Oxigeno componente activo en el aire (sintesis)

Reaccciones de oxígeno:

El oxígeno es el elemento más abundante en el planeta Tierra, es componente activo del aire, se encuentra presente en el agua y como óxidos con otros elementos. Reacciona tanto con metales como con no metales y, entre los no metales es el segundo en reactividad química, después del flúor.

Existen dos alótropos del oxígeno, el más común es la molécula diatómica O₂, el otro es el ozono que es una molécula triatómica, O₃.

Todo fenómeno químico puede ser representado a través de una ecuación química , que nos muestra los cambios que se llevan a cabo, así podemos describir las variaciones que se realizan cuando se oxidan los elementos metálicos y no metálicos en presencia de oxígeno y con el auxilio de la energía calorífica.

Reaccionaes con metales ejemplo:

O2+2Mg----- 2MgO

Reacciones con no metales:

2C+O2----- (CO) 2

Ejercicio:

Reacciones de óxido con agua:
En el caso de los óxidos metálicos cuando interactúan con agua forman hidróxidos. Retomando el ejemplo del magnesio, se observa lo siguiente.
El óxido de magnesio en presencia de agua forma el hidróxido de magnesio:

Ejemplo:

Mg2(HO)-1-------Mg(HO)2

Los óxidos no metálicos en presencia de agua forman ácidos del tipo oxiácido.
Ejemplo:

CO2+H2O------H2CO3
Ejersicio2:






Reglas de nomenclatura:
La nomenclatura química es un conjunto de reglas que se aplican para nombrar y representar con símbolos y fórmulas a los elementos y compuestos químicos.

Oxidos metalicos:
Resultan de la combinación del oxígeno con metales y al reaccionar con el agua producen bases.
Metal+Oxigeno-----Oxido metalico o basico

Etock
Cuando el metal presenta más de una valencia se nombran con la palabra genérica óxido seguida de la preposición de y después el nombre del metal, escribiendo entre paréntesis con número romano el valor de la valencia, por ejemplo:




Nomenclatura Normal
Estos mismos compuestos se pueden nombrar con la palabra genérica óxido seguida del nombre del metal con el sufijo oso para el valor menor de la valencia y con el sufijo ico cuando el valor de su valencia es mayor



La IUPAC determina que estos compuestos se nombran a partir de la cantidad de elementos que los constituyen


Oxidos Acidos:
no metal + Oxigeno----- Acido, oxido o anihidrico

Se nombra con la palabra óxido seguida de la preposición de, a continuación el nombre del no metal expresando con número romano el valor de la valencia con la que interactuó con el oxígeno


 Nomenclatura Clasica:
Este mismo tipo de compuestos, también se pueden nombrar con la palabra genérica anhídrido seguida del nombre del no metal con el sufijo oso para el valor de la menor valencia e ico para el valor de la mayor valencia


Cuando el no metal presenta más de dos valencias como es el caso del cloro se conservan los sufijos de la regla anterior y se utilizan además: el prefijo hipo


















IUPAC
Este tipo de compuestos se nombran a partir de la cantidad de elementos que constituyan a su representación simbólica, empleando las raíces griegas de los números correspondientes




Hidroxidos:
Metal+oxigeno-----oxido de metal o base+ agua--- base o hidroxido

stock:
Cuando ya se tiene un óxido metálico, al combinarse con agua forma un hidróxido, también conocido comobase,

Clasica:
Se conserva la misma nomenclatura para nombrar a los compuestos derivados de los óxidos metálicos formando los hidróxidos correspondientes y también se conservan los sufijos “oso” para el valor menor de la valencia e “ico” para el valor mayor

Iupac
Se conserva la misma nomenclatura, es decir, considerando la cantidad de elementos que constituyen el compuesto


Acidos:
Nomenclatura Stock:
Se nombra al no metal con el sufijo ato, seguida del valor de la valencia del no metal y por último se agrega de hidrógeno.



Nomenclatura Clasica:

Si observas, cuando los óxidos no metálicos se combinan con agua por síntesis o adición forman su ácido correspondiente, derivando su nombre del anhídrido del cual provenían, se pierde la palabra anhídrido, se cambia por ácido y conserva el nombre del anhídrido originario.
 

Nomenclatura IUPAC

Se conserva la misma nomenclatura, es decir, considerando la cantidad de elementos que constituyen el compuesto





 El balanceo consiste en igualar el número de átomos de cada elemento tanto en los reactivos como en los productos, y sirve para verificar la Ley de la Conservación de la Materia (La materia no se crea ni se destruye solo se transforma).
Para escribir y balancear una ecuación química de manera correcta, es necesario tener presente las siguientes recomendaciones:

Revisar que la ecuación química esté completa y correctamente escrita.
Observar si se encuentra balanceada.
Balancear primero los metales, los no metales y al final el oxígeno y el hidrógeno presentes en la ecuación química.
Escribir los números requeridos como coeficiente al inicio de cada compuesto.
Contar el número de átomos multiplicando el coeficiente con los respectivos subíndices de las fórmulas y sumar los átomos que estén de un mismo lado de la ecuación.
Verificar el balanceo final y reajustar si es necesario.

Bibliografía

Libros

Ayluardo, B. (1999). Fundamentos de química. México: McGraw-Hill.
Brown, T. et al. (1993). Química. La ciencia central. México: Prentice-Hall.
Castillejos, A. (2005). Conocimientos fundamentales de química. México:Pearson-UNAM.
Espriella, A. (2009). Química básica. Un enfoque natural y significativo hacia el cambio conceptual.  México: Espriella- Magdaleno.
García, J. y Ortega, F. (2004). Periodicidad Química. México: Trillas.
García, M. et. al. (1992). Química. México: Publicaciones Cultural.
García, P. et. al.  (2009). Guía didáctica para el profesor de Química I. UNAM-CCH, México.
Garritz A. y Chamizo, J. (1994). Química. México: Addiso-Wisley.
Phillips, J. Strozac, V., Wistrom, C. (2000). Química, conceptos y aplicaciones. México: McGraw-Hill

Modelos atomicos

Modelo atómico de Thomson 

Descubrimiento del electrón (descubierto en el año 1897; en 1898 Thomson propuso un modelo atómico, que tomaba en cuenta la existencia de dicha partícula subatómica.

Thomson suponía que los electrones se distribuía de una forma uniforme alrededor del átomo, conocido este modelo como Pastel de pasas, es la teoría de estructura atómica, Thomson  descubre el electrón antes que se descubrirse el protón  y el neutrón..

Si observamos este modelo, veremos que el átomo se compone por electrones de carga negativa  en el átomo positivo, tal se aprecia en el modelo de pasas de budín.

Pensaba que los electrones, distribuidos uniformemente alrededor del átomo, en distintas ocasiones, en vez de una sopa de las cargas positivas, se postulaba con una nube de carga positiva, en 1906 Thomson fue premiado con el novel de física por este descubrimiento.

Si pensamos que el átomo no deja de ser un sistema material, con una cierta energía interna, es por eso que esta energía provoca un grado de vibración de los electrones contenidos que contiene su estructura atómica, si se enfoca desde este punto de vista elmodelo atómico de Thomson se puede afirmar que es muy dinámico por consecuencia de la gran movilidad de los electrones en el “seno” de la mencionada estructura.

Para lograr una interpretación del modelo atómico desde un ángulo microscópico, entonces se puede definir como una estructura estática, ya que los mismos se encuentran atrapados dentro del “seno” de la masa que define la carga positiva del átomo.

Veamos el modelo de una forma simple, el modelo de Thomson era parecido a un pastel de Frutas: los electrones estaban incrustados en una masa esférica de carga positiva,

La carga negativa del electrón era la misma que la carga positiva de la esfera, es por esto que se deduce que el átomo era neutro,

Thomson: también explicó  la forma de los iones, tanto positivos como negativos

Modelo atomico de Rutherford:

Rutherford, basándose en los resultados obtenidos en sus experimentos de bombardeo de láminas delgadas de metales, estableció el llamado modelo atómico de Rutherford o modelo atómico nuclear. El átomo está formado por dos partes: núcleo y corteza. El núcleo es la parte central, de tamaño muy pequeño, donde se encuentra toda la carga positiva y, prácticamente, toda la masa del átomo. Esta carga positiva del núcleo, en la experiencia de la lámina de oro, es la responsable de la desviación de las partículas alfa (también con carga positiva). La corteza es casi un espacio vacío, inmenso en relación con las dimensiones del núcleo. Eso explica que la mayor parte de las partículas alfa atraviesan la lámina de oro sin desviarse. Aquí se encuentran los electrones con masa muy pequeña y carga negativa. Como en un diminuto sistema solar, los electrones giran alrededor del núcleo, igual que los planetas alrededor del Sol. Los electrones están ligados al núcleo por la atracción eléctrica entre cargas de signo contrario.

Modelo atómico de Bohr:

Bohr unió la idea de átomo nuclear de Rutherford con las ideas de una nueva rama de la Ciencia: la Física Cuántica. Así, en 1913 formuló una hipótesis sobre la estructura atómica en la que estableció tres postulados:
¤ El electrón no puede girar en cualquier órbita, sino sólo en un cierto número de órbitas estables. En el modelo de Rutherford se aceptaba un número infinito de órbitas.
¤ Cuando el electrón gira en estas órbitas no emite energía.
¤ Cuando un átomo estable sufre una interacción, como puede ser el imapacto de un electrón o el choque con otro átomo, uno de sus electrones puede pasar a otra órbita estable o ser arrancado del átomo.

El átomo de hidrógeno según el modelo atómico de Bohr

¤ El átomo de hidrógeno tiene un núcleo con un protón.

¤ El átomo de hidrógeno tiene un electrón que está girando en la primera órbita alrededor del núcleo. Esta órbita es la de menor energía.

¤ Si se le comunica energía a este electrón, saltará desde la primera órbita a otra de mayor energía. cuando regrese a la primera órbita emitirá energía en forma de radiación luminosa.

Modelo atómico de Dalthon:

Introduce la idea de la discontinuidad de la materia, es decir, ésta es la primera teoría científica que considera que la materia está dividida en átomos (dejando aparte a precursores de la Antigüedad como Demócrito y Leucipo, cuyas afirmaciones no se apoyaban en ningún experimento riguroso).

  Los postulados básicos de esta teoría atómica son: 

1. La materia está dividida en unas partículas indivisibles e inalterables, que se denominan átomos.

2. Todos los átomos de un mismo elemento son idénticos entre sí (presentan igual masa e iguales propiedades).

3. Los átomos de distintos elementos tienen distinta masa y distintas propiedades.

4. Los compuestos se forman cuando los átomos se unen entre sí, en una relación constante y sencilla.

 

    Las insuficiencias del modelo son las siguientes: 

1. Se sabe que los átomos sí pueden dividirse y alterarse.

Reporte de laboratorio

Objetivo: Determinar  que tipo de reacción presentan la mezcla de los siguientes materiales

Hipótesis: Los tipos de reacciones se dividen en 2 Exotermicas y endotermicas por lo tanto se pueden distinguir una de otra atravez de la temperatura.

Materiales:

1. Hidoxido de sodio
2. Yodo
3. Zinc
4. Nitrato de Amonio

Procedimiento: Primero llenamos la probeta a 1/4 con agua destilada y después medimos la temperatura.



Despues agregamos una lenteja de Hidroxido de sodio, la disolvemos y medimos la temperatura

En la segunda reaccion agregamos  2 ml de agua destilada y 1 ml de acido clorhidrico concentrado y medimos la temperatura final

Despues combinamos estas dos reacciones y medimos su temperatura

En la 4 reaccion utilizaremos 1g de nitrato de amonio en un tubo de ensayo y agregaremos 10ml de agua destilada y tomamos su temperatura

Finalmente  en otro tubo de ensayo agregamos .5 gramos de Zinc en polvo y .5 de yodo y dos gotas de agua.






Conclucion: Las reacciones Exotermicas liberan energía en forma de calor cuando la temperatura final es mayor a la inicial es una reaccion exotermica por otro lado la reacción endotermica necesita calor lo que significa que si la temperatura final es menor a la inicial es endotermica.

Desomposicion de H2O

Objetivo: Separar el compuesto H2O en  sus elementos diferentes.
Hipótesis: La electrolisis es el proceso por el cual podemos separar los elementos del H2O.

Materiales:
solución de H2O  con un catalizador para acelerar el proceso
2 probetas
Sistema eléctrico
2 Grafitos del mismo tamaño

En esta imagen podemos observar el sistema con el cual  proporcionaremos la energía necesaria para separar al compuesto













Procedimiento:  Dentro de la solución de  agua  se llenan  las dos probetas de H2O  y dentro de ellas también se colocan los caimanes con el grafito para comenzar con el proceso de electrolisis  y  así poder separa los 2 componentes.

Aquí  se puede ver  como se  separa el compuesto en elementos diferentes  y  la posición es esa por las dencidades













Observaciones: Se puede apreciar que este proceso es muy tardado a causa de la potencia de las pilas  que utilizamos (aproximadamente de 9V). Dentro de la probeta se puede observar el proceso  el hidrógeno y  el oxigeno quedan en  la parte de arriba de las dos probetas.

Conclusión: La Electrólisis consiste en la descomposición mediante una corriente eléctrica de sustancias ionizadas denominadas electrolitos y el tiempo de este proceso tardara en realizarse dependiendo  de los volts de las pilas.

Separación de mezcla heterogenea

Objetivo:Lograr  separar una mezcla homogénea mediante los conocimientos  de algunos métodos de separación y separa cada uno de las sustancias.

Hipótesis: Para separar una separación de mezcla de tipo homogénea de fase liquida(solubles e insolubles)  y solida  tendríamos que utilizar los métodos de decantacion, por las densidades de los sólidos  y  decantar y destilar para los líquidos.





Mezcla heterogénea: Aquella  mezcla en la cual se distinguen mas de una fase.

Mezcla:

• 2 faces liquida y solida
• 5 sustancias

Mezcla heterogénea:

Fase liquida:

• agua destilada
• Aceite
• Alohol

Fase solida:

• Arroz
• Lentejas

       Procedimiento

La  mezcla final de estas 5 sustancia quedo así:

Después se comenzó  con el proceso de separación  comenzando por  la decantación:

 Para así poder separa las fases liquidas de las solidas.

Con este método separamos  las 2 diferentes fases, liquida-solida.

Después  volvimos a utilizar el método de la decantacion  para  separa  las 2 faces liquidas de diferentes densidades

.

Al terminar  con este método  ya teníamos un liquido totalmente separado  por su densidad   pero  faltaba separa el agua del alcohol por lo que empleamos el método de la destilazion que consiste o se basa en los puntos de ebullición de cada sustancia en este caso el agua y el alcohol

Comenzando con la destilacion:

Con este método lo que pudimos observar fue que el punto de ebullición del alcohol es mayor que el del agua por lo cual  pudimos separarlo del agua.

          Observaciones

Los métodos de separación dependen de cada uno de los componentes de las mezclas, y por lo tanto en  sus principales componentes,  principalmente.

           

Tabla de datos:

aceite: separado gracias a su densidad distinta a la del agua

Alcohol:  su punto de ebullición es de aproximadamente de 70 C  en una duración de 10 min. para evaporar toda la sustancia

Agua: Comenzó a evaporarse en aproximadamente  90C  y su duración fue de 10 min

Conclucion

EL alcohol presenta un punto menor de ebullición menor a la del agua por lo cual su punto de ebullición es de  70C  y se evapora antes que el agua, y el aceite presenta  menor densidad de agua por lo cual se utilizo la decantacion.