Ing. Silvia M. Pastorino JTP: Qco. Rodolfo Iasi
“Uniones Químicas”
CONTENIDOS TEORICOS NECESARIOS
Tipos de Enlaces químicos. Propiedades de las sustancias en función del tipo de enlace. Estructura de Lewis.
OBJETIVO DE LA EXPERIENCIA
A través de la medida experimental de solubilidad y conductividad, interpretar el tipo de unión química.
Reconocer el tipo de enlace de acuerdo a las propiedades de las sustancias y su estado físico.
Por cálculo :Verificar el resultado de las medidas experimentales calculando la diferencia de electronegatividad.
FUNDAMENTO
Las uniones químicas primarias se refieren al enlace entre átomos.
Los átomos se unen porque siguen la tendencia a llegar al estado más estable- Existe una relación entre el tipo de unión y la configuración
electrónica externa de los átomos; al combinarse tienden a adquirir una configuración electrónica que les dé la mayor estabilidad
posible (la del gas noble más cercano en número atómico).
Las uniones químicas primarias se clasifican en enlace iónico, covalente o metálico. La propiedad periódica electronegatividad (ε) nos
permite predecir cuando se produce cada una de las situaciones mencionada; para caracterizar el tipo de enlace empleamos la
diferencia de electronegatividad (Δε).
Una forma de diferenciar experimentalmente el tipo de enlace, es de acuerdo a la conductividad (permitir el pasaje de corriente
eléctrica)
Enlace iónico (Δε >1,7 ) hay conductividad en solución, mediante iones.
Covalente (Δε <1,7 )No hay conductividad, puesto que no hay iones.
Metálico ( metales o sus aleaciones) la conducción es electrónica, debido a los electrones libres.
Una forma de verificar la conductividad es observar alguna reacción química causada por el pasaje de corriente: desprendimiento gaseoso,
formación de un depósito,etc. Mejor aún es medir la circulación de corriente en el circuito, empleando un amperímetro..
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Los enlaces entre moléculas constituyen las uniones químicas secundarias, y pueden ser covalentes polares, no polares y puente
de hidrógeno.
Determinan sobre todo la solubilidad: las sustancias con carga son solubles entre sí ( iónicas y covalentes polares) y las
sustancias sin carga son solubles entre sí (covalentes no polares).
Procedimiento
POR LO TANTO : PRIMERO PREPARAMOS UNA SOLUCION CON AGUA DESTILADA Y C/U DE LOS REACTIVOS.
EL AGUA ES COVALENTE POLAR. SI EL REACTIVO NO SE DISUELVE, ES COVALENTE NO POLAR.
SI EL REACTIVO SE DISUELVE, PUEDE SER COVALENTE POLAR O IÓNICO: CLASIFICAREMOS EL ENLACE CON AYUDA
DE LA CONDUCTIVIDAD: SI LA SOLUCIÓN ES CONDUCTORA, EL REACTIVO ES IÓNICO; CASO CONTRARIO, ES
COVALENTE POLAR.
Materiales
Reactivos
8 Vasos de precipitado (50 ml)
1 Pila de 9V
Agua destilada
3 Alambrecitos de cobre
Cloruro de Sodio
2 Cristalizador chico
Cloruro de Potasio
1 mutímetro (tester)
Sacarosa (azúcar)
1medidor de conductividad
Etanol 98ª (alcohol)
1 Piseta
Agua de la canilla
1 Vaso precipitado (400) ml
Sulfato de cobre
3 Vidrio de reloj
n-heptano
3 cucharitas
Servilleta de papel
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dispositivo 1 en su versión más simple,
Y circuito armado con multímetro en serie
para medir corriente:
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Experiencia A:
Adosar un alambre de cobre a cada borne de la batería de 9 volt de modo que queden un 10 cm libres y aprox. 1
cm descubierto, de aquí en más lo llamaremos dispositivo 1.
Colocar 30 ml de agua destilada en un vaso de precipitado (50 ml), identificarlo. Conectar el dispositivo 1.
Observar unos minutos e interpretar.
Colocar 30 ml de agua de la canilla en un vaso de precipitado (50 ml), identificarlo. Conectar el dispositivo 1.
Observar unos minutos e interpretar.
Colocar ½ cucharita de Cloruro de Sodio NaCl en un vaso de precipitado (50 ml) y agregarle 30 ml de agua
destilada. Conectar el dispositivo 1. Observar unos minutos e interpretar.
Colocar ½ cucharita de Cloruro de potasio KCl en un vaso de precipitado (50ml) y agregarle 30 ml de agua
destilada. Conectar el dispositivo 1. Observar unos minutos e interpretar.
Colocar ½ cucharita de azúcar (sacarosa) en un vaso de precipitado (50ml) y agregarle 30 ml de agua destilada.
Conectar el dispositivo 1. Observar unos minutos e interpretar.
Colocar 30 ml de etanol(CH3-CH2OH) 98ª en un vaso de precipitado (50 ml), identificarlo. Conectar el dispositivo
1. Observar unos minutos e interpretar.
Colocar 30 ml de n- hexano en un vaso de precipitado (50 ml), identificarlo. Conectar el dispositivo 1. Observar
unos minutos e interpretar.
Completar la tablas de resultados (ítem VI).
En el vaso con NaCl realizar dos experiencias más:
a)Variar el área sumergida de los electrodos y observar que sucede con la corriente.
b)Agregar más NaCl y observar la corriente antes y después del agregado.
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Experiencia B:
Agregar una capa de NaCl (3 cucharitas) en el vidrio de reloj. Conectar el dispositivo 1. Indicar si hay circulación de corriente,
interpretar.
Agregar una capa de KCl (3 cucharitas) en el vidrio de reloj. Conectar el dispositivo 1. Indicar si hay circulación de corriente,
interpretar.
Agregar una capa de azúcar (sacarosa) (3 cucharitas) en el vidrio de reloj. Conectar el dispositivo 1. Indicar si hay circulación de
corriente, interpretar.
Completar la tabla de resultados (ítem VI).
PARA MEDIR LA CIRCULACION DE CORRIENTE ES NECESARIO CONECTAR UN MULTIMETRO EN SERIE.
Experiencia C:
Medir la conductividad en cada vaso de precipitado de la experiencia A. Completar la tabla de resultados del siguiente ítem .
PARA MEDIR LA CONDUCTIVIDAD SE EMPLEA UN CONDUCTÍMETRO, INTRODUCIENDO EL SENSOR EN LA SOLUCIÓN.
LA UNIDAD DE CONDUCTIVIDAD ES EL MHO (O SIEMMENS), INVERSA DEL OHM
Según la ley de Ohm, cuando se mantiene una diferencia de potencial (E), entre dos puntos de un conductor, por éste circula una
corriente eléctrica directamente proporcional al voltaje aplicado (E) e inversamente proporcional a la resistencia del conductor (R).
I=E/R
En disoluciones acuosas, la resistencia es directamente proporcional a la distancia entre electrodos (l) e inversamente proporcional a
su área (A): R= r·l/A
Donde r se denomina resistividad específica, con unidades ohm.cm, siendo su inversa (1/r) , la llamada conductividad específica (k),
con unidades mho/cm (mho, viene de ohm, unidad de resistencia, escrito al revés).
Observe que en nuestro caso empleamos siempre la misma diferencia de potencial (9 v de la pila), por lo tanto la corriente es
directamente proporcional a la conductividad de la solución.
Nota aclaratoria: la conductividad es una propiedad extensiva, para poder comparar deberíamos hacerlo con concentraciones
equivalentes de sustancia. Sin embargo, dados los objetivos de este trabajo de laboratorio, la medida de conductividad es meramente
cualitativa.
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La medida de conductividad se realiza con un conductímetro Hanna( azul) , mientras
que el pasaje de corriente se mide en serie, con un multímetro (negro).
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PARA DETERMINAR EXPERIMENTALMENTE EL TIPO DE
ENLACE, TENGA EN CUENTA LAS SIGUIENTES
CONSIDERACIONES:
Dada una sustancia
SI
¿ES SOLUBLE EN AGUA?
SI
¿LA SOLUCIÓN
CONDUCE LA
ELECTRICIDAD?
NO
NO
ES IÓNICA
ES COVALENTE NO POLAR
Y LUEGO COMPARE EL TIPO DE ENLACE DETERMINADO EXPERIMENTALMENTE CON EL TIPO DE ENLACE
QUE PREDICE EL CÁLCULO.
OBSERVE QUE EN EL CASO DE SUSTANCIAS CUYOS Δε SON CERCANOS A VALORES QUE SEPARAN UN
TIPO DE ENLACE DE OTRO, ES DETERMINANTE LA MEDIDA EXPERIMENTAL.
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ES
COVALENTE
POLAR
VI.RESULTADOS
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Solubilidad
en
agua (SI/NO)
H20 destilada
Agua canilla
H20 + NaCl
H20 + KCl
H20 + sacarosa
Etanol
n-Heptano
NaCl (sólido)
KCl (sólido)
Sacarosa
Sulfato de cobre
Punto
fusión*
Cálculo de Δε
Conductividad
Tipo de enlace
Sustancia
Acetona
Agua
Punto de fusión ºC
-94,6
0
Amoníaco
-77,7
Cloruro de
potasio
790
Cloruro de
sodio
800,4
Dióxido de
azufre
-75,5
Etanol
-114,3
n- hexano
-94
Oxido cuproso
1235
Oxido de bario
1923
Sacarosa
Sacarosa (azúcar común)
Fórmula molecular C12H22O11
185,85
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CUESTIONARIO
a)¿Qué relación observa entre la conductividad y el tipo de enlace? ) observando las solubilidades,
particularmente NaCl y n-hexano en agua?
b)¿Qué es la conductividad?¿De que depende? (describa que sucedió al variar el área sumergida de
electrodo, y al variar la concentración de una sustancia iónica)
c)Relación con Física: el multímetro se conectó en serie o en paralelo?¿porqué? ¿Qué se mediría en
cada caso? Esquematice el circuito empleado.
d)Escriba las estructuras de Lewis de: H2O, NaCl, KCl, CH3CH2OH (etanol).
e)¿Qué relación observa entre el punto de fusión y el tipo de enlace?
f)Explique los resultados de conductividad hallados para:
H20 + NaCl y NaCl sólido
H20 + KCl
y KCl sólido
g) Dé ejemplos que casos donde es útil la medida de conductividad, fundamentandolo,
consultando las páginas web recomendadas al pié
h)Dentro del término "Aguas de proceso" se engloban aguas de calderas, agua de refrigeración, para
cambiadores de calor y motores, disolución de productos químicos, etc..
Explique que tratamiento (descríbalo brevemente) se requiere según la calidad de agua pretendida,con ayuda
de la página http://www.lenntech.es
Páginas donde encontrar aplicaciones de la medida de conductividad
http://www.sadelplata.org.ar/articulos/groel_060910.html
http://www.infoagro.com/riegos/fundamentos_conductividad.htm
http://www.lenntech.es
AGRADECIMIENTOS: CONDUCTÍMETROS Y MULTÍMETROS FUERON
ADQUIRIDOS GRACIAS AL PROMEI.
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