Nociones Basicas de Quimica
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3) 5) 7) 9) 11) 13)
log2 32 = y log7 2.401 = y log7 343 = y log16 x = 0,25 loga 64 = 2 loga 625 = 4
4) 6) 8) 10) 12) 14)
log3 81 = y log4 x = 3 log25 x = 0,5 log81 x = 0,25 loga 27 = 3 loga 2 = 2
12.3 Logaritmos decimales o logaritmos ordinariosSe llaman logaritmos decimales u ordinarios o de Briggs a los logaritmos de base 10. Se llaman ordinarios porque son los que se utilizan comnmente. Otro sistema de logaritmos, muy utilizado en Matemtica superior, es el sistema de logaritmos neperianos o hiperblicos o incluso naturales, creado por John Napier, el matemtico escocs introductor de los logaritmos. l les atribuye como base el siguiente nmero: e = 2,7182818284590...........
CAPTULO 2
NOCIONES DE QUMICA
130
1.
CONCEPTO
La ciencia qumica es una ciencia experimental que estudia distintos tipos de materia (las sustancias) desde los siguientes puntos de vista: a) sus propiedades (lo cual permite identificarlas); b) su formacin; c) su composicin; d) las transformaciones que las sustancias pueden sufrir y las leyes que rigen estas modificaciones.
2.
CLASIFICACIN
Como toda ciencia, la ciencia qumica puede dividirse en distintos campos que son los siguientes:Estudia los conceptos fundamentales de la estructura de la materia, los fenmenos qumicos en general y las reglas de escritura y nomenclatura. Orgnica: estudia todos los compuestos que poseen tomos de carbono en su estructura. Inorgnica: estudia las sustancias que no poseen tomos de carbono en su estructura. 133
General Ciencia qumica
Pura Descriptiva
Cualitativa: estudia y aplica mtodos que permiten examinar cules son los elementos que componen la sustancia o las sustancias de una mezcla. Pura Analtica Cuantitativa: estudia la cantidad o porcentaje de los elementos qumicos en una sustancia o la cantidad de sustancias que hay en una mezcla.
productos qumicos tcnicos, industriales o comerciales no son puras y estn destinadas a fines industriales, al tratamiento de agua, etctera. Por ejemplo, la soda custica, el cloruro de sodio (generalmente, comprados a granel) y los productos que generalmente se utilizan en los laboratorios, con fines analticos. Por lo tanto, el qumico debe saber emplear unos y otros.
Ciencia qumica
3.3
Muestra
Fisicoqumica: estudia los fenmenos relacionados con la qumica y la fsica. Aplicada: fue abordada primero para obtener ventajas econmicas; luego, para fines industriales.
Se llama muestra a una porcin de materia que se considera separada del universo que es objeto de estudio.
3.4
Soluciones
3. 3.1
CONCEPTO Y CLASIFICACIN DE LA MATERIA Materia
Son mezclas homogneas de sustancias simples o compuestas cuyos constituyentes son imposibles de separar mecnicamente y cuya composicin puede variar de manera continua dentro de ciertos lmites. Por ejemplo, la sal diluida en agua, el sulfato de aluminio diluido en agua, el latn, etctera.
La materia es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio, tiene cuerpo y no puede alterar su estado de reposo o movimiento por s solo. Por ejemplo, el agua, la madera, el fierro, el papel, etctera.
4.
3.2
Sustancia
SMBOLOS, NOMBRES Y NMEROS ATMICOS DE LOS ELEMENTOS QUMICOS (SUSTANCIAS SIMPLES)
Es una especie de materia definida y determinada. Por ejemplo, el agua, la sal de cocina, el azcar, etctera. Observacin: segn el tratamiento que reciba, la materia puede ser o no ser pura. Las sustancias que se encuentran en el mercado como134
Los elementos qumicos han recibido el nombre de su descubridor, una denominacin arbitraria por lo general relacionada con alguna particularidad referente a su descubrimiento, a alguna de sus propiedades caractersticas o incluso en homenaje a una persona o en celebracin de algn acontecimiento.135
4.1
Smbolo
5.1
Ncleo
Para cada elemento se design un smbolo grfico representativo que corresponde a la primera letra (mayscula) de su nombre y cuando es necesario, otra letra (minscula) de su denominacin. (Observe la tabla de elementos qumicos.)
Es la parte central del tomo, en la cual se encuentran las partculas denominadas protones y neutrones.
5.2
Nube atmica
5.
NOCIONES SOBRE EL TOMO
El tomo (de la palabra griega equivalente a indivisible) es la menor partcula imaginable de un elemento qumico, indivisible por procesos fsicos y qumicos, susceptible de alguna reaccin. A pesar de que el tomo es una partcula de dimensiones extremadamente reducidas, presenta una estructura bastante compleja. Est constituido por una serie de partculas de caractersticas distintas. Para el estudio de la qumica nos interesan, por el momento, las tres siguientes:MASA MECNICA PROPORCIONAL
Es la parte que rodea al ncleo y en la cual gravitan las partculas llamadas electrones. El dimetro del ncleo atmico es por lo menos 10.000 veces menor que el dimetro total del tomo y en l se encuentra casi la totalidad de la masa del tomo. La nube atmica est constituida por capas electrnicas u rbitas electrnicas cuyo nmero puede variar de 1 a 7 y que convencionalmente se designan con las letras K, L, M, N, O, P y Q. Figura 1
PARTCULAS
LOCALIZACIN
CARGAELCTRICA
REPRESENTACIN + op on - oe
Protones Neutrones Electrones
Ncleo atmico Ncleo atmico Nube atmica 1+
1 1 1.840
Positiva Cero Negativa
1 1.840
La distribucin de los electrones en las distintas capas electrnicas u rbitas puede explicarse de una manera ms sencilla con el postulado de Bohr. a) El lmite mximo de electrones en las distintas capas electrnicas y en cada una de ellas es el siguiente:137
Todo tomo est constituido por dos partes caractersticas, denominadas ncleo y nube atmica:136
Figura 2K = 2e L = 8e M = 18e N = 32e O = 32e P = 18e Q = 8e
siempre igual al nmero de electrones, recibe el nombre de nmero atmico. NA = n. atmico = n. de protones = n.de electrones El nmero de la masa del tomo de un elemento es la suma del nmero de protones con el nmero de neutrones. NM = n. de masa = n. de protones + n. de neutrones Cuando se conocen los valores correspondientes a los nmeros atmicos y al nmero de la masa de los tomos que conforman los elementos, es posible representar dichos tomos. Ejemplos: Hidrgeno H NA = 1 NM = 1 Oxgeno NA = 8 O NM = 16 Aluminio NA = 13 A1 NM = 27
b) La ltima capa electrnica de cualquier tomo, en cualquiera de las capas (a excepcin de las capas K y L), podr tener un mximo de ocho electrones. c) La penltima capa electrnica de cualquier tomo (a excepcin de las capas K y L) admitir un mximo de 18 electrones. d) Para los tomos que tengan ms de tres capas electrnicas, si la penltima capa no est completa (es decir, con 18 electrones), la ltima capa electrnica tendr un mximo de dos electrones. e) Para los tomos que tengan ms de cinco capas electrnicas, si la antepenltima capa no est completa (es decir, con 32 electrones), la penltima capa tendr un mximo de diez electrones. Nota: la tabla de clasificacin peridica de los elementos proporciona tambin el nmero de electrones de cada capa.
Ilustracin: Figura 3
1p
- - 8p 8n
-
6.
NMERO ATMICO Y NMERO DE MASAH
- - O
- 13 p 14 n - - - - - Al
- - -
Los tomos de los elementos se caracterizan por sus nmeros atmicos. Se sabe que el tomo es una partcula elctricamente neutra, pues el nmero de partculas positivas (protones) es necesariamente igual al de partculas negativas (electrones). El nmero de protones, que es138
Ejercicio: Ilustre los tomos de todos los elementos de la tabla.139
6.1
Masa atmica
c) Metales: son los elementos colocados en la tabla a la izquierda de los semimetales. d) Gases nobles o raros (fila 0 de la tabla): son aquellos que siempre tienen la ltima capa electrnica completa; es decir, ocho electrones. Observacin: el elemento H (hidrgeno) ocupa un lugar separado.
Es un nmero que indica cuntas veces el tomo del elemento es ms pesado que la doceava parte del tomo del istopo del carbono 12, tomada como patrn. Por ejemplo, la masa atmica del aluminio (Al) es 26,9815 (casi 27) porque el tomo del aluminio es 27 veces ms pesado que 1/12 del istopo del carbono 12 (C); el sodio (Na) tiene masa atmica 22,9898 (casi 23) porque el tomo del sodio tiene masa atmica 23 veces el valor de 1/12 del istopo del carbono 12.
7.1
Molcula
6.2
tomo gramo
La molcula es la menor partcula imaginable de una sustancia, capaz de existir independientemente y de conservar todas las propiedades de aquella. Entonces, la menor partcula del agua que conserva todas sus propiedades representa la molcula del agua. Observacin: cuando los tomos de los elementos forman molculas tienden a completar su capa electrnica ms externa (capa de valencia) y adquieren una representacin similar a la del gas noble ms prximo (regla del octeto).
Es la cantidad en gramos de un elemento, expresada con el valor numrico que nos indica la masa atmica. As, 22,9898 gramos de Na (sodio) equivale a un tomo gramo de Na; 15,994 gramos de oxgeno (O) indica un tomo gramo de oxgeno (O); 26,9815 gramos de aluminio (Al) indica un tomo gramo de aluminio (Al), etctera.
8.
SUSTANCIAS SIMPLES O ESPECIES QUMICAS SIMPLES
7.
CLASIFICACIN DE LOS ELEMENTOS
En general, podemos clasificar los elementos qumicos en cuatro grandes grupos: a) Semimetales: B, Si, Ge, As, Sb, Te, Po (observe la tabla). b) No metales: son los elementos colocados en la tabla, a la derecha de los semimetales.140
Son las sustancias cuyas molculas estn formadas por tomos de idntico nmero atmico. Ejemplos: el gas hidrgeno (H2), el oxgeno (O2), el cloro (Cl2), etctera, presentan la molcula diatmica. Hidrgeno H NA = 1 NM = 1 Oxgeno O NA = 8 NM = 16 Cloro C1 NA = 17 NM = 35141
Figura 4
Figura 5
1p H
8p 8n
--O
17 p 18 n
---- 8p 8n
Cl
- 8p 8n
-
O
--
---
-
-
17 p 18 n
- -
- 8p 8n
1p
-
8p 8n
--O
---C1
O
-
-
O
--
---
- - O3
- - -
H2
O2
Cl2
Ejercicio: Represente las molculas de los siguientes metales: Cu, Mg, Mn, K, Na y Ca; y de los siguientes no metales: F2, N2, I2 y Br2.
Observacin: por lo general, los metales presentan una molcula monoatmica (de un solo tomo) y se cristalizan o bien en una forma cbica que toma como eje el centro o bien en una forma cbica que toma como eje una de las caras. El gas ozono (O3) presenta una molcula triatmica. Ozono O NA = 8 NM = 16142
9.
SUSTANCIAS COMPUESTAS
Son aquellas sustancias cuyas molculas estn formadas por tomos de elementos qumicos diferentes. Por ejemplo: la molcula del gas metano (CH4) y la molcula del agua (H2O). Gas metano C NA = 6 NM = 12 H NA = 1 NM = 1143
Figura 6H
Figura 8C C
1p
-
H
1p
H 1p
H-
C H
H
-
-
-
H
1p
(CH 4)
8p 8n
-
O
1p
1p
H2O
Li+
C
NA = 6 NM = 16
H NA = 1 NM = 12
-
HC = CH144
Observacin: a fin de que los tomos consigan una configuracin electrnica estable (como dos gases raros), el tomo de litio (Li) cede un electrn que pasa a girar en la ltima rbita del flor.145
-
Gas acetileno (C2H2)
--
--
-
3p 4n
-
-
-
-
-
6p 6n
(C 2H 2)1p H
9.1
Covalencia
Frmula estructural de gas metano
Figura 7
Agua NA = 1 H NM = 1O
En los ejemplos anteriores, como podemos observar, el enlace entre los tomos se realiza por pares de electrones (uno de cada tomo), que giran simultneamente alrededor de los dos ncleos. De esta manera, la ltima capa electrnica (u rbita) queda saturada. Cuando se trata de la capa K, dos electrones, y en las dems, ocho electrones, y adquieren la representacin estable de los gases raros o nobles (observe la columna 0 de la tabla de clasificacin peridica). Este tipo de enlace entre los tomos se llama enlace covalente y los compuestos formados de esta manera, compuestos moleculares. Mlecula del fluoruro de litio F NA = 9 NM = 19 Li NA = 3 NM = 7
NA = 8 O NM = 16
O H H
Figura 9
- 8p 10 n
F-
-
-
-
-
H
6p 6n
-
-
-
6p 6n1p H
-
-
--
--
Molcula del sulfuro de potasio (K2S) S NA = 16 NM = 32 K NA = 19 NM = 39 Figura 10- - - - - 16 p - - - - ( K2 S )16 n
9.2
Electrovalencia
-S
K
+
19 p 20 n
-
-
19 p 20 n
K
+
En los ejemplos anteriores, podemos observar que no hay unin entre los tomos sino que se produce una transferencia de electrones de un tomo a otro que forman partculas cargadas de electricidad negativa (llamadas electrones) y positivas (las que donan los electrones). Dichas partculas cargadas de electricidad se llaman iones. Los iones positivos reciben el nombre de cationes y los iones negativos, el de aniones. Estos tipos de enlace se denominan enlaces inicos por electrovalencia y los compuestos formados de esta manera reciben los nombres de compuestos inicos. Veamos el siguiente ejemplo de un compuesto que tiene enlaces por electrovalencia y por covalencia: Molcula del hidrxido de calcio: Ca (OH)2 Ca NA = 20 NM = 40 O NA = 8 NM = 16 Figura 12Ca ++
Molcula del fosfuro de calcio (Ca2P2) Ca NA = 20 NM = 40 P Figura 11Ca++ Ca++ Ca++
NA = 15 NM = 31
H NA = 1 NM = 1
20 p 20 n
20 p 20 n
20 p 20 n
20 p 20 n
H
8p 8n
(OH - )
H
8p 8n
(OH - )
15 p 16 n
15 p 16 n1p 1p
( Ca3P2 )
Ca(OH)2
146
147
9.3
Valencia dativa
Se habla de valencia dativa o valencia de coordinacin cuando el par electrnico de enlace pertenece a un tomo nico que funciona en su ltima capa electrnica y en la ltima capa electrnica del tomo que recibe la donacin. Molcula del sulfato de calcio (CaSO)4 Ca NA = 20 NM = 40 S NA = 16 NM = 32 O NA = 8 NM = 16
la molcula del hidrxido del litio (LiOH); la molcula del hidrxido de aluminio Al (OH)3; la molcula del nitrato de potasio KNO3. K ON O dativa O
10.
PESO MOLECULAR
El peso molecular de una sustancia es la suma de los pesos atmicos (o masas atmicas) de los tomos de sus elementos. Ejemplo: el peso molecular del agua es:
Figura 138p 8n
SO4
-8p 8n
H2O
H=1
O = 16
ELECTROVALENTE
Ca++
20 p 20 n
COVALENTE
2H=2x1 = 2 1 O = 1 x 16 = 16 Peso molecular = 1816 p 16 n
DATIVA
Ejercicio: Determine el peso molecular de las siguientes sustancias:
8p 8n
8p 8n
a) Al2(SO4 )3. 18 H2O b) Ca(OH)2 c) CaO Respuestas: a) 666 b) 74 c) 56
d) Na2CO3 e) CI2 f) NaClO
g) NaF h) Na2SiF6
Ejercicio: Represente electrnicamente la molcula del gas etileno (C2H4). HC=CH | | H H148
d) 106 e) 71 f) 74,5
g) 42 h) 188
149
11.
MOLCULA GRAMO O MOL
Respuestas: a) KMnO4 (permanganato de potasio) K = 39 Mn = 55 1 K = 1 x 39 = 39 1 Mn = 1 x 55 = 55 4 O = 4 x 16 = 64 Peso molecular 158 Molcula gramo o mol del KMn4 = 158 gramos. b) (NH4 )2 C2O4 (oxalato de amonio) N = 14 2x H=1 2 N = 2 x 14 4H=2x4x1 2 C = 2 x 12 4 O = 4 x 16 Peso molecular C = 12 = 28 = 8 = 24 = 64 = 124 O = 16 O = 16
Es la cantidad en gramos de una sustancia, expresada por el mismo valor numrico que nos indica su peso molecular. Ejemplo: la sal de cocina, cloruro de sodio (NaCl). Pesos atmicos Na = 23 Cl = 35,5 Peso molecular 1 x Na = 23 1 x Cl = 35,5 NaCl = 58,5 = peso molecular
Molcula gramo o mol del NaCl = 58,5 gramos. Ejercicios: 1) D el peso molecular y el mol de las siguientes sustancias: a) KMnO4 (permanganato de potasio); b) (NH4 )2 C2O4 (oxalato de amonio); c) H2SO4 (cido sulfrico); d) HCl (cido clorhdrico) 2) Cuntos gramos de azufre hay en dos moles de cido sulfrico (H2SO4)? 3) Cuntos moles de NaCl (cloruro de sodio) hay en 500 gramos de sal? 4) Cuntos gramos de O (oxgeno) hay en 200 gramos de KMnO4?150
Molcula gramo o mol del (NH4 )2 C2O4 = 124 gramos. c) H2SO4 (cido sulfrico) H=1 S = 32 2N=2x1 1 S = 1 x 32 4 O = 4 x 16 Peso molecular = 2 = 32 = 64 = 98 O = 16
Molcula gramo o mol del H2SO4 = 98 gramos.151
d) HCl (cido clorhdrico) H 1H 1 Cl Peso molecular = = = = 1 1 35,5 36,5 Cl = 35,5
Dichas cargas elctricas forman un campo de atraccin entre las partculas (iones) que se unen para formar las molculas. Por ejemplo, el sodio (Na) cede un electrn al cloro (Cl) y queda cargado positivamente como Na+; el cloro (Cl) recibe del sodio un electrn y queda con carga negativa (Cl). Dichos iones (los positivos, llamados cationes, y los negativos, llamados aniones) se unen, por atraccin electrosttica, produciendo el cloruro de sodio (NaCl). Hemos visto que en el enlace por electrovalencia, hay elementos cuyos tomos ceden ms de un electrn, y quedan cargados por dos, tres o ms cargas elctricas, y ceden sus electrones no solo a otro tomo sino tambin a grupos de tomos (radicales) que tambin forman aniones. Ejemplos: Na+ + Cl Ca++ + O K+ + (OH) Ba++ + (SO4 ) NaCl (cloruro de sodio) CaO (xido de calcio) KOH (hidrxido de potasio) BaSO4 (sulfato de bario)
Molcula gramo o mol del HCl = 36,5 gramos. 2) 1 mol de H2SO4 tiene 32 gramos de azufre (1 tomo gramo) 1 mol 32 gramos 2 moles x x = 32 gramos x 2 = 64 gramos 2 moles de H2SO4 tienen 64 gramos de S. 3) Molcula gramo o mol de NaCl = 58,5 gramos 1 mol x 58,5 gramos 500 gramos x = 500 = 8,55 moles 58,5
4) 1 mol de KMnO4 = 158 gramos 158 gramos de KMnO4 tienen 64 gramos de O 200 gramos de KMnO4 tienen x gramos de O x = 64 x 200 = 81 gramos de O 158
13.
VALENCIA
Es el poder de combinacin que presentan los tomos de los elementos qumicos. Dicho poder de combinacin est representado en los iones por los signos + o segn el nmero de electrones que cedan o reciban.
12.
IONES-CATIONES Y ANIONES
13.1 Algunos cationes principalesValencia 1, monovalente H+ hidrgeno K+ potasio153
Cuando un tomo cede uno o ms electrones (esto es, partculas con carga elctrica negativa) se carga elctricamente con carga positiva. El que recibe electrones, por el contrario, queda con carga negativa.152
NH4+ Na+
amonio sodio
Ag+ Au+
plata oro
Valencia 2, bivalente CO3 SO4 C2O4 CrO4 carbonato sulfato oxalato cromato S SO SiF6 Cr2O7 sulfato sulfito fluosilicato dicromato
Valencia 2, bivalente Ca++ Mg++ Ba++ calcio magnesio bario Zn++ Cu++ Fe++ zinc cobre fierro
Valencia 3, trivalente N P nitrato fsforo PO4 Al03 ortofosfato aluminato
Valencia 3, trivalente Al+++ Fe+++ Cr+++ aluminio fierro cromo
Valencia 4, tetravalente P2O7 [Fe (CN)6 ] pirofosfato ferrocianuro
Valencia 4, tetravalente Sn++++ Pt++++ estao platino
14.
13.2 Algunos aniones principalesValencia 1, monovalente H F Cl Cl0154
ESCRITURA Y NOMENCLATURA DE LOS COMPUESTOS INICOS
14.1 Escrituranitrito nitrato hidrxido Para dar frmulas a los compuestos inicos (una representacin grfica abreviada), se escribe la representacin grfica del anin, dando al catin un ndice numricamente igual al nmero de valencia del anin y al anin un ndice numricamente igual al nmero de valencia del catin. Cuando los ndices permiten un divisor comn se realiza la simplificacin mxima posible.155
hidrato fluoruro cloruro hipoclorito
NO2 NO3 OH
Cationes Fe++
(fierro bivalente) (fierro trivalente) (calcio bivalente) (carbonato bivalente) (sulfato bivalente) (pirofosfato-tetravalente) simplificando: FeCO3 no hay divisor comn entre 2 y 3
Fe+ + + Ca+ + Aniones CO3 SO4 P2O7 Fe2 (CO3 )2 Frmulas: Fe2 (SO4 )3
Cuando el catin es hidrgeno (H+), se emplea una regla especial de nomenclatura que consiste en usar la palabra cido seguida del nombre del anin, con la terminacin apropiada. Entonces Cationes H H H+ + +
Aniones + + + CO3 (carbonato) NO2 (nitrito) Cl (cloruro) cido carbnico cido nitroso cido clorhdrico
H2CO3 HNO2 HCl Ca4 (P2O7)2 Como 4 y 2 son divisibles por 2, simplificamos Ca2P2O7
Se reemplazan las terminaciones: -ato -ito -uro respectivamente por -ico -oso -hdrico
Observacin: solamente se realiza la simplificacin de los ndices dados; los ndices de los tomos que componen los cationes o los aniones no pueden simplificarse.
14.2 NomenclaturaSe emplea el nombre del anin, seguido por la preposicin de y por el nombre del catin y, en caso de ser necesario, se coloca un nmero romano para que indique la valencia del catin (en el caso de que tenga ms de una valencia). Ejemplo: carbonato de Fierro II; sulfato de Fierro III; Pirofosfato de calcio.156
15.
LA MOLCULA DEL AGUA
Segn lo que hemos estudiado hasta este punto, queda implcito que cuando los tomos se unen para formar las molculas lo hacen con el fin de completar sus ltimas capas, lo cual les da estabilidad porque quedan en un estado de energa ms bajo que aquel en el que estaban cuando eran tomos aislados.157
Por ejemplo, la molcula de agua: frmula molecular frmula electrnica Figura 14 frmula estructural
Por ejemplo:
Figura 15Carga negativa
1p 8p 8n 1p
H2 O
1p
8p 8n
1p
H-O-H
Carga positiva
+
+Estructuralmente tendramos = H-O-H
Sin embargo, esta distribucin, en principio lgica y verdadera, no puede explicar innumerables propiedades del agua tales como el hecho de que su punto de ebullicin sea mayor que el de otras sustancias con mayor peso molecular, as como la solubilidad de las sustancias inicas. Pero si observamos atentamente la frmula electrnica del agua, podemos darnos cuenta con facilidad de que el oxgeno necesita ocho electrones en su ltima capa mientras que el hidrgeno requiere solamente dos. Debido a esta necesidad de ms electrones, el oxgeno atraer los dos pares electrnicos que lo unen a los tomos de hidrgeno lo ms cerca de s. En qumica, esa mayor necesidad de electrones se llama electronegatividad. Como el tomo de oxgeno atrae lo ms cerca de s al par electrnico, sufre un desequilibrio en su carga elctrica (hasta entonces neutra) y se vuelve ligeramente negativo debido a la proximidad del par electrnico. En consecuencia y por raciocinio anlogo, el hidrgeno, al alejarse del par electrnico, se vuelve ligeramente negativo.158
+ + Ahora vamos a considerar a la molcula del agua como molcula polar; es decir, como una molcula con polos (puntas extremas) cargados elctricamente.
Sabemos por fsica, en lo referente a electricidad, que si tenemos un sistema de cargas, estas buscarn, mediante fuerzas de atraccin y repulsin, alcanzar un estado de equilibrio. Lo mismo sucede con la molcula del agua, que crea de esa manera una nueva forma en la disposicin de los tomos, lo contrario de la forma lineal clsica. Estructuralmente, tendramos: O H + H +
Gracias a la fsica, fue posible calcular el ngulo formado por los tomos en la molcula, lo cual lleg a ser comprobado ms recientemente en la prctica mediante el uso de tcnicas cientficas modernas (rayos X). El ngulo es de 104o 31.159
Desde entonces tenemos un nuevo concepto de la molcula del agua, que coincide con la realidad y puede explicar todos los fenmenos en los que esta interviene.
Dichas sustancias permiten el paso de la corriente elctrica por una solucin (corriente fuerte). Otras sustancias que se disocian poco se llaman electrolitos dbiles.
16.
DISOCIACIN INICA
Un gran nmero de productos qumicos, al ser agregados al agua (solventes), sufren una difusin rpida y pierden su estado slido, y el lquido permanece transparente, incoloro o coloro. Se dice que esa sustancia est en disolucin (es un soluto). La solucin pasa totalmente por el filtro sin producirse retencin alguna de la sustancia. Las soluciones en general se caracterizan por presentar una solucin total o parcialmente bajo la forma de iones, que poseen cargas positivas (cationes) y cargas negativas (aniones). La molcula se divide, pero debe encontrar un equilibrio de cargas debido a la compensacin de cargas positivas y negativas. Ejemplos: HCl Na OH NaCl H+ Na+ Na+ + + + Cl_
Ejemplos: H3CCOOH (cido actico), NH4OH, Al (OH)3, que ofrecen cierta resistencia al paso de la corriente elctrica (corriente dbil).
17.
CIDOS
Son sustancias que, diluidas en agua, al disociarse forman especficamente cationes de hidrgeno (H+). Algunas propiedades: Tienen sabor cido, agrio, corrosivo o custico. Tienen la propiedad de cambiar el color de determinadas sustancias llamadas indicadores:INDICADORES Fenolftalena MEDIO CIDO Incoloro Rosado fuerte Rojo Rojo fuerte MEDIO BSICOO ALCALINO
OH Cl
Rojo Amarillo Azul Amarillo
Las sustancias que se disocian en solucin se llaman electrolitos, y la solucin, electroltica. Existen sustancias que se disocian casi totalmente, y se llaman electrolitos fuertes. Ejemplos: H2SO4, NaOH, NaCl, etctera.160
Anaranjado de metilo Tornasol Rojo de metilo
Estas sustancias producen CO2 (gas carbnico) al entrar en contacto con el carbonato.161
Disuelven metales no nobles con desprendimiento de gas hidrognico (H2). Actan con las bases y producen sal y agua.
frgiles frgiles
+ +
fuertes frgiles
= =
alcalino (bsico) neutro
18.
BASES O HIDRXIDOS
En cada caso, hay un comportamiento distinto en el equilibrio de las reacciones, debido a la variacin de la relacin entre la concentracin de iones de hidrxido en la solucin. Ejemplo: cido fuerte + base fuerte = sal neutra HCl + NaOH NaCl + H2O Al2(SO4)3 + 3H2O K2CO3 + 2 H2O NH4H3C2O2 + H2O
Son sustancias en solucin acuosa que, por disociacin inica o electroltica, liberan, especficamente en forma de anin, el anin hidrxido (OH-), llamado tambin hidroxilo. Algunas de sus propiedades son las siguientes: Tienen un sabor denominado custico, corrosivo, bsico o alcalino. Reaccionan con indicadores. Actan con los cidos produciendo sal y agua.
cido fuerte + base fuerte = sal cida 3H2SO4 + 2Al(OH)3 H2CO3 + 2KOH H3CCOOH + NH4OH
cido dbil + base fuerte = sal bsica
cido dbil + base dbil = sal neutra
19.
SALES
Son sustancias que, en solucin acuosa, producen cationes diferentes de H+ y aniones diferentes de OH-. Hemos visto que si colocamos una sustancia en agua, pueden haber varios grados de disociacin (fuerte o frgil). Segn sea dicha disociacin, los cidos y las bases pueden ser fuertes o dbiles. Las sales, a su vez, pueden tener carcter cido, bsico o neutro cuando se originan: cidos fuertes fuertes162
Observacin: Al2(SO4)3 es una sal de carcter cido.
20.
XIDOS
Bases + + fuertes frgiles = =
Sales (carcter) neutro cido
Son compuestos formados por oxgeno y por otro elemento. Se representan con la frmula YO (considerados como procedentes del agua [H2O] debido a la sustitucin de los H de esta ltima por tomos de otro elemento). Ejemplo: CaO, Al2O3, Fe2O3, FeO, etc.163
20.1 PerxidosSon xidos considerados como originarios del agua oxigenada (H2O2) por sustitucin de los H de esta ltima por tomos de otro elemento. Ejemplos: Na2O2 2Na+ + O2
2 HgO NH4 NO2 NH4 NO3 CaCO3
2 Hg + O2 2 H2O + N2 N2 O + 2 H2O CaO + CO2
dos sustancias simples. una sustancia simple y una compuesta. dos sustancias compuestas. dos sustancias compuestas.
K2O2, CaO2, etctera.
20.2 PolixidosSon los xidos que se caracterizan por presentar en la formacin de sus molculas cuatro tomos de oxgeno unidos entre s por covalencia (O4). Ejemplo: Na2O4, BaO4, etctera.
21.2 SntesisEs una reaccin entre dos sustancias simples y puede ser total o parcial. Ejemplo: H2 + Cl2 2 H 2 + O2 2 HCl 2 H2O Total CO2 Parcial (compuesta + simple)
21.
REACCIONES QUMICAS
Se llama reaccin qumica a todo fenmeno en el cual una o ms sustancias se transforman y dan origen a la aparicin de otra u otras. Se trata del fenmeno qumico en s. Las reacciones qumicas pueden ser las siguientes:
luz
energa elctrica
21.1 De anlisis o descomposicinEjemplo: Descomposicin trmica de una sustancia:164
CO + 1 O2 2 CaO + H2O
Ca(OH)2 (compuesta + compuesta)165
21.3 Sustitucin simpleEs la reaccin entre una sustancia simple y una compuesta, en la cual la simple hace que un elemento de la compuesta cambie de lugar. Ejemplo: CuSO4 + Fe FeSO4 + Cu
Debido a la presin provocada por la descomposicin y por el calor, esta tambin acta en sentido contrario. CaO + CO2 CaCO3
La reaccin reversible se expresa de la siguiente forma: CaCO3 CaO + CO3
3 H2SO4 + 2 Al
Al2(SO4 )3 + 3 H2
La disolucin de sustancias inicas en agua por ejemplo, NaCl, cuando hay disociacin, se produce del siguiente modo: NaCl Na2SO4 Na+ + Cl
21.4 Sustitucin dobleEs la reaccin entre dos sustancias compuestas que intercambian elementos qumicos o radicales. Ejemplo: NaOH NaCl + HCl + AgNO3 NaCl + H2O AgCl + NaNO3
2 Na+ + SO4
21.6 xido-reduccinEs la reaccin que se realiza para ganar o perder electrones. Cuando un elemento se oxida, se dice que cedi electrones. Cuando un elemento se reduce, se dice que los gan. No puede haber oxidacin si no hay reduccin. Ejemplo: CuSO4 + Zn ZnSO4 + Cu
21.5 Reaccin reversibleEs aquella reaccin en la cual se procede en sentido opuesto simultneamente. Ejemplo: la descomposicin trmica de CaCO3 en un recipiente cerrado. Cuando la reaccin se calienta, ocurre lo siguiente: CaCO3166
recibi 2 electrones cedi 2 electrones tiene todos los electrones valencia + 2 (faltan 2 electrones) 167
CaO + CO2
Zn es el elemento reductor Cu es el elemento oxidante
se oxid se redujo
Ejemplo: NaOH + HCl 3 H2SO4 + 2 Al(OH)3 H2SO4 + Ca(OH)2 b)
NaCl + H2O Al2(SO4 )3 + 3 H2O CaSO4 + 2 H2O
22.
ECUACIN QUMICA
Los fenmenos o reacciones qumicas pueden expresarse grficamente mediante ecuaciones qumicas. Una ecuacin qumica debe traducir lo que ocurre en la prctica, cuantitativa y cualitativamente. Una ecuacin qumica comprende esencialmente dos partes. En la primera parte, a la izquierda, se colocan los elementos que reaccionan y en la segunda, a la derecha que se indica con una flecha, los productos resultantes. En cualquier reaccin, la suma de las masas de las sustancias reactivas es igual a la suma de las masas de las sustancias resultantes, lo cual indica que el nmero de tomos de cada elemento en el primer miembro es necesariamente igual al nmero de tomos de ese mismo elemento en el segundo miembro. Ejemplo: 2 Na + 2 H2O 46 g + 36 g 82 g = 82 g 2KCl03calor
Siempre que hacemos que un cido acte con un carbonato, se forman sal, agua y gas carbnico (CO2).
Ejemplo: 2 HCl + Na2CO3 H2SO4 + CaCO3 c) 2 NaCl + H2O + CO2 CaSO4 + H2O + CO2
Siempre que hacemos que un cido acte con un metal no noble, se forman sal e hidrgeno.
Ejemplo: 2 HCl + 2 K H2SO4 + Zn 2 KCl + 2 H2 ZnSO4 + H2
2 NaOH + H2 80 g + 2 g
24.
AGUA DE CRISTALIZACIN
3 02 + 2 KCl (cloruro de potasio)
Las sales, en la mayora de los casos, son estables en forma cristalina, en la cual las molculas de agua constituyen parte integrante del cristal. Debido a este hecho, se encuentran reactivos qumicos incluso en la forma p. a. (pura para anlisis), que contienen agua de cristalizacin en la molcula. La frmula del producto indica el nmero de molculas de agua.169
23.a)
TIPOS CLSICOS DE ECUACIONES QUMICASSiempre que hacemos que un cido acte con una base, se forman la sal y el agua.
168
Ejemplo: FeSO4 . 7 H2O Na2S2O3 . 5 H2O Al2(SO4)3 . 18 H2O (Agua de cristalizacin)
25.3 Clasificacin de las solucionesa) soluciones slidas: el solvente es slido; el soluto puede ser slido, lquido o gaseoso. Ejemplos: aleaciones metlicas (latn, bronce, etctera); amalgama de cobre; H2 disuelto en Pd (paladio) o Pt (platino). b) soluciones lquidas: el solvente es lquido; el soluto puede ser slido, lquido o gaseoso. Ejemplo: salmuera; agua + alcohol; CO2 disuelto en agua. c) soluciones gaseosas: el solvente es un gas; el soluto puede ser slido, lquido o gaseoso. Ejemplo: el aire, el polvo, el humo; nubes (vapor de agua, humedad). Las soluciones tambin pueden ser clasificadas de acuerdo con las relaciones entre soluto y solvente: a) soluciones diluidas; b) soluciones concentradas; c) soluciones saturadas; d) soluciones sobresaturadas.171
25.
SOLUCIONES
Se llama soluciones a las mezclas homogneas de sustancias simples o compuestas de las cuales es imposible separar mecnicamente los constituyentes y cuya composicin puede variar dentro de ciertos lmites, de manera continua.
25.1 Componentes de una solucinEn una solucin, el dispersante recibe el nombre de soluto o disuelto y el medio dispersante se llama solvente o disolvente. Se llama solvente al componente de la solucin que participa en mayor cantidad. Se llama soluto al componente de la solucin que participa en menor cantidad.
25.2 Caractersticas de una solucinLas soluciones se caracterizan por lo siguiente: a) b) c) d)170
Tienen composicin variable. Son de propiedades variables. No son resistentes a procesos fsicos de fraccionamiento. No pueden ser representadas por frmulas.
Con respecto a la naturaleza de las partculas, las soluciones pueden ser del siguiente modo: a) soluciones inicas; b) soluciones moleculares; c) soluciones atmicas (de gases raros o de metales); d) soluciones coloidales.
Entonces,
en m+ m existen mg de soluto en 100 existir un % de soluto, donde % en peso = 100 m m + m
Ejercicio: Se disolvieron 50 g de NaOH en 200 g de agua. Calcular el porcentaje: m = 50 g m = 200 g Por lo tanto, % = 100 x 50 = 50 + 200 5.000 = 20% 250
26.
MEDICIN DE LAS SOLUCIONES
Como no es posible representar las soluciones mediante frmulas, ha sido necesario definirlas; es decir, indicar su composicin. Tenemos dos tipos de medidas: a) medidas de porcentaje porcentaje en peso fraccin molar medidas de concentracin porcentaje en volumen gramos por litro normalidad molaridad
b)
26.2 Porcentaje en volumen (composicin centesimal de una solucin)Esta medida indica la masa del soluto en 100 mL de solucin. Siendo: m = la masa del soluto en g m = es el volumen de la solucin en mL
26.1 Porcentaje en pesoEs el que nos indica la masa en gramos del soluto contenida en 100 gramos de solucin. El porcentaje se calcula de la siguiente manera: Siendo m la masa del soluto y m la masa del solvente172
Si en m mL de solucin existen mg de soluto, en 100 mL de solucin, qu porcentaje en volumen existir? % en volumen = 100 x m m173
Ejercicio: Disolv 50 g de NaOH con agua para obtener 500 mL de solucin. Calcule el porcentaje en volumen. m = 50 g m = 500 mL % en volumen = 100 x 50 = 10% 500 Este tipo de solucin se utiliza en el servicio de agua. As, para el tratamiento se preparan soluciones de sulfato de aluminio, cal, etctera. Ejercicio: Un depsito de sulfato de aluminio contiene 6 m3 de solucin. Cuntos kilos de sulfato de aluminio debo colocar para obtener una solucin de 5%? % volumen = 5% m = ? m = 6.000.000 mL % = 100 x m m luego, 5= 100 x m 6.000.000
y = 1 x 300.000 = 300 kilogramos 1.000 Ejercicio: Cmo preparar 200 mL de solucin acuosa con 1% de sulfato de aluminio? % volumen = 100 x m m = ? m m = 200 mL % = 1% 1 = 100 x m luego, 1 x 200 = 100 m 200 100 m = 200 m = 200 = 2 g 100 Se toman 2 g de sulfato de aluminio, se los disuelve en agua y se eleva el volumen a 200 mL, con agua.
26.3 Concentracin en gramos por litro (Cg/L)Es el tipo de concentracin que nos indica la masa en gramos de soluto contenida en un litro (o 1.000 mL) de solucin. dado dado m = masa del soluto V(L) = volumen en litros Cg/L = m V(L)175
5 x 6.000.000 = 100 m 100 m = 30.000.000 m = 300.000 g como 1 kg = 1.000 g Y = 300.000 g174
Ejercicio: Disolv 50 gramos de NaCl en 500 mL de agua. Cul es el Cg/L de la solucin? Cg/L = Cg/L = m V(L) 50 = 100 g/L 0,5 m = 50 g V(L) = 0,5 L
Ejercicio: Se disolvieron 66,6 g de sulfato de aluminio comn en 500 mL de agua. Cul es la molaridad de la solucin? m = 66,6 g M = 666 g Si tomamos en cuenta que la frmula de sulfato de aluminio es Al2 (SO4)3.18 H2O, veremos que la molcula contiene: peso atmico 2 3 30 36 Mol x x x x Al S O H
26.4 MolaridadEs el tipo de concentracin que indica el nmero de moles o de molculas gramo contenidas en un litro ( 1.000 mL) de la solucin. Sea: m la masa del soluto en gramos; n el nmero de moles del soluto; M el mol (molcula gramo) del soluto; V(L) el volumen de la solucin en litros. Molaridad = Mr = N = m M n V(L)
2 3 30 36
x x x x
27 32 16 1
= 54 = 96 = 480 = 36 = 666 g
V(L) = 0,5 L Mr = m M x V(L) Mr = 66,6 666 x 0,5 = 66,6 = 0,2 Mr 333
26.5 NormalidadEs un tipo de concentracin que nos indica el nmero de equivalente gramo de soluto que contiene un litro de solucin. Para calcular la normalidad de una solucin, se relaciona el nmero de equivalente gramo de soluto con el volumen total de la solucin expresada en litros.177
m M Mr = V(L) Luego: Mr = m M.V(L)
176
Sea:
m la masa del soluto en g Eq el equivalente gramo n1 el nmero de equivalente gramo N la normalidad n1 V(L) luego: n1 = m Eq entonces,
EqAl b)
=
27 3
=
9g
Equivalente gramo de un cido
N=
Para determinar el equivalente gramo de un cido, se divide la molcula gramo (o Mol) del cido entre el nmero de H ionizables que contiene. Ejemplos:
m N = Eq V(L)
N=
m Eq x V(L)
EqHCl EqH SO2
= 36,5 = 36,5 g 1 =4
98 2 98 3 178 4
= =
49 g 32,66 g (cido ortofosfrico)
26.6 Equivalente gramoSe determina el equivalente gramo de elementos y sustancias inicas no oxidantes y no reductoras. a) Equivalente gramo de un elemento Eqelemento Ejemplos: EqNa = EqCa = EqBa178
EqH PO 3 4 EqH P O4 2 7
= =
= 44,5 g (cido pirofosfrico)
c)
Equivalente gramo de una base
=
tomo gramo valencia del elemento
Se divide la molcula gramo (o Mol) de la base por el nmero de grupos OH de ella (o por la valencia del catin). Ejemplos:
23 1 40 2 137 2
= = =
23 g 20 g 68,5 g
Eq NaOH EqCa(OH) EqAl(OH)3 2
= = =
40 1 74 2 78 3
= = =
40 g 37 g 26 g179
=
EqSn(OH)
=4
248 = 4
62 g
Ejemplos: Fe Cl3 Fe Cl2 32 =1 2
d)
Equivalente gramo de una sal simple
3
Para determinar el equivalente gramo de una sal simple, se divide la molcula gramo (o mol) entre el nmero total de unidades de valencia del catin (o del anin). Ejemplos: Eq Eq Eq Eq = = = = 95 1 174 2 162,5 3 342 6 = 57 g = 54,16 g = = 95 g
EqFeCl = 162,5 = 162,5 1 3 Equivalente del KMnO4 en un medio cido: 2 KMnO4 + 3 H2SO4 2 MnSO4 + K2SO4 + 3 H2O
NaNO3
Mn pasa en la reaccin de la valencia + 7 a + 2 87 g 72=5 EqKMnO = 158 5 5 = 31,6 g (cido)
K2SO4 FeCl3 Al2(SO4 )3
Equivalente del KMnO4 en un medio bsico 2 KMnO4 + H2O 2 KOH + 2 MnO2 + 3 O
e)
Equivalente gramo de sustancias oxidantes o reductoras
Mn pasa de la valencia + 7 a + 4 7 4 = 3 EqKmnO4
Para determinar el equivalente gramo de una sustancia oxidante o reductora, se divide la molcula gramo (o mol) de dicha sustancia entre la variacin total de valencia que pueda sufrir el elemento de valencia variable existente en dicha sustancia.180
= 158 = 52,66 g (bsico) 3
181
Ejercicio: Se disolvieron 12 g de NaOH en agua destilada y se complet el volumen hasta un litro con agua destilada. Cul es la normalidad de la solucin? N = m Eq x V(L) m = 12 g EqNaOH = 40 = 40 g 1 V(L) = 1 12 = 0,3 N 40 x 1 1 x Na = 1 x 23 = 1 x O = 1 x 16 = 1xH =1x 1= Mol = 23 16 1 40
N = Ejercicio:
9,8 = 0,01 N 49 x 2
Se prepar una solucin de 0,1 N con 9,48 g de KMnO4 para oxidar en medio cido. Cuntos litros de solucin se prepararon? m = 9,48 g EqKMnO4 = 158 = 31,6 g 5 V(L) N N= = = ? 0,1 N 0,1= 9,48 entonces, 3,16 x V(L) = 9,48 31,6 x V(L)
N = Ejercicio:
m Eq. V(L)
Se disolvieron 9,8 g de H2SO4 en agua destilada y se complet el volumen hasta 2.000 mL con agua destilada. Cul es la normalidad de la solucin? m = 9,8 g EqH SO 4 2 V(L)182
V(L) = 9,48 = 3 litros 3,16
26.7 Factor de correccinEl factor de correccin se obtiene de la siguiente manera: fc = N. real = mL tericos = cantidad real del soluto N. teric mL real cantidad terica del soluto
= 98 = 49 G 2
=2L
183
27.
DISOLUCIN CON O SIN REACCIN
28.1 ConcentradasEn las suspensiones ordinarias las partculas pueden observarse a simple vista y, por lo tanto, tienen dimetro mayor a 0,1 m (microscpicas y macroscpicas). Ejemplo: Se coloca un polvo fino e insoluble en un lquido y se agita.
En la prctica, muchas disoluciones se verifican mediante reacciones qumicas. HCl Cl2 NH3 + + + H2O H2O H2O = = = H 3 O+ + HCl + NH4OH C10 HCl0
etctera. Algunos ejemplos de disolucin son los siguientes: yodo en el tetracloruro sin reaccin; azufre en el sulfato de carbono; grasas en el ter, etctera. Todos los ejemplos anteriores son de soluciones verdaderas, en las cuales las partculas de soluto dispersas en el solvente son menores a 0,001 m (micrmetro) (m = milsima parte del milmetro).
28.2 UltramicroscpicasSe llama ultramicroscpicas a las partculas no visibles a simple vista, menores que 0,1 m.SISTEMAS 1. Soluciones verdaderas 2. Suspensiones Ultramicroscpicas (coloidales) Concentradas (microscpicas o macroscpicas) DIMENSIN DE LAS PARTCULAS Menores que 0,001 m 0,001 m a 0,1 m
Mayores que 0,1 m
28.
SUSPENSIN
Cuando hacemos hervir el gas carbnico (CO2) en agua de cal, se produce una formacin de pequeas partculas de carbonato de calcio (CaCO3). Dichas partculas permanecen suspendidas y dan al agua un aspecto lechoso (suspensin). Las suspensiones pueden ser de los tipos siguientes:184
Suspensiones coloidales (soluciones falsas) o soluciones coloidales son sistemas dispersos en que las partculas en suspensin varan entre 0,001 m y 0,1 m; reciben el nombre de coloides. Ejemplos de coloides: a) Constituidos por una sola molcula (molculas gigantes) Ejemplo: las protenas (como la clara de huevo).185
b) Constituidos por agregados de tomos Ejemplo: oro coloidal, plata coloidal, platino coloidal, etctera. c) Constituidos por conglomerados de molculas Ejemplo: mayonesa, slice coloidal, aceite de hgado de bacalao, etctera. Observaciones: los slidos dispersos en lquidos pueden dar como resultado la formacin de lquidos o de slidos. Los lquidos reciben el nombre de soles y, cuando el dispersante es el agua, se conocen como hidrosoles. Ejemplos: tintas, gomas de almidn, etctera. Los slidos reciben el nombre de gel y cuando el dispersante es el agua, se conocen como hidrogel. Ejemplos: jaleas, gel slico, hidrxido de aluminio, etctera. Cuando el lquido dispersante penetra en la misma estructura de la fase dispersa es decir, cuando las partculas absorben el lquido dispersante y, en consecuencia, no pueden ser reconocidas en el microscopio los coloides reciben el nombre de emulsoides.
Entre las suspensiones gruesas y las soluciones existe una regin en la cual las partculas dispersas son tan pequeas que no constituyen una fase ntidamente separada y, a la vez, no son lo suficientemente pequeas como para formar una solucin. Las lneas limtrofes entre soluciones y coloides, y entre coloides y fases discretas no son rigurosamente fijas, puesto que siempre es posible una graduacin del tamao de las partculas. Definimos a la solucin coloidal como un sistema disperso en el cual las partculas en suspensin varan entre los lmites de 10-7 cm (0,001m) y 10-4 cm (0,1m).
29.1 Tipos de coloidesAunque la solucin coloidal se define en funcin del tamao de las partculas, el tamao no guarda relacin con la constitucin de las partculas; as, podemos tener partculas formadas por los siguientes elementos: 1) Molculas aisladas (molculas gigantes): las protenas (tales como la clara de huevo); azcares complejos (almidn). 2) Conglomerados de tomos: oro, plata, platino coloidal. 3) Conglomerados de molculas: mayonesa; slice coloidal; aceite de hgado de bacalao.187
29.
SOLUCIN COLOIDAL
Cuando estudiamos las soluciones y las suspensiones qued implcito que es posible distinguir fcilmente una solucin (mezcla homognea) de una suspensin (mezcla heterognea). Sin embargo, esta distincin no es exacta, pues existen otros sistemas que no son claramente homogneos ni heterogneos. Tales sistemas son intermediarios y se conocen como coloidales.186
29.2 Tipos de soluciones coloidalesLa clasificacin de las soluciones coloidales se realiza sobre la base del estado de adicin de las fases componentes, a pesar de que estas no puedan distinguirse a simple vista cuando el coloide est formado. Segn lo expuesto anteriormente, los coloides se clasifican del siguiente modo: 1) Soles Un slido es dispersado por un lquido, de manera que este forma la fase continua y los fragmentos de slido (partculas), la fase discontinua. 2) Gel Es un tipo no comn de coloide en el cual un lquido contiene un slido en un retculo fino que se dilata a travs del sistema. Ambas fases, la slida y la lquida, son continuas. Ejemplos: jaleas, gelatinas, hidrxido de aluminio, etctera. 3) Emulsiones Son soluciones coloidales en las cuales un lquido est disperso en otro. Ejemplo: la leche. La leche est formada por glbulos de grasa en solucin acuosa. 4) Aerosol Es una solucin coloidal que se obtiene de la dispersin de un slido en un gas.
Ejemplo: el humo del cigarro (slido + gas), pulverizacin de DDT (lquido + gas).
30.
PROPIEDADES DEL ESTADO COLOIDAL
30.1 DifusinLos coloides se obtienen de membranas porosas (pergamino animal o vegetal). Las sustancias disueltas atraviesan las membranas (dilisis); sin embargo, las partculas en suspensin quedan retenidas.
30.2 Efecto de TyndallCuando se hace pasar un rayo luminoso a travs de una solucin verdadera y de una suspensin coloidal,
Figura 16
Rayo luminoso Solucin Suspensin coloidal
si se observa la dispersin coloidal de manera perpendicular a la luz y contra un fondo oscuro, se comprueba la existencia de puntos brillantes que resultan de la difusin luminosa en las partculas coloidales, lo contrario de lo que ocurre en la solucin verdadera. Este fenmeno se conoce como efecto de Tyndall.
188
189
30.3 Movimiento brownianoLas partculas de los coloides estn en constante movimiento debido al movimiento molecular del dispersante.
32.
TEORA DE LA COAGULACIN E IMPORTANCIA DEL pH PTIMO DE FLOCULACINFigura 17
30.4 Propiedades elctricasMuchas partculas de los coloides, al absorber iones, quedan cargadas de electricidad. Estos coloides reciben el nombre de coloides protegidos.Al+++ Al(OH)++ Al(OH)2+ Exceso de H+
Al2(SO4)3 + HOHpH ptimo de floculacin (terico)
AlO3
-
Exceso de OH -
Al(OHO2) Al(OH)O3
Co n cid dicio nes as
nes cio ndi Co linas a alc
31.
PRECIPITACIN DE LOS COLOIDES. COAGULACINSO4-H+ Al+++ OH SO4--
La adicin de sustancias electrolticas a los coloides puede neutralizar sus cargas elctricas protectoras y, como consecuencia, las partculas se renen y dan como resultado la precipitacin. Este fenmeno se llama coagulacin de coloide. Se debe remarcar que cuanto mayor sea carga elctrica del ion neutralizador, mayor ser la capacidad coagulante. Esta es una de las razones por las cuales el sulfato de aluminio se utiliza como coagulante del agua.
Al+++ SO-H+ l H+ Al+++
SO4-OH OH -
Al++++++
SO4-Al+++ SO4--
SO4--
Al+++ - Al OH -SO4
Coloide cargado positivamente Iones estabilizados Iones contrarios
- H OH SO4--
+
Coloide cargado negativamente Ncleo de micela
Coloide neutro, carga nula
El sulfato de aluminio acta con la alcalinidad propia (o agregada) del agua: Al2(SO4 )3 + 3 Ca (HCO3 )2190
2 Al (OH)3 + 3 CaSO4 + 6 CO2191
para producir as el hidrxido de aluminio, que es un hidrxido anftero; es decir, que puede ionizar como un compuesto o un compuesto bsico positivo, dependiendo principalmente de la concentracin hidrognica (pH). As, cuando el pH es muy bajo: [H+] alta Al (OH)3 O bien AlOH++ + 2(H+ + OH) ... O bien Al+++ + 3(H+ + OH). Cuando el pOH es muy bajo: [OH ] alta
Por ello es importante el pH ptimo de floculacin, que determina el campo isoelctrico (carga cero) del cogulo y la mayor posibilidad de reunin de los cogulos para formar el mejor flculo.
33.
pH. POTENCIAL DE HIDRGENO. INTRODUCCIN
Al (OH)2+ + (H+ + OH)
En 1887, Swante Arrhenius observ que las soluciones cuyo comportamiento es anormal en relacin con las leyes de Raoult y Vant-Hoff, a diferencia de las que obedecen a estas leyes, presentan tambin la particularidad de dejarse atravesar por la corriente elctrica. A partir de ese hecho afirm que las molculas de las sustancias cuyas soluciones son conductoras de corriente elctrica cuando estn disueltas, sufren una separacin y originan tomos o grupos de tomos dotados de carga elctrica positiva y negativa. Arrhenius llam a esta separacin disociacin electroltica o ionizacin y a las partculas as formadas, iones. De acuerdo con esta teora, la molcula del NaCl, por ejemplo, se descompone en iones positivos de Na+ y en iones negativos de Cl cuando est en solucin. Para representar la disociacin electroltica (o inica) de la sal se escribe simplemente lo siguiente: NaCl El signo Na+ + Cl
Al (OH)3 O bien
Al (OH)2O + (H+ + OH) ....
Al(OH)O2 + 2(H+ + OH) .... O bien AlO3 + 3(H+ + OH) En el primer caso, la acidez presente neutraliza el OH y forma sales de aluminio que disocian. En el segundo caso, los aluminatos (AlO3), solubles, se forman en zonas alcalinas.192
representa la reversibilidad de la disociacin.
Para otros electrolitos: HCl H+ + Cl193
H2SO4 NaOH Ca(OH)2
2H+ + SO4 Na+ + OH Ca++ + 2 OH
El examen de tal expresin revela que al aumentar la concentracin de uno de los iones en equilibrio; por ejemplo, [B] a la ecuacin reversible AB A+ + B, habr una reaccin de derecha a izquierda y, en consecuencia, aumentar la concentracin del electrolito no disociado. En efecto, si K permaneciera constante en la relacin [A+] [B] [A B] = K cuando aumente [B] tambin debera aumentar [AB], lo cual solo es posible con la reaccin A + + B AB
La propia agua experimenta, aunque en proporciones muy reducidas, una disociacin que podramos representar mediante la siguiente ecuacin: H2O H+ + OH
33.1 Equilibrio inicoUtilicemos un electrolito AB binario cuyo equilibrio representaremos del siguiente modo: AB A+
+ B
La experiencia demuestra que si AB fuera un electrolito dbil es decir, si su grado de disociacin fuera relativamente bajo, la ley de Gildberg-Waage se podra aplicar en este equilibrio. Si aplicamos dicha ley tenemos: [A+] [B] = K [A B] En las soluciones de electrolitos dbiles, una vez que se ha alcanzado el estado de equilibrio AB A+ + B, la relacin entre el producto de las concentraciones inicas y la concentracin del electrolito no disociado es constante. (K = constante de disociacin)194
En otras palabras, cuando se agregan iones [B] a una solucin electroltica de [AB], las molculas nuevas [AB] se forman a expensas de una parte de [A+] ya existente en la solucin. Por lo tanto, cuando se agregan iones [B] a la solucin del electrolito [AB], la ionizacin de [AB] retrocede. En resumen, se puede generalizar lo siguiente: Cuando a la solucin de un electrolito se le aade otro que tenga un ion comn con el primero, este impide su ionizacin. Y en conclusin: Cuando a la solucin de un electrolito se suma la concentracin de uno de los iones en equilibrio, la concentracin del otro debe disminuir.195
33.2 Producto inico del aguaComo el agua es un electrolito binario que se disocia y proporciona catin H+ y aniones OH, se puede escribir: H2O H+ + OH
K.constante es una constante nueva del agua que se representa mediante Kw y se llama producto inico del agua. Luego: [H+] [OH] = Kw (producto inico del agua)
Si aplicamos la ley de la accin de las masas, tenemos lo siguiente: [H+] [OH] = K, donde K = constante de ionizacin [H2O] del agua. El agua es un electrolito muy frgil. Mediante mtodos electromtricos se concluye que en 1.000 g de agua (1.000/18 = 55,5) o en 55,55 moles de agua, solamente (10-7) o 0,00000010 mol se disocian a temperatura ambiente, 22 oC; esto es: de 1.000 g de agua 55,55 moles de agua a temperatura ambiente se disocia solo un dcimo millonsimo de un mol del agua. En ese caso, la concentracin molar del agua no disociada es prcticamente igual a la concentracin total del agua. Por lo cual podemos escribir lo siguiente: [H2O] = constante Donde: [H+] [OH] = [H2O] Entonces:196+
Experimentalmente, se verific que Kw a 22 oC es aproximadamente igual a 0,000000000000010 (10-14). Por lo tanto, podemos escribir lo siguiente: [H+] [OH] = 1014 = 0,000000000000010 La disociacin de un mol de agua proporciona un ion gramo de H+ y un ion gramo de OH. Por equivalencia, en el agua pura podemos escribir: [H+]2 = 1014 = 0,000000000000010 ion gramo
[H+] = [OH] = 107 = 0,00000010 ion gramo/litro Por lo tanto, en un litro de agua pura a temperatura ambiente, existe un dcimo millonsimo de ion gramo de H+ y un dcimo millonsimo de ion gramo de OH.
33.3 Acidez y basicidad de las solucionesSi [H+] [OH] es una constante y recordamos que cuando en la solucin de un electrolito se aumenta la concentracin de uno de los iones la concentracin del otro debe disminuir, podemos afirmar lo siguiente: a) Si se disuelve un cido en agua pura, o se aumenta la concentracin hidrognica [H+], consecuentemente se reducir la concentracin197
[H+] [OH] =K constante
[H ] [OH ] = K constante
hidroxlica [OH] e, inversamente, si disolvemos el agua pura en una base es decir, si la concentracin oxidrlica aumenta, la concentracin hidrognica disminuye. b) La concentracin [OH] en una solucin cida y la concentracin [H+] en una solucin bsica no pueden ser nulas. Esto quiere decir que en la solucin acuosa de cualquier cido siempre se encuentran iones [OH] y en la solucin acuosa de cualquier base siempre se encuentran iones [H+]. A una temperatura de 22 oC, tenemos: 1) en el agua pura [H+] = 107 y [OH+] = 107 2) en una solucin cida [H+] > 107 y [OH] < 107 3) en una solucin bsica [H+] < 107 y [OH] > 107 iones gramo/L De lo cual se deduce lo siguiente: Solucin cida es aquella cuya concentracin hidrognica es mayor que 107 iones gramo/L. Solucin bsica es aquella cuya concentracin hidrognica es menor que 107 iones gramo/L. Solucin neutra es aquella en la cual [H+] = [OH] = 107. Cuando el carcter cido, bsico o neutro de una solucin depende de su [H+], se puede tomar la concentracin hidrognica o hidroxlica [OH] como medida de su acidez o basicidad.198
Por ejemplo: Siendo [H+] de una solucin molar de H3CCOOH = 0,004 iones gramo/L; es decir: [H+] = 0,004 = 4 x 103 iones gramo/L y si se sabe que [H+] [OH] = 1014; luego,14 1014 = 1 x 1011 = [OH] = 10+ = [H ] 4 x 103 4
2,5 x 1012 = 0,0000000000025 iones gramo/L y la acidez igual a 4 x 103 la basicidad ser 2,5 x 1012 iones gramo/L. Para el estado del agua tendramos: [H+] [105] [103] [100] . . . . [OH] = 1014 [109] = 1014 [1011] = 1014 [1014] = 1014 (1)
Para el estado bsico del agua tendramos lo siguiente: [109] [1012] [1014] . . . [105] = 1014 [102] = 1014 [10 ] = 10140
(1)
199
(1) Tabla de Sorensem Para evitar la dificultad de operar con nmeros fraccionarios grandes o con exponentes negativos, Sorensem sugiri, en 1909, el ndice pH para representar las concentraciones hidrognicas. pH = potencial de hidrgeno Logartmicamente, sabemos lo siguiente: log10 x = y, y se lee 10y
Las tablas (1) de Sorensem podran ser representadas de la siguiente manera: Para el estado cido del agua: pH 5 3 0 + + + pOH 9 = 11 = 14 = suma 14 14 14
= x; o, de otro modo, que
Para el estado bsico del agua: 9 12 14 + + + 5 2 0 = = = 14 14 14
colog10 x = y, y se lee 10y = x; y que
log x = colog xEntonces: log 107 = 7 y log 107 = 7 Para representar el ndice de Sorensem o ndice pH se defini lo siguiente: pH = log [H+] o bien pH = log 1+ [H ] o bien pH = colog [H+] El potencial de hidrgeno, representado por el smbolo pH, es el logaritmo negativo de la concentracin hidrognica; el logaritmo del inverso de la concentracin de hidrgeno ionizado o el cologaritmo de la concentracin hidrognica (expresados en iones gramo por litro). En las soluciones cidas [H+] > 107 o bien pH < 7 En las soluciones bsicas [H+] 7200
donde pH + pOH = 14 Si se conoce el pH de una solucin, tambin se conoce el pOH.
34.
DETERMINACIN DEL pH (CONCENTRACIN DE LOS IONES DE H+ EN IONES GRAMO/L)
Los procesos para la determinacin del pH de un medio acuoso agua son dos: 1. colorimtrico 2. electromtrico
34.1 Mtodo colorimtricoEl mtodo colorimtrico se basa en la existencia de ciertas sustancias llamadas indicadores, que tienen la propiedad de cambiar de color201
segn el pH de la solucin en la que son introducidos. Tales indicadores son cidos o bases frgiles (de naturaleza orgnica) cuyas molculas presentan colores diferentes de los colores de sus iones; estos cambian de coloracin segn el grado de descomposicin que sufran, la cual, a su vez, depende del pH de la solucin en la que son introducidos. Los indicadores utilizados con ms frecuencia para determinar el pH del agua en una planta de tratamiento de agua son el azul de bromotimol, el rojo de metilo, el rojo de fenol, el rojo de cresol y la fenolftalena. Cuando se aade un indicador cido en una solucin cida, los iones H+ de la solucin hacen retroceder la disociacin del indicador y la solucin adquiere el color de las molculas del indicador no disociado. Cuando, por el contrario, se aade un indicador bsico en una solucin cida, se obtiene la salificacin del indicador y, como la sal formada se disocia con mayor fuerza que el cido, la solucin adquiere el color del anin del indicador. Fenmenos anlogos ocurriran si se utilizara un indicador en una solucin bsica. En la actualidad, la variacin cromtica que un indicador experimenta en un medio cido o bsico se explica por los fenmenos de tautomera. El cambio de color que experimenta un indicador o como se suele decir, su viraje, nunca es brusco sino que se realiza gradualmente, pasando por colores intermedios que constituyen las zonas de viraje de la sustancia.
Indicador Azul de bromotimol Rojo de metilo Rojo de fenol Fenolftalena
Zona de pH 6,0 a 7,6 4,4 a 6,0 6,8 a 8,4 8,6 a 10,2
Cambio de color amarillo-verde-azul amarillo-rosado-rojo verde-rojizo-violeta incoloro-lila-violeta
Tabla 1 TABLA DE ELEMENTOS QUMICOSCON MASAS ATMICAS RELACIONADAS CON EL ISTOPO DEL CARBONO
12
N. A T MICO
SMBOLO
CAPAS ELECTRNICAS NOMBRE MASASATMICAS
K1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
L M N O P
Q
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
H He Li Be B C N O F Ne No Mg Al Si
Hidrgeno Helio Litio Berilio Boro Carbono Nitrgeno Oxgeno Flor Nen Sodio Magnesio Aluminio Silicio
1,00797 4,0026 6,939 9,0122 10,811 12,01115 14,0067 15,9994 18,9984 20,183 22,9893 24,312 26,9815 28,096
1 2 3 4 5 6 7 8 8 8 8 8 1 2 3 4
202
203
N. A T MICO
SMBOLO
CAPAS ELECTRNICAS NOMBRE MASASATMICAS
K2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
L M N O8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 5 6 7 8 8 9 1 2
P Q
N. A T MICO
SMBOLO
CAPAS ELECTRNICAS NOMBRE MASASATMICAS
K2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
L M N O8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 18 8 18 9 18 10 18 12 18 13 18 14 18 14 18 16 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 20 18 21 18 22 1 2 3 4 5 6 7 8 8 8 9 8 8 8 2 2 2 1 1 1 1 1
P Q
15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37
P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb
Fsforo Azufre Cloro Argn Potasio Calcio Escandio Titanio Vanadio Cromo Manganeso Fierro Cobalto Nquel Cobre Zinc Galio Germanio Arsnico Selenio Bromo Criptn Rubidio
30,9738 32,064 35,453 39,948 39,102 40,08 44,95 47,90 50,942 51,996 54,9381 55,847 58,9332 58,71 68,54 65,38 69,72 72,59 74,9216 78,96 79,909 83,80 85,47
38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 1 60
Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba La Ce Pr Nd
Estroncio Itrio Circonio Niobio Molibdeno Tecnecio Rutenio Rodio Paladio Plata Cadmio Indio Estao Antimonio Teluro Yodo Xenn Cesio Bario Lantano Cerio Praseodimio Neodimio
87,62 88,905 91,22 92,906 95,94 (99) 101,07 102,905 106,4 107,870 112,40 114,82 118,69 121,75 127,60 126,9044 131,30 132,905 137,34 138,91 140,12 140,907 144,24
10 2 11 2 13 1 13 2 13 2 14 2 15 2 16 2 18 1 18 2 18 3 18 4 18 5 18 6 18 7 18 8 18 8
1 2 2 2 2 2
204
205
N. A T MICO
SMBOLO
CAPAS ELECTRNICAS NOMBRE MASASATMICAS
K2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
L M N O8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 18 23 8 18 24 8 18 25 8 18 25 9 18 27 8 18 28 8 18 29 8 18 30 8 18 31 8 18 32 8 18 32 9 18 32 10 18 32 11 18 32 12 18 32 13 18 32 14 18 32 17 18 32 17 18 32 18 18 32 18 18 32 18 18 32 18 18 32 18
P Q2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
N. A T MICO
SMBOLO
CAPAS ELECTRNICAS NOMBRE MASASATMICAS
K2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
L M N O8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 18 32 18 18 32 18 18 32 18 18 32 18 18 32 18 18 32 18 18 32 18 18 32 20 18 32 21 18 32 22 18 32 23 18 32 24 18 32 25 18 32 26 18 32 27 18 32 28 18 32 29 18 32 30 18 32 32 18 32 32
P Q6 7 8 8 8 9 1 2 2
61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83
Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi
Promecio Samario Europio Gadolinio Terbio Disprosio Helmio Erbio Tulio Iterbio Lutecio Hafnio Tntalo Tungsteno Renio Osmio Iridio Platino Oro Mercurio Talio Plomo Bismuto
(147) 150,35 151,96 157,25 158,924 162,50 164,930 167,26 168,934 173,04 174,97 178,49 180,948 183,85 186,2 190,2 192,2 195,09 196,967 200,59 204,37 207,19 208,980
84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100
Po At Rn Fr Ra At Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lw
Polonio Astato Radn Francio Radio Actinio Torio Protactinio Uranio Neptunio Plutonio Americio Curio Berkelio Californio Einstenio Fermio Mendelevio Nobelio Laurencio
(210) (210) (222) (223) (226) (227) 232,038 (231) 238,03 (237) (242) (243) (247) (247) (251) (254) (253) (256) (253) (257)
10 2 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
1 1 2 3 4 5
101 102 103
( ): Nmero de masa del istopo ms estable.
206
207
208B Si As Te SEMIMETALES
Ge
Po
Sb
F
P
N
C
O
S
l Ar Kr Ne He Xe GASES RAROSO NOBLES
Cl
NO
METALES
Se
Br
At Rn
Sal
-itoI D M S E A
ALTERACIN DEL NOMBRE DEL RADICAL
TABLA
DE CATIONES
Monovalentes : H, Li, Na, Rb, Cs, Ag, Cu, Au, NH (amonio), K. Bivalentes : Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Zn, Cd, Cu, Hg, Fe, Mn, Pb, Sn, Pt, Cu, Ni, Be, Cr, Co. Trivalentes : Al, Bi, Cr, Co, Fe, Au, As, Sb, Ni. Tetravalentes : Pb, Pt, Sn, Mn. Pentavalentes : As, Sb. Observaciones 1) Los cationes subrayados en la lista anterior pueden funcionar con valencias distintas: la valencia ms frecuente est sealada con dos lneas y la menos frecuente, con una. 2) Los aniones del bromo y del yodo que no aparecen en la tabla se forman por analoga con los del cloro. Ejemplo: Cloruro (ClO3), bromato (BrO3) y yodato (IO3), todos monovalentes. Los aniones del arsnico y del antimonio se formulan por analoga con los del fsforo. Ejemplo: P2O7 (pirofosfato), As2O7 (piroarseniato) y Sb2O7 (piroantimoniato), todos tetravalentes. 3) Los cidos se formulan con el catin H y un anin de la tabla; para saber cul es el anin del cido, se sustituyen las terminaciones -hdrico, -oso e -ico de los nombres de los cidos, por -uro, -ito y ato, respectivamente. Ejemplo: El cido clorhdrico se formula con el anin cloruro; el cido nitroso, con el anin nitrito; y el cido ntrico, con el anin nitrato. ORDENDE LOS ELEMENTOS DE ACUERDO CON SUS POTENCIALES
K, Na, Ba, Li, Sr, Ca, Mg, Zn, Cr, Fe, Co, Ni, Pb, Sn(H), Sb, Bi, Cu, Hg, Ag, Pt, Au.
AL PASAR DE SAL A CIDO
Tabla 2 CLASIFICACIN DE ELEMENTOS
-uroS
-ato -icoTabla 3(+) TABLA MONOVALENTES F Cl Br I CLO CLO2 CLO3 CLO4 NO2 NO3 CN CNO CNS fluoruro cloruro bromuro yoduro hipoclorito clorito clorato perclorato nitrito nitrato cianuro cianato tiocianato o sulfocianato o rodanuro metafosfato hipofosfito acetato aluminato permanganato hidrxido hidruro azida yodato bromato PO3 H2PO2 H3 - C - COO AlO2 MnO4 OH H N3 IO3 BrO3 T RIVALENTES N P PO4 AsO3 AsO4 SbO3 SbO4 BO3 Fe(CN)6 nitruro fosfuro ortofosfato arsenito arseniato antimonito antimoniato borato ferricianuro
METALES O
cido
-oso
Li K
Na Rb
Cs
-hdrico
METALES
ALCALINOS
Sr Br I
ALCALINOS
TERROSOS
DE ANIONES
Ca Ba Cl
BIVALENTES O O2 S SO3 SO4 S2O4 S2O3 S2O8 CO3 C2O4 SiO3 SiF6 H3PO3 PtCl6 CrO4 Cr2O7 MnO4 MnO3 SnO3 PbO2 PbO3 ZnO2 C2 SnO
T ETRAVALENTES C Metano o carburo P2O7 pirofosfato P2O6 hipofosfato SiO4 ortosilicato Fe (CN)6 ferrocianuro AS2O7 piroarseniato Sb2O7 piroantimoniato
Mg F
HALGENOSxido perxido sulfuro sulfito sulfato hiposulfato tiosulfato persulfato carbonato oxalato metasilicato fluorsilicato fosfito cloroplatinato cromato dicromato manganato manganito estanato plumbito plumbato zincato acetiluro o carburo estanito
209
Francio
Cesio
Rubidio
Potasio
Sodio
Litio
Hidrgeno
Actinio
Protactinio
Neptunio
Plutonio
Americio
Berkelio
Californio
Einstenio
Fermio
Mendelevio
Nobelio
Tabla 4 Tabla peridica de elementos con masas atmicas referidas al istopo 12 de carbono
** Actnidos
* Lantnidos
Radio
Bario
Estroncio
Calcio
Magnesio
Berilio
Lantanio
Laurencio
Lutecio
Itrio
Escandio
Torio
Cerio
Hafnio
Circonio
Titanio
Prasedomio
Tantalio
Niobio
Vanadio
Uranio
Neodomio
Tungsteno
Molibdeno
Cromo
Prometio
Renio
Tecnecio
Manganeso
Samario
Osmio
Rutenio
Hierro
Europio
Iridio
Rodio
Cobalto
Curio
Gadolino
Platino
Paladio
Niquel
Terbio
Oro
Plata
Cobre
Diprosio
Mercurio
Cadmio
Zinc
Holmio
Talio
Indio
Galio
Aluminio
Boro
Erbio
Plomo
Estao
Germanio
Silicio
Carbono
Tulio
Bismuto
Antimonio
Arsnico
Fsforo
Nitrgeno
Iterbio
Polonio
Telurio
Selenio
Azufre
Oxgeno
Astato
Yodo
Bromo
Cloro
Flor
Radn
Xenn
Kriptn
Argn
Nen
Helio
2106 5 4 3 2 Grupo Perodo 7 1 11 H 3 Li 37 Rb 11 Na 55 Cs 87 Fr 19 K
211238 Sr 20 Ca 12 Mg 56 Ba 4 Be 88 Ra
*
**
*57 La 58 Ce 60 Nd 61 Pm 62 Sm 63 Eu 64 Gd 65 Tb 66 Dy 67 Ho 68 Er 69 Tm 70 Yb 59 Pr
**89 Ac 90 Th 91 Pa 92 U 93 Np 94 Pu 95 Am 96 Cm 97 Bk 98 Cf 99 Es 100 Fm 101 Md 102 No
3
71 Lu 72 Hf 73 Ta 74 W 75 Re 76 Os 77 Ir 78 Pt 79 Au 80 Hg 81 Tl 82 Pb 83 Bi 84 Po 85 At 86 Rn
21 Sc
39 Y
103 Lr
4
22 Ti 23 V 24 Cr 25 Mn 26 Fe 27 Co 28 Ni 29 Cu 30 Zn 5 B 13 Al 31 Ga 32 Ge 33 As 34 Se 35 Br 36 Kr 6 C 14 Si 7 N 15 P 8 O 16 S 9 F 17 Cl 2 He 10 Ne 18 Ar
40 Zr 41 Nb 42 Mo 43 Tc 44 Ru 45 Rh 46 Pd 47 Ag 48 Cd 49 In 50 Sn 51 Sb 52 Te 53 I 54 Xe
5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18