A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 1PRIMERA UNIDAD

LaQumicaInorgnicasedefinecomoelestudiointegradodelaformacin,composicin, estructura y reacciones de los elementos qumicos y sus compuestos, con excepcin de la mayora de los del carbono. Laqumicainorgnicadescriptivaestudialaspropiedadesparticularesdecadaunadelas sustancias. Esta rama de la qumica se divide a su vez en: GeneralMineral o inorgnica QumicaEspecial AplicadaOrgnica o del carbono La qumica mineral o inorgnica estudia a todas las sustancias pertenecientes al reino mineral. Laqumica orgnica o del carbono estudiaatodaslas sustancias que en su estructuramolecular llevan como elemento fundamental al tomo de carbono. 1.LA TABLA PERIODICA. A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 2 La tabla peridica es un esquema que incluye a los elementos qumicos dispuestos por orden de nmero atmico creciente y en una forma que refleja la estructura de los elementos. Los elementos estn ordenados en siete hileras horizontales, llamadas periodos, y en 18 columnas verticales, llamadas grupos. Elprimerperiodo,quecontienedoselementos,elhidrgenoyelhelio,ylosdosperiodos siguientes,cadaunoconochoelementos,sellamanperiodoscortosporquetienenpocos elementos Losperiodosrestantes,llamadosperiodoslargos,contienen18elementosenelcasodelos periodos 4 y 5, o 32 elementos en el del periodo 6. El periodo largo 7 incluye el grupo de los actnidos, que ha sido completado sintetizando ncleos radiactivos ms all del elemento 92, el uranio. Losgruposocolumnasverticalesdelatablaperidicaseclasificanactualmentedeizquierdaa derechautilizando nmeros romanos seguidos de las letras 'A' o'B',en dondela 'B' serefierea los elementos de transicin. Todos los elementos de un grupo presentan una gran semejanza y, por lo general, difieren de los elementosdelosdemsgrupos.Porejemplo,loselementosdelgrupoIA,aexcepcindel hidrgeno, son metales con valencia qumica +1;mientras que los del grupo VIIA, exceptuando el astato, son no metales, que normalmente forman compuestos con valencia -1. Msdelamitaddeloselementosqueseconocenenactualidadsedescubrieronentre1800y1900.Durante esteperiodo losqumicosobservaron quemuchoselementosmostrabanmuchas semejanzasentreellos.Elreconocimientodelasregularidadesperidicasenlaspropiedades fsicas y en el comportamiento qumico. As como la necesidad de organizar la gran cantidad de informacindisponiblesobrelaestructuraypropiedadesdelassustanciaselementales, condujeronaldesarrollodelatablaperidica,unatablaenlaqueseencuentranagrupadoslos elementosquetienenpropiedadesqumicasyfsicassemejantes.Semuestralatablaperidica moderna,enlacualloselementosestnacomodadosdeacuerdoconsunmeroatmicoque aparecesobreelsmbolodelelemento,enfilashorizontales,losperiodos,yenlascolumnas verticales los grupos o familias, de acuerdo a las semejanzas en las propiedades qumicas. Los elementos se dividen en tres categoras: Metales, No metales y Metaloides. Un metal es un buen conductor del calor y de la electricidad. Un no metal generalmentees mal conductor de calor y la electricidad. Unmetaloidepresentapropiedadesintermediasentrelosmetalesylosnometales.Enlatabla peridicamostradalamayorasonmetales,17sonnometlicosy8sonmetaloides,de izquierda a derecha. Algunos grupos de elementos tienen nombres especiales como ser el grupo 1.A se llama metales alcalinos, los del grupo 2.A se llaman alcalinotrreos, los del 7. Acomo los algenos. A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 3ESTUDIO DE LOS ELEMENTOS QUMICOS. 1.1 . ELEMENTOS Y COMPUESTOS. Todaslassustanciasqueexistenenlanaturalezasepuedenagruparensimplesoelementos,y complejas ocompuestos,asmismo, estas sustancias forman parte de los seres vivosy no vivos que existen sobre la tierra, adems, son los constituyentes del resto de planetas del sistema solar y aun de las estrellas ms lejanas de que tenga conocimiento el hombre. 1.1.1ELEMENTOS. RobertBoyledefiniunelementocomounasustanciabsicaquepuedecombinarseconotros elementosparaformarcompuestosyquenopuedendescomponerseensustanciasmssimples, una vez aislada de un compuesto. El estudio de los elementos qumicos reviste una gran importancia, tanto desde el punto de vista histrico,comodesdeelpuntodevistacientfico.Realmentelosorgenesdelaqumicase encuentranatravsdelestudio deloselementos,elqueenunprincipioestuvoacompaadode magia y charlatanera, en tanto que los primeros qumicos (alquimistas) trabajaban con sustancias queextraandelmedio,peronoenprocuradelenriquecimientodelaciencia,sinotratandode encontrarunasustanciaquetransformaraenorotodoaquellosquetocara,llamadalapiedra filosofal.Enrealidadbuscaban unatcnicaparaproduciroroyuna sustanciaqueprolongarala vida, considerada como el elixir de la vida. Aunasestostrabajos permitieron eldescubrimiento deelementosycompuestosquefueronde gran utilidad para el desarrollo de la humanidad. Hasta la poca de John Dalton el estudio de los elementos qumicos haba progresado muy poco, sinembargo,Cavendishhabalogradosepararloxigenoylhidrogenodelagua,yLavoisier haba identificado los elementos presentes en el aire: Nitrgeno y oxigeno, muchos aos atrs ya se conocan tambin el mercurio, el azufre, el hierro, estao, cobre, plata, oro, fsforo, carbono y elarsnicoperodebidoaladiferenciadelosmtodosparasepararelementosseconsideraban como tales a algunas sustancias compuestas, entre ellas la sal, el xido de calcio (cal) y el xido de magnesio. LateoradeDaltonylosdesarrollosposterioresconbaseenella,permitierondescubrirlas propiedades del tomo, entre las cuales se destacan el pesoatmico y el nmero atmico, bases de la clasificacin peridica. El descubrimiento de la existencia de las molculas como partculas compuestasportomos,yadeunmismoelementooyadediferentes,condujoalhallazgode nuevoselementos.En1925seconocan88elementos,7deloscualeseraninestables (radiactivos), para entonces y como una necesidad surgida de la proliferacin de elementos, ya se conocanlatablaperidicapropuestaporMendeleev(1869)ymodificadaposteriormentepor Moseley (1914). A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 4Latablaperidicadeloselementospermitialosqumicosaretomarenformaordenadasu estudio,estableciendo relaciones entre tamaosatmicos y inicos conlas propiedadesfsicasy qumicasdeloselementosydeloscompuestosgeneradosenlasmltiplesposibilidadesde combinacin entre ellos, en condiciones diversas, pudieron establecer propiedades de compuestos noconocidos,llegandodeestemodoalgrannumerodecompuestosorgnicoseinorgnicos, naturales o sintticos, conocidos hoy. En el estudio de un elemento qumico es importante determinar si se encuentra en estado libre o combinadoycualeslanaturalezaypropiedadesdelosprincipalescompuestosenquesele encuentraen la naturaleza;asmismo, precisa,cual es suabundancia enrelacinconlos dems elementos.Sedebeconocersuestructuraatmica,diferentesestadosdeoxidacinenquese puede presentar y las relaciones que guarda con sus elementos vecinos en la tabla peridica. Como una consecuenciade su estructurase estudia sus propiedades o comportamiento qumico; laspropiedadessedividenenfsicasqumicas.Lasprimerasdependenprincipalmentedelpeso atmico,tamaoatmicoy,enciertamedida,delaestructuraelectrnica,yserefierenala densidad, punto de fusin, punto de ebullicin, potencial de ionizacin, dureza, estado cristalino, etc. Las propiedades qumicas dependen fundamentalmente de su configuracin electrnicay se refieren a su capacidad de reaccin, es decir, a las reacciones que sufre ya sea en estado atmico o inico, a su poder oxidante o reductor. 1.1.2 COMPUESTOS Un compuesto es aquella sustancia que se obtiene por unin (formacin de enlaces) de tomos de diferenteselementos,porejemplolascombinacionesdedostomosdepotasioconunode oxigenoproduceelcompuestodenominadoxidodepotasio(K2O).Loscompuestosformados portomosdediferenteselementosydeacuerdoconlanomenclaturaaceptadauniversalmentese agrupan en xidos, hidrxidos, cidos, sales, compuestos complejos y iones compuestos. Al estudiar un compuesto qumico es importante conocer su constitucin y su estructura, ya que de ellas dependen las propiedades fsicas y qumicas y por consiguiente su utilidad. A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 5Por constitucin de un compuesto se entiende la naturaleza de los elementos, especies inicas o atmicas,queentranenl;ladistribucindeloselectronesentrelostomos,sumodode interaccinylostiposdeenlacespresentes;porejemplo;enelcidooxlicoloselementos carbono(C),hidrogeno(H)yoxigeno(O)entransegnlaformulageneral(C2H2O4)dondelos dostomosdecarbonoestnunidosporunenlacesencilloyacadatomodecarbonoseune tomosdeoxigenopordobleenlaceyungrupohidroxiloporenlacesencillo,detalmodola constitucin del cido oxlico se puede presentar as: OO HOOC COOH H O C -CO H Porestructuradeun compuestose entiendeladistribucinespacial delostomos oionesylas configuracionesgeomtricasquetaldistribucindetermina;estoesloqueseconoceconel nombrede estructuraoarquitecturamolecular;paraelcasodel cido oxlicosu estructuraesta definidapordostetraedrosregularesquerepresentanlostomosdelcarbono,unidosporsu vrtice, a cada uno de los cuales se unen las representaciones espaciales del tomo de oxigeno y el grupo hidroxilo. Las propiedades de uncompuesto, comoen los elementos, se dividen en fsicasy qumicas;las primerasestn determinadasporlasmasasycargasnucleares delostomosconstituyentes, por suconfiguracinespacial,tiposdeenlacesyformasdeempaquetamientomolecular;las segundas,aunqueestrechamenterelacionadascon las anteriores, se determinan porlacapacidad parareaccionarconotrassustancias.Asporejemploalgunaspropiedadesfsicasdelcido oxlicoson:esunslidocristalino,puntodefusin180C,densidad1.90,pesomolecular90 g/mol. Y entre las propiedades qumicas: el cido oxlico es buen reductor, lo cual se manifiesta por la desaparicin del color prpura de una solucin de KMnO4, la cual se le agrega solucin del cido,debidoaqueelmanganesosereduceMn++ycidoseoxidaaCO2yagua.Ycomo consecuenciasdesuspropiedadesqumicasestacidoseutilizaenellaboratoriocomoagente reductorenlanlisisvolumtricoparadeterminarcuantitativamenteelionpermanganatode potasio. Aveceses suficienteconocerlaconstitucindeun compuesto,paraexplicarsuestructura,esto ocurreen compuestos sencillos,casi siempre detipoinorgnico, porejemplo:CaO,KClyNaF. Enotroscasosesimportantedefinirlaestructura,yaqueexistencompuestosdeconstitucin similar,perodeestructuradiferentey,porconsiguiente,conpropiedadesdiferentes,fenmeno que se conoce con el nombre deisomersmo(isos:igual, meros: partes).Un ejemplosencillo se tiene en los compuestos alcohol etlico, cuyaformula general puede representarse por C2H6O, la mismaquecorrespondealteretlico,perocuyasestructuraslesconfierenpropiedades caractersticasquelosdiferencianconsiderablementeylosubicanendosgruposdiferentesde compuestos. CH3 CH2 OHCH3 O CH3 A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 6El fenmeno de ismera se observa tambin en los compuestos inorgnicos, pero es msescaso. Frecuenteconbaseenlasconsideracionesanteriores,enestetemasehaceunestudiodelas relacionesentreloselementosquesepuedenobservarenlatablaperidica,relacionesque conducen a dividirlos en metales y no metales; a predecir cuando un compuesto de un elemento, dentro de un grupo o dentro de un periodo, es por ejemplo cido o bsico; a considerar su mayor omenorestabilidad,sumayoromenorsolubilidad,entreotraspropiedades.Coneste conocimiento general de los elementos, es ms fcil entrar a estudiar, en detalle, la qumica de los elementos y compuestos ms importantes. 1.2 . RELACION ENTRE LOS ELEMENTOS DE LA TABLA PERIODICA. Elestudiodelaclasificacindeloselementospermitedescubrirlasinteraccionesentrelas propiedades de los mismos y la periodicidad de esas propiedades, lo cual conduce a la agrupacin de los elementos en familia o grupos, en el sentido vertical de la tabla, y en periodos o secuencias horizontales. Antes de proceder alestudio de lasfamilias,periodosyelementos porseparado es necesarioefectuarunarevisindelconjunto,comparandolaspropiedadesdetomosoiones aislados,talescomo:elpotencialdeionizacinylaelectronegatividadysuinfluenciaenlas propiedades de los compuestos. Des este modo, es fcil predecir algunos aspectos de esta parte de la qumica en forma lgica y sin necesidad de memorizar muchos datos, ayudando as al estudio descriptivo. 1.2.1. RELACION DE TAMAO ENTRE ATOMOS. A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 7 Apesarde quelaspropiedades qumicasdependen engranpartedelaestructuraelectrnicade loselementos,muchasotrasdependendelostamaosenlostomosylostamaosasuvez se relacionanestrechamenteconlascargasnucleares.Latablaindicalostamaosrelativosdelos tomosparaloselementosqumicosdelsistemaperidico.Eltamaoatmicodisminuyede izquierda a derecha dentro de un mismo periodo, lo cual se explica por que l numero de niveles energticos permanece constante a la vez que aumenta su carga nuclear ejerciendo una atraccin cada vez ms fuerte sobre los electrones, y, como consecuencia, se presenta una disminucin del espacio ocupado por las cargas negativas. En el sentido vertical, de arriba hacia abajo, dentro de una misma familia, el fenmeno es otro; el tamaoaumentaporque,aunqueaumentanlascargasenelncleo,elnmerodenivelesde energa tambin aumenta y los electrones estn ms alejados de la atraccin nuclear. 1.2.2RELACIONES DE TAMAO ENTRE IONES. Recuerdequeunionesuntomoogrupodetomosquehaperdidooganadounooms electronesyque portantohaadquiridocargapositivaonegativa.Lostomoslocalizadosen el lado izquierdo de la tabla peridica tienden a ceder con mayor facilidad sus electrones del ultimo niveldeenerga(electronesdevalencia),adquiriendocargapositiva;estehechotraecomo consecuenciaunaumentodelacarganuclearyportantounamayoratraccinsobrelos electrones,osea,quelosionespositivostendrnuntamaomenorqueloscorrespondientes tomos neutros. En las secuencias verticales (grupos), la relacin es similar a la de los tomos; el tamao de los iones aumenta de arriba hacia abajo. Loselementosdeladerecha,dentrodeunmismoperiodo,atraenconmayorfuerzaalos electrones, y la tendencia aqu es captar electrones formando iones negativos; el exceso de cargas negativas provoca unaumentolarepulsininter-electrnicayportanto unaumento deltamao del ion. Los iones negativos tienen mayor tamao que los correspondientes tomos neutros. 1.2.3CARACTERISTICAS METALICAS Y NO METALICAS. Loselementosdelaizquierdaenlatablaperidicaquetienensuselectronesmsdbilmente ligadosyqueporellosuspotencialesdeionizacinsonbajos,conducenbienlacorriente elctrica y el calor, sus xidos e hidrxidos son de carcter bsico. Como ceden con facilidad sus electrones, se infiere que deben ser buenos agentes reductores y sus potenciales de oxidacin son altos y generalmente de signo positivo. Los elementos que presentan estas caractersticas se conocen con el nombre de metales. Porotraparte,loselementosdeladerechaquesecomportanenformaopuestaalosdela izquierda, presentan propiedades tambin opuestas, razn porla cual se designan con el nombre de no metales y se puede afirmar que tales elementos son malos conductores, sus potenciales de ionizacin son altos, sus xidos e hidrxidos son de carcter cido; son buenos agentes oxidantes, sus propiedades de oxidacin son bajas y casi siempre de signo negativo. A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 8Ejercicio Dedostomosquetengandiferentetamao,Culserelmsmetlico?Dedostomosque tienentamaosaproximadamenteigual,Culserelmsmetlico?Loselementosquese encuentran en el centro de la tabla peridica son generalmente de carcter metlico y algunos de ellos presentan ciertas propiedades quelosidentifican comometalesaveces o como no metales otras,taleselcasodelcomportamientoanftero,segnel cual unelementosecomportacomo cido en medio bsico y como base en medio cido. 1.2.4.ACIDES, BASIDAD Y ANFOTERISMO. GRUPO EJEMPLOSDECOMPUESTOS HIDROXILADOS CARCTERACIDO,BASICOO ANFOTERO 1 LiOH:hidrxido de litio NaOH:hidrxido de sodio RbOH:hidrxido de rubidio KOH:hidrxido de potasio Todos estos compuestos son bases fuertes. Dan intensa coloracin a la fenolftalena.Be(OH)2Esteeselnicocompuestoanfterodel grupo. II Mg(OH)2 Ca(OH)2Ba(OH)2Estos compuestos son bases fuertes. B(OH)3 H3BO3cido bricoEsteesuncidomuydbil,oseaque colorea difcilmente el tornasol. Al(OH)3Es de carcter anftero. III Tl(OH)3Es bsico. H2CO3yH2SiO3Son cidos dbiles. H2GeO3cido dbil con propiedades anfteras. IV Sn(OH)4 o H4SnO4 Pb(OH)4 oH4PbO4 Ambos son anfteros. HNO3 , HPO3 y H3PO4Son cidos fuertes. H3AsO4Es un cido dbil H3SbO4Es anftero. V Bi(OH)3Es un compuesto bsico. H2SO4 yH2SeO4Estos compuestos son cidos fuertes.VI H2SO3Es un cido ms dbil que el H2SO4 VIIHCLO3 yHClO4Soncidosmuyfuertes,principalmenteel cido perclrico. Estastrespropiedadesestnrelacionadasconlaposicindeloselementos enlatabla peridica Estaspropiedadesserelacionandirectamenteconlostamaosdelostomos,esdecir,quela acidezaumenta de izquierdaa derecha en los periodos superioresy disminuye enlosinferiores; en las familias de la izquierda aumenta de arriba hacia abajo. Porsuparte,elcarcterbsicoaumentadearribahaciaabajoenlasfamiliasdelaizquierda, disminuyedeabajohaciaarribaenlasdeladerechayaumentadederechaaizquierdaenlos periodos inferiores, con disminucin en los superiores. A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 9Enlatablasepuedenconfirmarlasvariacionesantesmencionadas,atravsdeloscompuestos hidroxilados de los elementos ms importantes enlos distintos grupos. Elestudiodelatablapermiteconcluirqueelnmerodeoxidacindelelementohidroxilado, determinael carcterdel compuesto; as porejemplo elH2SO4es msfuerte queel H2SO3y el HCLO4sonmsfuertequeelHCLO3;estoseexplicaporqueamayornmerodeoxidacin menoreseltamaodelion,conlocuallaatraccinsobreloselectronesesmsfuerte, permitiendo mayor libertad a los hidrgenos. Sepuedesacarcomoconclusinquedevarioscidosdeunmismoelemento,sermsfuerte aquel en que el elemento presente el mayor nmero de oxidacin. 1.2.5.RELACION ENTRE LAS PROPIEDADES DE LOS ELEMENTOS Y LA ESTABILIDAD DE SUS COMPUESTOS. Aqusehacereferenciafundamentalmentealaspropiedades:potencialdeionizacin, electronegatividad y tamao inico, las cuales se relacionan con la estabilidad de los compuestos qumicos as: a)Loscompuestosdeelementosmetlicossernmsestablesmientrasmsbajoseael potencial de ionizacin del metal; as, sern ms estables los compuestos del potasio cuyo potencialdeionizacinesde4.34ev,queloscompuestosdelsodioylitio,con potenciales de 5.14 y 5.39 ev, respectivamente. b)Loscompuestosdeelementosnometlicossernmsestablesmientrasmayorseael valordelaelectronegatividadparaelnometal,porejemploentreloscompuestosPH3, AsH3y NH3, sermsestableel NH3debido a que el nitrgeno tiene electronegatividad mas alta, 3.0, que el fsforo y el arsnico, 2.5 y 2.0 respectivamente. c)Cuandoun elementode bajo potencialdeionizacinformacompuestoconotrodealta electronegatividadelcompuestodebesermuyestableporqueladiferenciaentrelos valores de la electronegatividad de estos dos elementos es alta. Ejemplo:ElcompuestoNCl3debesermuyinestableporquelaselectronegatividadesde amboselementossoniguales3.0ysudiferenciaes0;encambio,compuestoscomoel agua, H2O,y elcloruro desodio,NaCl deben ser muy estables, como en realidadlo son porquelasdiferenciasdeelectronegatividadentrelhidrogenoyloxigenoesde1.4 (3.5-2.1) y entre el sodio y el cloro es de 2.1 (3.0-0.9). d)Mientrasmspequeoes eltamaodelosionesqueformanun compuesto,msestable ser este porque as los iones se atraen con mayorfuerza. Por ejemplo; el NaF o el NaCl debensermsestablesqueelNaIenrazndequeelionyoduro,I-esmsgrande,en cambio los iones Cl- y F- son pequeos y se aproximan ms al tamao del ion Na+. A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 101.2.6. RELACIONENTREELTAMAODELOSIONESYLA SOLUBILIDAD DE LOS COMPUESTOS. Laafirmacinanterior(literald) permite hacerotra quetienen quevercon la solubilidad delos compuestos:mientrasmsgrandesealadiferenciaeneltamaodelosionesqueformanun cristal, menor ser la estabilidad de este y, por consiguiente, ms fcilmente se disolver, porque losionespequeosnopuedenmantenerseparadosalosionesgrandes,porlocualestosse repelen y el cristal se disuelve ms fcilmente. En la tablase aprecia la diferencia de solubilidad entre los haluros de sodio y de la plata, en gramos de sal por 100 ml de agua. Obsrvesecomo enlos halurosdelsodioseconfirmaelincrementodelasolubilidadamedida que aumenta la diferencia del tamao inico. La marcada insolubilidad de los haluros de plata se debe a que a partir del cloruro de plata, el compuesto es covalente en ms del 70% y bien se sabe queloscompuestoscovalentessonpocosolublesendisolventespolares,comoeselcasodel agua. 1.2.7. SOLUBILIDAD DE LOS ALUROS DE SODIO Y PLATA. Fluoruro de sodio 4.0Fluoruro de plata182 Cloruro de sodio35.7Cloruro de plata0.000089 Bromuro de sodio90.0Bromuro de plata0.00002 Yoduro de sodio158.7Yoduro de plata0.0000003 A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 11SEGUNDA UNIDAD 1.INTRODUCCIN. Elhidrgenoeselelementomssencilloqueseconoce,sunombreprovienedelgriegoque significa creador de agua, de smbolo H, es un elemento gaseoso reactivo, inspido, incoloro e inodoro.Sunmeroatmicoes1,pertenecealperiodo1oKygrupo1oIAdelsistema peridico.Porsus caractersticas es nico entre los elementosy notiene una ubicacin definida entre las familias en la tabla peridica, pero est ubica junto a los metales alcalinos por tener un soloelectrndevalenciaysediferenciadeellosenquemuestrapocotendenciaacedersu electrn. 2.HISTORIA. Enunprincipionoseledistinguadeotrosgaseshastaqueel qumicobritnicoHenryCavendishdemostren1766quese formaba en la reaccin del cido sulfrico con los metales y, ms tarde, demostr que el hidrgeno era un elementoindependiente quese combinabaconel oxgeno paraformaragua.En 1781el qumico britnico JosephPriestleylellamaireinflamable,y finalmenteelqumicofrancsAntoineLaurentdeLavoisierle dioelnombredeHidrgenoconelqueseloconocehasta nuestros das. A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 123.ESTADO NATURAL U OCURRENCIA. El hidrgeno no se encuentra libre en la atmsfera, si no que, como la mayora de los elementos gaseosos,seencuentraalestadodiatmicoformandomolculaqueseencuentraenmuy pequeascantidadesenlaatmsfera(0.01%enpeso);peroenelespaciointerestelarabunda, comoenelSolyotrasestrellas,dondeaparecedisociadoentomoslibresdebidoalaenorme agitacin por las altas temperaturas, por lo que es el elemento ms comn en el Universo. Encombinacinconotroselementosseencuentraampliamentedistribuidoenlatierra, especialmenteformandoelcompuestomsabundanteeimportantecomoeselagua(H2O);se encuentratambinformandopartedelamateriaviva,demuchosminerales,detodoslos hidrocarburosydeunagranvariedaddeotrassustancias orgnicaseinorgnicas;asse calcula queel11.2%delamasadecompuestosorgnicosyaguaquehayenlatierraeshidrogeno. Todos los cidos contienen hidrgeno y la caracterstica que define a los cidos es su disociacin en una disolucin, produciendo iones hidrgeno H+. Encondicionesnormales,elgashidrgenoesunamezcladedosformasdiferentes,el ortohidrgenocuyosncleosgiranenparalelorepresentatrescuartas partesyelparahidrgeno quesusncleosnogiranenparaleloconstituyeunacuartaparte;esdecirelhidrgenonormal est compuesto por un 75 % en la forma orto y un 25 % de la forma para.Ambas formas tienen energas ligeramente diferentes, lo que provoca que sus propiedades fsicas no sean idnticas; por ejemplo,laformaparahidrgenotiene puntos defusinyebullicinde 0,1Kmsbajosquela forma ortohidrgeno. 4.ISTOPOS DEL HIDRGENO El protio (sin neutrones), el deuterio (un neutrn) y el tritio (dos neutrones) Hasta nuestros das se sabe que elhidrgenotienetres istopos y es el nicoelemento qumico que tiene nombres y smbolos qumicos distintos para la representacin de sus istopos. A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 13Los istopos son: el protio o hidrgeno ordinario (1H), el deuterio o hidrgeno pesado (2H o D) yeltritiooistoporadiactivo(3HoD).Cadaunodeloscualestienenlassiguientes caractersticas: 11H: protio (H).- Tiene un nmero msico aproximado de 1.008123 g/mol, posee un solo protn en su ncleo y un solo electrn en su envoltura; representa un 99.985 % en abundancia 21H: deuterio (D).- Con un nmero msico de 2.014708 g/mol, posee un protn y un neutrn en su ncleo y un electrn en su envoltura; est presente en un 0.015 %. Estosdossediferencianensuspropiedadesfsicas,peroelDqumicamentepresentatodaslas reacciones caractersticas delH ordinario, formacompuestos iguales.Pero debidoa su masaya lasdiferenciasdeenergaenelceroabsolutoentreelDyelHhacequelasvelocidadesde reaccin sean distintas para las mismas reacciones. En general, el D reacciona ms lentamente y de forma menos completa que el H.31H:tritio(T).-Esunistopoinestabledemasa3.01707g/molporqueposeeunprotnydos neutronesen suncleo,tiene 12.5aosdevida media.En elhidrgenonaturalse encuentraen cantidades muy pequeas y se forma de la siguiente manera: 147N+1no126C+31TEs un dbil emisor de partculas |- y es uno de los istopos radiactivos menos txicos. ElHyelDsonlosnicosqueposeencantidadesapreciables.Existendiferenciasentresus propiedades fsicas y qumicas debido a la variacin entre sus masas atmicas; esta diferencia es mucho mayor que entre los istopos de otros elementos. 5.PROPIEDADES FSICAS. Elhidrgenoeselgasmslivianoqueexiste;unlitropesa0.08988gramosencondiciones normales,esdecir,14.4vecesmenosqueelaire.Alestadoordinarioesungasdiatmico incoloro,sinsaborniolor.Sisedejaevaporarrpidamentebajopocapresinsecongela transformndose en un slido incoloro. Entre atrs propiedades fsicas tenemos: SmboloH Nmero atmico1 Masa atmica1.008u.m. a. FrmulaH (atmico), H2 (molecular en condiciones normales) Colorincoloro, en capas densas de aspecto azul plido Permeabilidadcapaz de penetrar y difundirse en materiales porosos A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 14Solubilidadpoco soluble en agua Densidad del lquido0.071(g/ml)a 0 Cy 1 atm. Punto de ebullicin-252.8 oC Punto de fusin-259.2 oC Temperatura crtica-241 oC Presin crtica12.8atm 6.PROPIEDADES QUMICAS Atemperaturasordinariaselhidrgenoespocoactivoperoatemperaturaselevadasyen presencia de catalizadores, da lugar a una variedad de reacciones, formando compuestos binarios muy importantes. El hidrgeno tiende a adquirir configuracin electrnica estable al igual que el helio por lo que su enlace es covalente. Estas y otras propiedades qumicas relacionadas con su envoltura se enuncian a continuacin: Valencia-1+1 Electronegatividad2.1 Configuracin electrnica1s1 Frmula electrnica molecularH : H Radioatmico0.529 Radioinico2,08 Primer potencial de ionizacin13,65 eV Entreotrasdesuspropiedades,elhidrgenoformamuchoscompuestoscomoloshidruros, cidos, otros compuestos no cidos y con el carbono forma una inmensa cantidad de compuestos, propios de la de la qumica orgnica. A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 15Estructura del tomo de hidrgeno Modelo orbital de la molcula del tomo de hidrgeno 6.1. Con los metales de los grupos IA y IIA forma hidruros donde H lleva -1 Ejemplos:H2+2 Li2 Li H H2+CaCaH2 6.2. Con los no metales de los grupos VIA y VIIAforma cidos donde H lleva+1 Ejemplos:H2+Cl22 H Cl+ H2+SH2 S 6.3. Con otros elementos como N, P, Si y C forma compuestos no cidos Ejemplos:3H2+N22 NH3 amonaco (importante en la industria) 3 H2+2 P2 PH3fosfina 2 H2+SiSiH4silano 2 H2+CCH4carbano o metano A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 16 6.4. Con el oxgeno forma el agua 2 H2 + O22 H2O +6.5.Fuerteagentereductor.-Elhidrgenocaptaelectronesreduciendoasalelementoconel que se combina. Ejemplo:CuO +H2 Cu+ H2O 7.OBTENCIN. Paraobtener hidrgenoserequiere de especiesqumicas donadoras de protonesydefuentesde electronesquecontribuyenconlacargarequerida,paraquelosprotonessedesprendandela especie inicial y puedan formar las molculas del gas (H2). De ah que los mtodos para preparar hidrgeno ms comn sean: 7.1.EN LABORATORIO. 7.1.1. Tratando los cidos con metales.- Generalmente se obtiene buena cantidad del gas, por la accin del cido sulfrico o clorhdrico como donadores de protones, con el cinc como fuente de electrones. Preparacin del hidrgeno tratando el cinc con el cido clorhdrico. Zn+2 H3O+ + SO4=Zn+++H2 +2 H2O +SO4= Zn+2 H3O+ +2 Cl-Zn+++H2 +2 H2O +2 Cl- 7.1.2.Poraccindelosmetalesmsactivos.-Esdecirquecedenconmuchafacilidadsus electrones, sobre el agua, en fro o en caliente. Aqu el agua acta como donador de protones. Na + 2 H2O Na++ 2 OH- + H2 Ca + 2 H2OCa++ +2 OH-+ H2 A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 177.1.3.Poraccindelaguasobreloshidrurosdemetalesactivos.-Aquelprotndelagua busca el par de electrones del ion hidruro H-. NaH+H2ONa++OH-+H2 CaH2+ 2 H2OCa+++2 OH-+2 H2 7.2. EN LA INDUSTRIA. 7.2.1. Haciendo pasar vapor de agua sobre carbn coque al rojo.- Se obtiene el gas de agua, que es una mezcla de hidrgeno y dixido de carbono segn la siguiente reaccin: C+2 H2OCO2+2 H2 7.2.2. Por electrlisis del agua acidulada o alcalinizada.- Este proceso se realiza en un aparatodenominado voltmetro de acuerdo a la siguiente reaccin: 2 H2O+electricidad O2 +2 H2 + Descomposicin electroltica del agua 7.2.3.EnlaobtencinindustrialdelasodacusticaNaOH.-Apartirdelaelectrlisisdel cloruro de sodio se obtiene hidrgeno como subproducto, de acuerdo al siguiente proceso: NaCl Na+ +Cl- 2 Cl- Cl2 +2 e- Na+ + 2e-+2 H2ONa+ +2 OH-+H2 7.2.4.Porlaaccindehidrocarburos.-Apartirdegasnaturalcomoprincipalelmetano, mediante el siguiente proceso o etapas: CH4+2H2O CO2+4 H2 A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 18CO2 +2 H2O CO2 + 4 H2 8.APLICACIONES. Normalmente el H se almacena en cilindros de acero bajo presiones de 120 a 150 atm. El hidrgeno ordinario: (11H) Grandes cantidades se emplean en la sntesis del amonaco y del alcohol metlico En la hidrogenacin cataltica de aceites vegetales, para producir grasas slidas El hidrogeno de la hulla para la refinacin del petrleo En sopletes para corte, fusin y soldadura de metales Fue empleado para inflar globos dirigibles Grandes cantidades de hidrgeno se emplean como combustible de cohetes El deuterio: (21H) El ncleo del deuterio se utiliza como proyectil en la transmutacin de elementos Como trazador en procesos qumicos y biolgicos Como componente esencial de las armas de fusin nuclear Fue utilizado como agente moderador en los primeros tipos de reactores nucleares El Tritio: (31H) Se utiliza como indicador radiactivo en investigaciones bioqumicas Juntoaldeuterioseempleaenlafabricacindebombasdefusinnuclearobombasde hidrgeno. 9.PRECAUCIONES Peligros qumicos.- El hidrgeno es un gas muy inflamable y explosivo; reacciona violentamente con el aire (oxgeno), halgenos y oxidantes fuertes con gran desprendimiento de calor. A esto se sumanlos catalizadores metlicos, tales como platinoy nquel que aceleran enormemente estas reacciones. Efectosdelhidrgenosobrelasalud.-Cuidado!,lapresenciadelhidrgenonoesfcilde detectarlo y la exposicin a este gas puede causar serios daos y hasta la muerte por las siguientes razones: La combinacin con el aire es explosivo, puede causar incendios y quemaduras.Es un gas que tiene el poder depenetrar en el cuerpo sin necesidad de inhalacin. Puede producir asfixia porque consume el oxgeno del medio ambiente. A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 19 Efectosdelhidrgenoenelmedioambiente.-Enmuypocasconcentracionesexiste naturalmente en la atmsfera. El gas se disipa rpidamente en reas bien ventiladas. Sobrelosanimales,causalosmimosefectosque alos humanosyenlas plantasno seadvierte efectos adversos, aparte de la helada producida en presencia de los gases de expansin rpida. 10. SNTOMAS DE LA PRESENCIA DEL GAS. Los individuos que respiran esta atmsfera, pueden experimentar dolores de cabeza, zumbidos en losodos,mareos,somnolencia,inconsciencia,nuseas,vmitosydepresindetodoslos sentidos. La piel de una vctima puede presentar una coloracin azul y puede producir la muerte. 11. RECOMENDACIONES. -Se debe utilizar ropa especial, porque el gas puede penetrar a travs del cuerpo. -Ante cualquier sospecha, en lo pasible medir concentraciones de hidrgeno con un detector de gases adecuado. Que es la bomba de hidrgeno? Sellamatambinbombadefusinobombatermonuclearperoenrealidadesunabombade fisinfusinyaquelatemperaturanecesariaparainiciarlareaccinseobtienehaciendo explotarpreviamenteuna bombaatmica(A).Adiferenciadelafisin,consiste enlauninde dosncleosisotpicospesadosdelhidrgeno(eldeuterioytritio)amillonesdegradosde temperatura y unincremento espectacular de la velocidad.La reaccin se produce en tres fases: 21H + 31H 42He + 10 n + energa Laprimeraconsisteenlaexplosinde unabonbaatmica(A),dadoque slosta detonacin puedeproporcionarlatremendacantidadde calornecesariaparainiciarlafusindelos tomos dehidrgeno.LasegundaeslabombadeH propiamente dicha,queeslafusindedeuterioy tritioenelinteriordeunacubierta;aldetonarseformantomosdehelioyneutronesdealta energa. La tercera fase se inicia con el impacto de estos neutrones en la cubierta exterior de la bomba, que est hecha de uranio natural o uranio 238. A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 20 En este punto no se produce reaccin en cadena, pero los neutrones de la fusin tienen suficiente energaparaproducirlafisindelncleodeuranio,deestamaneralograndounasumadela potencia explosiva total y la radiactividad de los residuos de la bomba. La reaccin de fusin entre todos los componentes de la llamada bomba de H (deuterio, tritio y uranio) produceinstantneamente unatemperaturaaproximada de 100millones de grados y una presindevariasatmsferasgenerandoloqueesmscatastrficounabarreradecalorque ava1nza como una pared destruyendo todo lo que encuentra a su paso. Los productos de la fusin se expanden por la explosin a unos 160 Km a la redonda y parte de lascenizasradiactivasestransportadaatodoslosrinconesdelatierracontaminandoy provocando numerosas consecuencias negativas por muchos aos. A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 21 1.FUNDAMENTO TERICO. Hasta la revolucin industrial y el descubrimiento del cemento en 1824 en Prtland, Inglaterra, la cal(CaO)ha sido elprincipalligante de laconstruccin enmorteros, revestimientos ypinturas. Es responsable de la solidez de los edificios antiguos y medievales y ha participado en obras tan prestigiosas como los frescos y estucos que los decoran. Un 20 % de la superficie terrestre esta cubierta de roca caliza. Segn el tipo de caliza utilizada, la coccin permite la fabricacin de varios tipos de cal: 1.La cal area, procedente de una caliza pura 2.La cal dolomtica, procedente de una caliza rica en carbonato de magnesio 3.La cal hidrulica natural, procedente de una marga (caliza arcillosa). 2.OBTENCIN. La cal viva se obtiene por calcinacin de la piedra caliza en hornos especiales, donde se le somete a temperaturas cercanas a los 1000 grados centgrados, provocando la siguiente reaccin: Piedra caliza + calor = gas carbnico + cal viva CaCO3 +calor CO2+ CaO La cal viva es muy custica y tiene una gran afinidad con el agua, a cuyo contacto se transforma en hidrxido, con gran desarrollo de calor durante el proceso.Hidrxido de CalcioCa(OH)2 Cal Hidratada. A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 22 3.DESCRIPCIN. Seobtienealagregaraguaalacalvivaproducindoseunareaccinexotrmicaduranteel apagado de la cal, resultando un polvo blanco fino. 4.CARACTERSTICAS FSICAS. * Polvo blanco de alta finura * Tamao de partcula 99% Malla 100 Dela cal viva, mezclada con agua, se obtiene la calapagada(o cal hidratada, quees hidrxido de carbono Ca(OH)2 ):Cal viva + agua = cal apagada + calor CaO + H2OCa(OH)2+calor Durante este proceso se va producindosela desintegracin rpida de las piedras, que se diluyen en el agua. Posteriormente, dejando secar esta pasta puedeobtenerse cal en polvo. A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 23 1.FUNDAMENTO TERICO. Perxidodehidrgeno,compuestoqumicodehidrgenoyoxgeno,defrmulaH2O2.El perxido de hidrgeno en estado puro es un lquido incoloro en forma de jarabe con una densidad relativa de 1,44. Tiene sabor metlico y puede causar ampollas en la piel. El lquido solidifica a -0,41 C.Es inestable en disoluciones concentradasyel lquido en estado puro puede explotar si secalientaporencimade100 C.Essolubleenaguaencualquierproporcinyparausos comercialesseempleaendisolucionesacuosasdel3%yel30%.Pararalentizarla descomposicindelperxidoenaguayoxgeno,seleaadensustanciasorgnicascomola acetanilida y se almacena en botellas oscuras a baja temperatura. Elperxidodehidrgenosefabricaengrandescantidadesporelectrlisisdedisoluciones acuosas de cidosulfrico, de bisulfato cido de potasio o desulfatocido deamonio. Tambin se prepara por la accin de los cidos sobre otros perxidos, como los de sodio y bario. Acta como agente reductor y oxidante. Sus propiedades oxidantes se aprovechan para blanquear sustancias, comoelpelo,marfil,plumasymateriales delicadosque podrandaarse empleando otros agentes. En medicina se utiliza en disoluciones acuosas al 3% como antisptico y colutorio. Tambinseusaenlarestauracindeloscoloresoriginalesdecuadrososcurecidosal transformarseelplomoblancodelaspinturasensulfurodeplomonegro.Elperxidode hidrgeno oxida el sulfuro de plomo y lo transforma en sulfato de plomo blanco. Tambin es una fuentedeoxgenoenlamezclacombustibledecohetesytorpedos.Comoagentereductorslo reaccionaconproductosqumicosfcilmentereduciblescomoelxidodeplatayel permanganato de potasio (VII). 2.OBTENCIN. En laboratorio se prepara a partir de los perxidos slidos tratados con cidos: Ej. BaO2 + H2 S O4Ba S O4 + H2O2 En la industria se obtiene por electrlisis de cido sulfrico, H2 S O4, cuya pureza es del 50% en peso de H2 S O4. El proceso se presenta en la forma siguiente. 2 H S O4 -+2 H3O H2 S2 O8+2 H2O + H2 AlelevarlatemperaturaelH2S2O8(cidoperoxidisulfrico),reaccionaconelaguapara formarcidosulfricoycidoperoximonosulfricoH2SO5. Conformeseaumentala temperatura, el cido peroximono sulfrico se hidroliza para formar: H2 S O5 + H2O H2 S O4+ H2O2 A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 24 1.INTRODUCCIN. El es el elemento ms abundante en la tierra, su nombre proviene del griego oxis (cido) y geno por ser componente de muchos cidos.SusmboloO,esunelementogaseosoligeramentemagntico,incoloro,inodoroeinspido. Algunosautores consideran queel origen principaldel oxgenolibredeatmsfera,se debeala descomposicin del vapor del agua por la radiacin ultravioleta en la atmsfera superior. Se encuentra ubicado en la familia de los calcgenos, en el grupo VI A de la tabla peridica, en el segundo periodo. 2.HISTORIA. En uno de sus trabajos, Joseph Priestley en 1774, utiliz el xido rojo de mercurio Hg O colocado enunacampanadevidrio.Valindosedeunalentedeaumento, concentrlosrayosdelsolsobreelxidoparacalentarlo.La campanadevidrio estabacomunicadaauna botella previstapara recoger lo que pudiera desprenderse.Priestleyobservquesedesprendaungasqueactivabala combustindeunavelayqueestegaserarespirableyle denominairedesflogisticado.Losratonesencerradosenuna atmsferadelgassemostrabansumamentevivacesyelpropio experimentador se senta sumamente regocijado. El nombre de oxgeno, que significa formador de cidos, se debe a ungrupodequmicosfranceses,quienesen1787observaronen algunos xidos, tales como los de azufre la capacidad para formar cidos. A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 25 3.ESTADO NATURAL.El oxgeno constituye el 21% en volumen o el 23,15% en masa de la atmsfera, el 85,8% en masa delosocanos(elaguapuracontieneun88,8%deoxgeno),el46,7%enmasadelacorteza terrestre(comocomponentedelamayoradelasrocasyminerales).Eloxgenorepresentaun 60%delcuerpohumano.Seencuentraentodoslostejidosvivos.Casitodaslasplantasy animales, incluyendo los seres humanos, requieren oxgeno, ya sea en estado libre o combinado, para mantenerse con vida. 4.PROPIEDADES FSICAS. SmboloO Frmula molecularO2 Nmero atmico 8 Masa atmica16.000 u.m.a. Punto de ebullicin a 1 atm. de presin -182.97 oC Punto triple (equilibrio en los estados slido, lquido y gaseoso)-218.80 oC Densidad del gas a 0 oC y 1 atm de presin. (g/ml)1.429 Densidad del lquido en el punto de ebullicin normal (g/ml)1.142 Radio atmico0.65 Configuracin electrnica1s2 2s22p4 Frmula electrnica de la molcula: O : O : Encondicionesnormaleseloxigenoesungasincoloro,inodoroeinspido.Secondensa formando un lquido azul plido.Eloxgenolquidoquedaatrapadoenelcampomagnticodeunelectroimnporqueel oxgeno (O2) es paramagntico.Eloxgeno tiene doselectrones desapareadoscuyosmomentosmagnticos sealinean con el campomagnticoexterno.Cuandoestoocurre,lasmolculasdeO2secomportancomo imanes diminutos y quedan atrapadas entre los polos del electroimn. A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 26 Estructura del tomo de oxgeno 5.PROPIEDADES QUMICAS Prcticamentetodosloselementosqumicos,aexcepcindelosgasesnobles,seunenconel oxgeno, sean ellos metales o no metales. El oxgeno es el elemento de mayor electronegatividad despus del flor, la actividad qumica y propiedades del oxgeno se ponen de manifiesto en los siguientes casos: La mayora de los elementos producen xidos cuando se calientan en una atmsfera que contenga oxgeno gaseoso. 2 Hg+O2 2 HgO Los elementos del grupo IA, en presencia de oxgeno forman los superxidos. K+O2 K2O+133.7 Kcal La unin del oxgeno con un metal activo, produce un destello bastante brillante similar al que produce un flash fotogrfico.2 Mg+O2 2 Mg O La combustin.- Qumicamente se la define como una reaccin que ocurre con celeridad yqueproducecalor,luzyavecesllama,esunfenmenoquetienelugaraaltas temperaturas. El oxgeno ayuda a la combustin de los hidrocarburos y otros compuestos, o sea que acta como comburente. Poderoxidante.-Eloxgenoesunelementooxidante,esdecir,capazdesustraer electrones a otras sustancias obligndolas a aumentar de valencia. 2 Ca+O22 CaO A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 27 6.OBTENCION. 6.1. En laboratorio. Para la obtencin del oxgeno en laboratorio, en general se parte de la descomposicin trmica de los compuestos que lo contengan: Porcalentamientodelcloratopotsico,KClO3 conadicindeunapequeacantidadde bixidodemanganeso,MnO2,elculactacomocatalizador.Laecuacinqumica correspondiente es la siguiente: 2 KClO3(S) Mn O2 2K Cl(S)+3 O2 +10.7 kcal Obtencin del oxgeno a partir del clorato potsico (KClO3) Por calentamiento del xido rojo de mercurio. 2HgO (S)+21.7 kcal2Hg (L)+O2 Preparacin del oxgeno por calentamiento delxido de mercurio (Hg O) Por calentamiento del nitrato de potasio. 2 KNO3 (S) +29.3 kcal2 KNO2 (S)+O2 A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 28 Mediantelaelectrlisisdelagua,agregandopreviamenteunelectrolito,comoelcido sulfrico. 2 H2O (L) eletricidad O2+2 H2 Electrlisis del agua y obtencin de oxgeno e hidrgeno gaseosos Con este procedimiento se obtiene oxgeno bastante puro. 6.2. EN LA INDUSTRIA. Seproducengrandescantidadesdeoxgenoporladestilacinfraccionadadelairelquido.El procesoconsiste enseparael oxgeno delaire.El airese licua en unrefrigerador;el oxgeno se separadelaire lquido en unacolumnade destilacin,al calentarla masa,el nitrgeno hiervey queda como residuo el oxgeno. Aparato para la preparacin industrial de oxgeno a partir del aire lquido A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 297.FORMAS ESPECIALES DEL OXGENO Se conocen tres formas estructurales del oxgeno: el oxgeno ordinario, que contiene dos tomos pormolculaycuyafrmulaesO2;elozono,quecontienetrestomospormolculaycuya frmulaesO3,yunaformanomagnticaazulplida,elO4,quecontienecuatrotomospor molcula, y se descompone fcilmente en oxgeno ordinario.Se conocen tres istopos estables del oxgeno: el oxgeno 16 que es el ms abundante un 99,76%, el 17O que representa el 0.04% y el 18O en un 0.20%. 8.APLICACIONES Se usangrandes cantidades de oxgeno en los sopletes parasoldar a altatemperatura,en loscuales,la mezcla de oxgenoy otrogas produce unallama con una temperaturamuy superior a la que se obtiene quemando gases en aire. Eloxgenoselesadministraapacientesconproblemasrespiratoriosytambinalas personasquevuelanaaltitudeselevadas,dondelabajaconcentracindeoxgenono permite la respiracin normal.Elaireenriquecidoconoxgenoseutilizaparafabricaraceroenloshornosdehogar abierto. El oxgeno de gran pureza se utiliza en las industrias de fabricacin de metal. Es muy importante como lquido propulsor en los misiles teledirigidos y en los cohetes. 9.PRECAUCIONES. Efectos del oxgeno sobre la saludTodoserhumanonecesitaoxgenopararespirar,perocomoocurreconmuchassustanciasun exceso de oxgeno no es bueno. Si uno se expone a grandes cantidades de oxgeno durante mucho tiempo, se pueden producir daos en los pulmones.Respirar un 50-100% de oxgeno a presin normal durante un periodo prolongado provoca daos en los pulmones. Las personas que en su trabajo sufren exposiciones frecuentes o potencialmente elevadas a oxgeno puro, deben hacerse un chequeo de funcionamiento pulmonar antes y despus de desempear ese trabajo.Eloxgenoesnormalmentealmacenadoatemperaturasmuybajasyporlotantosedebenusar ropas especiales para prevenir la congelacin de los tejidos corporales.A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 30 1.INTRODUCCIN. Ozono(delgriegoozein,'oler'),esunaformaalotrpicadeloxgenoquetienetrestomosen cada molcula, y cuya frmula es O3. Es un gas azul plido de olor fuertey altamente venenoso.2.HISTORIA. En1785M,VanNarumpercibiunolorsingularcercademquinaselctricasen funcionamiento. Cruikshamk, En 1801 observ el mismoolor en oxgenorecin preparado por electrlisis del agua.Schonbeinfue el primero en reconoceren 1840 que el olor obedeca a la formacin de una sustancia distinta a lo que llam ozono que en griego significa oler. Encontr queseformabaenlaproximidaddelascargaselctricasdurantelaelectrlisisdelaguay haciendopasarairehmedosobrefsforoqueseoxidalentamente.Durantemuchotiempofue consideradounperxidodehidrgeno hastaqueen1863Soret probqueslosecomponade oxgeno. 3.ESTADO NATURAL. Elozono seencuentraen estado naturalenlasaltascapasdelaatmsferadonde seformapor accin de la luz ultravioletasolar sobre el oxgeno. 2 NO2+ Radiacin ultravioleta 2 NO+O2 O+O2 O3 O3+NO NO2+O2 Enlascapas inferioresslo seforma de manera espordica como consecuencia de las descargas elctricas durante las tormentas. Tambinsehallaengrancantidadenelcampoalserproducidoenlafotosntesisporlos vegetales. El calor, el polvo y otros agentes como los aerosoles disgregan el ozono. 4.PROPIEDADES FSICAS Densidad del gas2.154g/l Densidad del ozono lquido a -111.9 oC1.354 g/l Densidad del ozono lquido a -183 oC1.573 g/l Punto de ebullicin a una atm de presin -111.9 oC Punto de fusin del ozono slido-192.5 oC A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 31 El ozono es un gas de color azul plido. En estado lquido y en estado slido su color es azul intenso. Es de olor fuerte y penetrante. Se trata de un compuesto que es nocivo para el hombre porque ataca a las mucosas. Es mucho ms soluble en agua que el oxgeno debido a que las molculas del ozono son polares y las del oxgeno no. La molcula de ozono tiene una estructura angular cuyo ngulo de enlace es 116.5o 5.PROPIEDADES QUIMICAS. El ozono es ms oxidante que el oxgeno, se utiliza para esterilizar el agua ya que no daa esta un sabor desagradabley es de accin ms rpida que el cloro. La placa metlica reacciona con ozono y forma perxido argntico. 2Ag+2 O3 Ag2O2+ 2O2 6.OBTENCIN. Se puede obtener ozono por algunas reacciones qumicas como la del flor con el agua: 3 F2+3 H2O 6 H F + O3 Cuando se suministra energa al oxgeno, ste forma ozono. Elozonoseobtienehaciendopasarunacorrientedeoxgenoentredoslminasdeestao conectadas a unagente conductor,entre las cuales se produce una descarga silenciosa, mediante su accin las molculas de oxgeno se disocian en sus tomos para que en una segunda etapa los tomos de oxgeno reaccionen formados con molculas de oxgeno sin disociar. O+O2 O3 A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 327.APLICACIONES. Todas sus aplicaciones se caracterizan por su carcter oxidante. El sistema de esterilizacin basado en el uso del ozono recibe el nombre de ozonizacin, Se suele utilizar para esterilizar las aguas, para desinfectar el aire y para el tratamiento de enfermedades,peronicamentepuedeusarseenpequeascantidadesporsuaccin irritante sobre las mucosas. Se emplea comocolorante para blanquear las ceras, telas, marfiles y almidn.Tambin se utiliza para la preparacin de algunas esencias vegetales.Suimportanciabiolgicaresideensuenrgicoefectobactericidaqueasegurala salubridad del aire y en su elevado poder de absorcin de energa gracias al cual el ozono estratosfrico(20a25Km.dealtura)impidequelosrayosultravioletasdegran penetracin alcancen el suelo. Sin embargo, el bajo nivel de ozono en la atmsfera, causado por los xidos de nitrgeno y los gases orgnicos emitidos por los automviles y las industrias, constituye un peligro para la salud y puede producir graves daos en las cosecha. 8.LA CAPA DE OZONO. La Capa de Ozono es una suerte de escudo protector, dado que filtra las radiaciones ultravioletas que pueden ser altamente dainas para el hombre y la naturaleza.Un incremento de estas radiaciones provoca, entre otros males:-Cncer a la piel (maligno y no maligno).-Dao al sistema inmunolgico, al exponer a las personas a la accin de varias bacterias y virus.-Dao a los ojos, incluyendo cataratas.-Quemadurasproducidasporelsol(dediferentesgradosdeseveridaddependiendodel tiempo de exposicin) y avejentamiento de la piel.-Mayor riesgo de Dermatitis alrgica y txica.-Activacin de ciertas enfermedades provocadas por bacterias y virus.-Efecto adverso sobre ecosistemas tanto marinos como terrestres.-Reduccin en el rendimiento de las cosechas.-Reduccin en el rendimiento de la industria pesquera.A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 33 -Dao a materiales y equipamiento que estn al aire libre. 9.DETERIORO DE LA CAPA DE OZONO. La presencia del ozono es primordial para el desarrollo de la vida sobre la tierra pero ocurre que en los ltimos aos se ha detectado un peligroso adelgazamiento de la capa de ozono, sobre todo enla estratosfera,encima del polo sur dela Antrtica.Esteadelgazamiento de la capa de ozono nosdebepreocuparyaqueelpasodeunaexcesivaradiacinultravioletanosloafectaalos mamferos, sino, a todos los organismos del planeta. COMO SE DESTRUYE? Enladestrucciny/oadelgazamientodelacapadeOzonohanintervenidolosCFC (clorofluorocarburos)ylaliberacindesustanciashalgenascomoelbromurodemetiloy cloruro de metilo, que se emplean en la agricultura. LosCFCnacieronen1928delamanodeThomasMidgley,comounsustitutoseguroante compuestostxicosusadosparaentoncescomorefrigerantes,comoamonacoodixidode azufre, los que ocasionaban un considerable nmero de accidentes. La gracia de los CFC era su composicin qumica. Al reemplazar en hidrocarburos los tomos de hidrgenoporhalgenos(cloro,bromo,yodooastato),seobtieneunCFC,compuestosde extraordinariaestabilidad(nopierdensucohesinycomposicinmolecularfcilmente),no txicos, que a pesar de existir en estado lquido se evaporan rpidamente, por lo que venan a ser el refrigerante ideal, generalizndose su uso para los aos cincuenta en congeladores, equipos de aire acondicionado y refrigeradores. Tambin se les hall un uso prctico como gas propulsor en A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 34losaerosoles,comosolventeparalimpiarcircuitoselectrnicos,enplsticosexpansibles,enla industria de la construccin, etc. Elproblemacon los CFC,que a temperaturas normalesacabajo sonmuy estables, es que all arribapierdenesacaractersticaalserexpuestosatemperaturasmsaltas(amedidaquese asciende aumenta la temperatura). Estoocurreagranaltura,laquealcanzanalcabodeunosdiezaos,tiempoduranteelcual permanecen qumicamente inalterados. Al llegar a la estratsfera, las radiaciones UV provocan su separacin, iniciando unfenmeno qumico que se podraresumir en que el tomo de cloro que contienen los CFC queda libre, atacando a las molculas de ozono, separando de ellas uno de sus tomos de Oxgeno, el que se fusiona con el cloro convirtindose en una molcula de monxido de cloro (es decir un tomo de cloro + 1 tomo de Oxgeno), dejando al ozono original (O3) como una molcula de oxgeno simple (O2), respirable tal vez, pero intil puesto que en esa zona slo el ozonopuedefiltrarlosrayosUV.Loquevieneacomplicarelasuntoesquelamolculade monxidodeclorogeneradaserompefcilmente,quedandonuevamentelibreelcloro,conlo que una sola molcula de CFC puede destruir rpidamente a miles de molculas de Ozono. Destruccin de la capa de ozono 10.EL EFECTO INVERNADERO. Elefectoinvernadero,enlatierra,eslacapacidadquetienelaatmsferaderetenercalor.Es debidoala existencia degases que sontransparentes a laradiacin solar y opacaala radiacin infrarroja emitida por la tierra, atrapando el calorentre la superficie de esta y el nivel medio de la atmsfera. A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 35Esteesunhechobeneficiosoparaeldesarrollodelavidaenlatierra,puestoquesinella temperaturamediaenlasuperficieestaraentornoalos -18C.Entrelosgasescausantesdel efecto invernadero juega un papel primordial el dixido de carbono CO2

LaquemadecombustiblesfsilessetraduceinevitablementeenemisionesdeCO2 ala atmsfera.Debidoaesto,laconcentracindeestosgasesenlaatmsferacasisehaduplicado desdeprincipiosdesiglohastaahora ydecontinuarconelactualconsumodecombustibles fsiles, se teme que se vuelva a duplicar a mediados del prximo siglo. A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 36 1. INTRODUCCIN. Elaguaeselcompuestomasdifundidoenlanaturaleza,llamadoqumicamenteprotxidode hidrgeno por constituir la proporcin mas sencilla de unin entre el hidrgeno y el oxgeno para formar un compuesto estable. 2. HISTORIA. Losantiguosfilsofos consideranelagua comoun elementobsico querepresentabaatodalas sustancias lquidas. Los cientficos no descartaron esta idea hasta la ltima mitad del siglo XVIII. En1781elqumicobritnicoHenryCavendishsintetizaguadetonandounamezclade hidrgeno y aire. Sinembargo,losresultadosdeesteexperimentonofueroninterpretadosclaramentehastalos aosmas tarde,cuando el qumico francesAntonie Laurent de Lavosier propuso que elagua no eraunelementosinouncompuestodeoxgenoehidrgeno.Enundocumentocientfico presentadoen1804,elqumicofrancesJosephLouisGayLussacyelnaturalistaaleman Alexander Von Humboldt demostraron conjuntamente que el agua consista en dos volmenes de hidrgeno y uno de oxgeno, tal como se expreso en la formula actual H2O. 3. ESTRUCTURA DE LA MOLCUAL DE AGUA. Elpapelprimordialdelaguaenelmetabolismodelosseresvivossedebeasuspropiedades fsicas y qumicas, derivadas de la estructura molecular. A temperatura ambiente eslquida, alcontrario delo quecabria esperar,ya que otrasmolculas de parecido pesomolecular (SO2,CO2,H2S,et).Son gases.Este comportamientose debe a que los dos electrones de los dos hidrgenos estn desplazados hacia el tomo de oxgeno, por lo que enlamolculaapareceunpolonegativodondeesteloxigenodebidoalamayordensidad electrnica,ydospolos positivos,dondeestnlosdoshidrgenos,debidoalamenordensidad electrnica. La molcula de agua son dipolos. A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 37 Entrelosdipolosdelaguaseestablecenfuerzasdeatraccinllamadospuentesdehidrgeno, formndosegruposde3-9molculas.Conelloseconsiguenpesosmoleculareselevadosyel aguase comportacomo un lquido.Estasagrupaciones,le confierenalaguasus propiedadesde fluido,enrealidad,coexistenestospequeospolmerosdeaguaconmolculasaisladasque rellenan los huecos. La molcula de agua est formada por dos tomos de H unidos a un tomo de O por medio de dos enlacescovalentes.Ladisposicintetradricadelosorbitalessp3deloxgenodeterminaun ngulo entre los enlaces H-O-H aproximadamente de 104'5 (como muestra la figura), adems el oxgeno es ms electronegativo que el hidrgeno y atrae con ms fuerza a los electrones de cada enlace. Polaridad de la molculadisposicin tetradrica de losEnlaces o puentes de hidrgeno orbitales sp3 del oxgeno Elresultadoesquelamolculadeaguaaunquetieneunacargatotalneutra(igualnmerode protonesquedeelectrones),presentaunadistribucinasimtricadesuselectrones,loquela convierteenunamolculapolar,alrededordeloxgenoseconcentraunadensidaddecarga negativa, mientras quelos ncleos de hidrgeno quedan desnudos,desprovistos parcialmente de sus electrones y manifiestan, por tanto, una densidad de carga positiva. A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 38Por eso en la prctica la molcula de agua se comporta como un dipolo Asseestableceninteraccionesdipolo-dipoloentrelaspropiasmolculasdeagua,formndose enlacesopuentesdehidrgeno,lacargaparcialnegativadeloxgenodeunamolculaejerce atraccin electrostticasobrelas cargasparciales positivas delostomos dehidrgenodeotras molculas adyacentes. Aunquesonunionesdbiles,el hecho dequealrededorde cadamolculadeagua sedispongan otras cuatro molculas unidas por puentes de hidrgeno permite que se forme en el agua (lquida oslida)unaestructuradetiporeticular,responsableengranpartedesucomportamiento anmalo y de la peculiaridad de sus propiedades fisicoqumicas. Losenlacesporpuentesdehidrgenoson,aproximadamente,1/20msdbilesquelos enlaces covalentes,elhechodequealrededordecadamolculadeaguasedisponganotrasmolculas unidasporpuentesdehidrgeno,permitequeseformeenelsenodelaguaunaestructura A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 39 ordenadadetiporeticular,responsableengranpartedelcomportamientoanmaloydesus propiedades fsicas y qumicas. Engeneral,laelevada polaridad delagua, esla responsabledemuchas desuspropiedadesyde algunasanormalidadesquepresenta.Porejemplo:Sualtopuntodeebullicinrespectoaotros compuestos,estefenmenoseexplicaporelechodequelasmolculaselementalesdelagua estnsometidasafuerzasopuestas;porunladolascinticasqueponenenmovimientolas molculasytiendenasepararlas,yporotrolasfuerzaselctricasdeatraccinporserun compuesto fuertemente polar; por ello en la fase slida predominan estas fuerzas; pero a medida queaumentalatemperaturaaumentanlasfuerzasdeseparacin;cuandosellegaalos100 oC predomina la agitacin trmica, por tanto las molculas se van separando hasta alcanzar la fase de vapor. Tambin se ha comprobado que la asociacin de las molculas del agua, debido a su polaridad, es elfactordeterminantedesuelevadocalordevaporizacinyaltacapacidadcalorfica,su densidad mximaa 4oCyfinalmentela anormalidad referente a la estructura del hielo, del cual se conocen unas seis clases de acuerdo a la presin a que se haya obtenido. Por ejemplo el hielo ordinario cuya estructura tiene forma tetradrica. Red cristalina del hielo A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 404.DIAGRAMA DE ESTADOS O FASES DEL AGUA. Elaguasepresentaentresestadosfsicosofases:slido,lquidoygaseoso(Comomuestrala figuraenlaparte superior),estoscambiosseoriginan porvariaciones detemperatura,esdecir quevanacompaadosdeabsorcinoemisindecalorylgicamentehayuncambioenel volumenylapresindelsistema.Siseintroducehieloenunrecipienteysecierra,alcabode algn tiempo se tendr un sistema conformado por la coexistencia del agua en los tres estados. Haciendovariarcontroladamentelatemperaturaylapresinyordenandolosdatosseobtiene una grfica que resume la coexistencia de los tres estados, esta grfica se denomina un diagrama de fases. Diagrama de fases del agua. A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 415. ESTADO NATURAL. Elaguaeslanicasustanciaqueexisteatemperaturasordinariasenlostresestadosdela materia, o sea, slido, lquido y gas. Comoslidoohieloseencuentraenlosglaciaresyloscasquetespolares,ascomoenlas superficies deaguaeninvierno;tambinenformadenieve,granizoyescarcha,yenlasnubes formadas por cristales de hielo. Existe en estado lquido en las nubes de lluvia formadas por gotas de agua, y en forma de roco enlavegetacin.Adems,cubrelastrescuartaspartesdelasuperficieterrestreenformade pantanos, lagos, ros, mares y ocanos. Comogas,ovapordeagua,existeenformadeniebla,vaporynubes.Elvaporatmosfricose mide entrminos dehumedadrelativa,que esla relacin de lacantidad de vapordeaguaen el aire a una temperatura dada respecto a la mxima que puede contener a esa temperatura. Est presente tambin en la porcin superior del suelo, en donde se adhiere, por accin capilar, a las partculas del mismo.Eneste estado,sele denomina agua ligadaytiene unas caractersticas diferentes del agua libre. Por influencia de la gravedad, el agua se acumula en los intersticios de las rocas debajo de la superficie terrestre formando depsitos de agua subterrnea que abastecen a pozos y manantiales, y mantienen el flujo de algunos arroyos durante los periodos de sequa. 6. COMPOSICIN. Debido a su capacidad de disolver numerosas sustancias en grandes cantidades, el agua pura casi no existe en la naturaleza. Durante la condensacin y precipitacin, la lluvia o la nieve absorben de la atmsfera cantidades variables de dixido de carbono y otros gases, as como pequeas cantidades de material orgnico e inorgnico. Adems, la precipitacin deposita lluvia radiactiva en la superficie de la Tierra. Ensucirculacinporencimayatravsdelacortezaterrestre,elaguareaccionaconlos minerales del suelo y de las rocas. Los principales componentes disueltos en el agua superficial y subterrneasonlossulfatos,loscloruros,losbicarbonatosdesodioypotasio,ylosxidosde calcioymagnesio.Lasaguasdelasuperficiesuelencontenertambinresiduosdomsticose industriales.Lasaguassubterrneaspocoprofundaspuedencontenergrandescantidadesde compuestosdenitrgenoydecloruros,derivadosdelosdesechoshumanosyanimales. Generalmente,lasaguasdelospozosprofundosslocontienenmineralesendisolucin.Casi todos los suministros deagua potable naturalcontienenfluoruros en cantidadesvariables. Se ha demostrado que una proporcin adecuada de fluoruros en el agua potable reduce las caries en los dientes. El agua del mar contiene, adems de grandes cantidades de cloruro de sodio o sal, muchos otros compuestosdisueltos,debidoaquelosocanosrecibenlasimpurezasprocedentesderosy arroyos.Almismotiempo,comoelaguapuraseevaporacontinuamenteelporcentajede impurezas aumenta, lo que proporciona al ocano su carcter salino. A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 427. CARACTERSTICAS GENERALES. Estado fsicoFase slida, lquida y gaseosa Frmula molecularH2O Frmula estructural HO H Frmula electrnicaOH ( Lewis) H Peso molecular18.016u.m. Caractersticas organolpticas Color: incolora Sabor: Inspida Olor: inodora Densidad en fase gaseosa0.598 g/1 (a 100oC y una atm de presin)Densidad en fase lquida1.00 g/ml Densidad en fase slida0.917 g/ml (a 0 oC) Punto de fusin0 oC (1 atm de presin) Punto de ebullicin 100 oC (1 atm de presin) Temperatura crtica365 oC Presin crtica200 atm Capacidad calorfica1 cal / g oC Sistema cristalinoHexagonal 8. PROPIEDADES FSICAS. Elaguaalatemperaturaambienteseencuentraalestadolquidonotieneolor nisabor,Bullea los 100 oC y se solidifica a 0 oC, es incolora pero cuando est engrandes proporciones presenta unatonalidadazulverdosa,porejemploenelmar.Alcongelarsesuvolumenaumentaperosu densidad disminuye;es por estoque enlasregionesmuyfras,elagua delosmaresformauna gruesacapadehieloen susuperficie,sinque estevayaalfondoportenerunamenordensidad queladelrestodelagualquida.Sumximadensidadestaalos4 oC.Ademsdeestas propiedades, elaguaconstituyeungrandisolventedeslidoscomojabones,sales;delquidos como cidos, alcoholes; y de gases como el anhdrido carbnico. 9. PROPIEDADES QUMICAS. Elaguaesunasustanciasumamenteestableysolopuededescomponerseatemperaturas elevadsimasperoesmsfcildisociarlapormediodelaelectricidad,aesteprocesosele denomina electrlisis. Esunodelosagentesionizantesmsconocidos.Puestoquetodaslassustanciassondealguna manerasolublesenagua,seleconocefrecuentementecomoeldisolventeuniversal.Elagua combina con ciertas sales para formar hidratos, reacciona con los xidos de los metales formando cidos y acta como catalizador en muchas reacciones qumicas importantes. A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 439.1.Reaccin con los metales. El sodio descompone al agua en fro producindose hidrogeno y soda custica 2 Na + 2 H2O 2 Na OH +H2+ El magnesio reacciona con el agua en caliente producindose hidrgeno y xido de magnesio o magnesia Mg + H2O Mg O +H2 9.2. Reaccin con los no metales. El carbn reduce el vapor del agua a una temperatura aproximada a los 1000 oC, liberando hidrgeno y tomando oxgeno para formar el monxido de carbono. 1000oC C+ H2O CO +H2 Si la temperatura sobrepasa los mil grados, se produce el gas carbnico 1000oC C + 2 H2O CO2 + 2H2 9.3. Reaccin con los xidos Con los xidos metlicos el agua forma hidrxidos o bases. K2+H2O2KOH 9.4. Reaccin con los anhdridos El agua con estos compuestos produce oxcidos; as con el anhdrido carbnico produce el cido carbnico C O2 + H2O H2 C O3 9.5.Propiedades cido base del agua. Como es bien sabido, el agua es un disolvente nico, una de sus propiedades especiales, es su capacidad para actuar como un cido o como una base. El agua se comporta como una base en reacciones con cidos como HCl y CH3COOH y funciona como un cido frente a bases como el NH3. A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 449.6. Accin catlica. Es el catalizador universal, en efecto se ha comprobado que la mayor parte de las reacciones qumicas no se verifica cuando hay falta de agua 9.7. Hidratacin e hidratos. En la hidratacin el agua reacciona con la sustancia, constituyendo una serie de partculas asociadas y stas toman el nombre de hidratos. Por ejemplo el cloruro de bario dihidratado. BaCl2 + H2O BaCl22H2O 10. PROPIEDADES ESPECFICAS. 10.1. Accin disolvente El agua es el lquido que ms sustancias disuelve, por eso decimos que es el disolvente universal. Estapropiedad,talvezlamsimportanteparalavida,sedebeasucapacidadparaformar puentes de hidrgeno con otras sustancias que pueden presentar grupos polares o con carga inica (alcoholes, azcares con grupos R-OH, aminocidos y protenas con grupos que presentan cargas +y-,loquedalugaradisolucionesmoleculares(Verlafiguradeladerecha).Tambinlas molculasdeaguapuedendisolverasustanciassalinasquesedisocianformandodisoluciones inicas.(Ver la figura de la izquierda) Disoluciones inicasDisoluciones moleculares En el caso de las disoluciones inicas los iones de las sales son atrados por los dipolos del agua, quedando"atrapados"yrecubiertosdemolculasdeaguaenformadeioneshidratadoso solvatados. A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 45La capacidad disolvente es la responsable de dos funciones: 1.- Medio donde ocurren las reacciones del metabolismo 2.- Sistemas de transporte Este efecto puede verse en esta figura, donde vemos a las molculas de agua separando los iones, para luego impedir que estos vuelvan a unirse. 10.2. Elevada fuerza de cohesin Lospuentesdehidrgenomantienenlasmolculasdeaguafuertementeunidas,formandouna estructura compacta que la convierte en un lquido casi incomprensible. Al no poder comprimirse puedefuncionarenalgunosanimalescomounesqueletohidrosttico,comoocurreenalgunos gusanos perforadores capaces de agujerear la roca mediante la presin generada por sus lquidos internos. 10.3. Elevada fuerza de adhesin Estafuerzaesttambinenrelacinconlospuentesdehidrgenoqueseestablecenentrelas molculas de agua y otras molculas polares y es responsable, junto con la cohesin del llamado fenmeno de la capilaridad. A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 46 Cuandoseintroduceuncapilartalcomomuestralafigura,enunrecipienteconagua,sta asciendeporelcapilarcomositrepaseagarrndoseporlasparedes,hastaalcanzarunnivel superioraldelrecipiente,dondelapresinqueejercelacolumnadeagua,seequilibraconla presin capilar.A este fenmeno se debe en parte la ascensin de la savia bruta desde las races hasta las hojas, a travs de los vasos leosos. 10.4. Gran calor especfico. Tambinestapropiedadestenrelacinconlospuentesdehidrgenoqueseformanentrelas molculas de agua. El agua puede absorber grandes cantidades de "calor" que utiliza para romper lospdeh.porloquelatemperaturaseelevamuylentamente.Estopermitequeelcitoplasma acuososirvadeproteccinanteloscambiosdetemperatura.Assemantienelatemperatura constante. 10.5. Elevado calor de vaporizacin. Sirve elmismorazonamiento,tambin los p.deh.son los responsables de esta propiedad.Para evaporar el agua, primero hay que romper los puentes y posteriormente dotar a las molculas de agua de la suficiente energa cintica para pasar de la fase lquida a la gaseosa. Para evaporar un gramo de agua se precisan 540 caloras, a una temperatura de 20: C. 10.6. Ionizacin del agua Disociacin del agua El agua pura tiene la capacidad de disociarse en iones, por lo que en realidad se puede considerar una mezcla de:-agua molecular (H2O ) -protones hidratados (H3O+ ) e -iones hidroxilo (OH-) En realidad esta disociacin es muy dbil en el agua pura, y as el producto inico del agua a 25: es A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 47 Este producto inico es constante. Como en el agua pura la concentracin de hidrogeniones y de hidroxiloseslamisma,significaquelaconcentracindehidrogenionesesde1x10-7.Para simplificarlosclculosSorensenideexpresardichasconcentracionesutilizandologaritmos,y asdefinielpHcomoellogaritmocambiadodesignodelaconcentracindehidrogeniones. Segn esto:disolucin neutra pH = 7disolucin cidapH < 7disolucin bsicapH > 7 En la figurase seala el pH de algunas soluciones. En general hay que decirque la vida se desarrolla a valores de pH prximos a la neutralidad. Los organismos vivos no soportan variaciones del pH mayor de unas dcimas de unidad y por eso handesarrolladoalolargodelaevolucinsistemasdetampnobuffer,quemantienenelpH constante mediantemecanismos homeostticos. Lossistemastampn consisten en un parcido-base conjugado que actan como dador y aceptor de protones respectivamente.Eltampnbicarbonatoescomnenloslquidosintercelulares,mantieneelpHenvalores prximos a 7,4, gracias al equilibrio entre el in bicarbonato y el cido carbnico, que a su vez se disocia en dixido de carbono y agua: Siaumentalaconcentracindehidrogenionesenelmedioporcualquierprocesoqumico,el equilibrio se desplaza a la derecha y se elimina al exterior el exceso de CO2 producido. Si por el contrariodisminuyelaconcentracinde hidrogeniones delmedio,elequilibriose desplazaala izquierda, para lo cual se toma CO2 del medio exterior. A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 4810.7. smosis smosis y presin osmticaSitenemosdosdisolucionesacuosasdedistintaconcentracinseparadasporunamembrana semipermeable (deja pasar el disolvente pero no el soluto ), se produce el fenmeno de la smosis que sera un tipo de difusin pasiva caracterizada por el paso del agua ( disolvente ) a travs de la membranasemipermeabledesdelasolucinmsdiluida(hipotnica)alamsconcentrada (hipertnica),estetrasiegocontinuarhastaquelasdossolucionestenganlamisma concentracin ( isotnicas o isoosmticas ). Y se entiende por presin osmtica la presin que sera necesaria para detener el flujo de agua a travs de la membrana semipermeable.Lamembranaplasmticadelaclulapuedeconsiderarsecomosemipermeable,yporellolas clulas deben permanecer en equilibrio osmtico con los lquidos que las baan. Cuandolasconcentracionesdelosfluidosextracelulareseintracelularessonigual,ambas disoluciones son isotnicas.Siloslquidosextracelularesaumentansuconcentracindesolutossehacerhipertnicos respecto a la clula, y sta pierde agua, se deshidrata y mueren (plamlisis).Ysiporelcontrariolosmediosextracelularessediluyen,sehacenhipotnicosrespectoala clula,elaguatiendeaentrarylasclulassehinchan,sevuelventurgentes(turgescencia), llegando incluso a estallar.A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 49La difusin y la dilisisLoslquidos presentesenlos organismosson dispersiones dediversassustanciasen elsenodel agua.Segneltamaodelaspartculasseformarndispersionesmolecularesodisoluciones verdaderas como ocurre con las que se forman con las sales minerales o por sustancias orgnicas de molculas pequeas, como los azcares o aminocidos. Las partculas dispersas pueden provocar adems del movimiento de smosis, estos otros dos:La dilisis. En este caso pueden atravesar la membrana adems del disolvente, molculas de bajo pesomolecularystaspasanatravesandolamembranadesdelasolucinmsconcentradaala msdiluida.Eselfundamentodelahemodilisisqueintentasustituirlafiltracinrenal deteriorada.Ladifusinseraelfenmenoporelcuallasmolculasdisueltastiendenadistribuirse uniformementeenelsenodelagua.Puedeocurrirtambinatravsdeunamembranasieslo suficientemente permeable. As se realizan los intercambios de gases y de algunos nutrientes entre la clula y el medio en el que vive. 11. PURIFICACIN DEL AGUA. 11.1. La ozonizacin.- Se inyecta ozono al agua asegurndose que haya una mezcla total, siendo ste un mtodo eficaz pero muy costoso. 11.2. La destilacin.- Sirve para retirar del agua sustancias que interfieran en el anlisis qumico, para este procedimiento se utiliza un aparato llamado alambique. A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 5011.3.Lacloracin.-Primerosedebeclarificarlasaguasconsulfatoalumnicohastaque precipiten los carbonatos que estn contenidos en los sulfatos, luego se filtran las aguas en filtros de piedra,arena, grava, produciendo un sabor desagradable para lo cualse debeairear bien esta agua para que pierda el mal sabor. 12. POTABILIZACIN DEL AGUA. 12.1.Procedimientos qumicos.-Para precipitarsus impurezasymatarlosmicrobios.Consiste en agregar sustancias como el cloro. 12.2. Ebullicin.- Sirve para destruir los microbios patgenos. 12.3.Filtracin.-Pararetirarlaspartculasquellevaensuspensinelagua.Consisteenhacer pasar el agua a travs se cuerpos porosos, utilizando filtros. 13. ELECTRLISIS DEL AGUA. Seefectahaciendopasarlacorrienteelctricaatravsdelaguaaciduladaconcidosulfrico para aumentar su conductividad. Laelectrolisiscontieneclulaselectrolticasquesondispositivosquesirvenpararealizareste proceso. Partes de una clula electroltica. Recipiente.-Dondesecolocaelelectrolito,puedeserdediferenteformaymaterial (vidrio, grafito, hierro, plstico). Dospoloselctricos.-llamadoselectrodos,unopositivollamadonodoyotronegativo llamado ctodo. Estos polos son la parte esencial de una ulula porque sobre ellos se realiza la formacin de los productos de la electrlisis, estn hechos de materiales conductores de la corriente elctrica como ser oro, cobre, grafito. Unafuentedecorrienteelctricacontinua.-quepuedenserpilaselctricasoun acumulador de un automvil La ecuacin inica que se obtiene en la electrlisis del agua es la siguiente: nodo 2OH- + 2e-H2O + Oo (oxidacin) Ctodo H3O+ +1e-H2O + Ho (reduccin) A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 5114.CLASES DE AGUA. Agua cida.- Agua que contiene una cantidad de sustancias cidas que hacen al pH estar por debajo de 7,0. Aguablanda.-Cualquieraguaquenocontienegrandesconcentracionesdeminerales disueltos como calcio y magnesio. Aguacontaminada.-Lapresenciaenelaguadesuficientematerialperjudicialo desagradable para causar un dao en la calidad del agua. Agua desmineralizada.-Agua que es tratada contracontaminante,mineralesyest libre de sal. Aguadeprecolacin.-Aguaquepasaatravsdelarocaodelsuelobajolafuerzadela gravedad. Aguadura.-Aguaquecontieneungrannmerodeionespositivos.Ladurezaest determinada por el nmero de tomos de calcio y magnesio presentes. El jabn generalmente se disuelve malamente en las aguas duras. Agua embotellada.-Aguaquesevendeenlos envasesdeplsticosparaser bibiday/o uso domstico. Aguapotable.-Aguaqueesseguraparabeberyparacocinar,contieneelementoscomo el CO, aire, sales de Na, K, Ca, Mg, que participan en el metabolismo que se realiza dentro del cuerpo. Tiene las siguientes caractersticas: Es transparente, incolora, inspida e inodora. Debedisolverbieneljabnsinpresenciadegrumosyrealizarlacoccindelas legumbres. No debe contener sales minerales en exceso. No debe contener grmenes patgenos, amoniaco, nitritos o nitratos. No debe contener aire en solucin para que no sea indigesta. Aguaproducto.-Aguaquehasidopasadaatravsdeunaplantadetratamientodeaguas residuales y est lista para ser entregada a los consumidores. Agua salobre.- Agua que no est contenida en la categora de agua salada, ni en la categora de agua dulce. Esta agua est contenida entre las dos anteriores. Aguasegura.-Aguaquenocontienebacteriaspeligrosas,metalestxicos,oproductos qumicos, y es considerada segura para beber. Aguasubterrnea.-Aguaquepuedeserencontradaenlazonasaturadelsuelo;zonaque consisteprincipalmenteenagua.Semuevelentamentedesdelugaresconaltaelevaciny presin hacia lugares de baja elevacin y presin, como los ros y lagos. Aguasuperficial.-Todaaguanaturalabiertaalaatmsfera,concernientearos,lagos, reservorios, charcas, corrientes, ocanos, mares, estuarios y humedales. Agua ultra pura.- Una manera de trabajo especializado que demanda la creacin de un agua ultrapura.Unnmerodetcnicassonusadas,entreotras;filtracinpormembrana, intercambioinico,filtrossubmicroscpicos,ultravioletaysistemasdeozono.Elagua productoesextremadamentepuraynocontienemuchaconcentracindesal,componentes orgnicos o pirognicos, oxgeno, slidos en suspensin y bacterias. Aguas brutas.- Entrada antes de cualquier tratamiento o uso. Aguasgrises.-Aguasdomsticasresidualescompuestas poraguadelavarprocedentedela cocina, cuarto de bao, aguas de los fregaderos, y lavaderos. Aguashipoanxicas.-Aguas con una concentracin deoxgeno disuelto menorque 2mg/L, elnivelgeneralmenteaceptadocomomnimorequeridoparalavidaylareproduccinde organismos acuticos. A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 52Aguasnegras.-Aguasquecontienelosresiduosdesereshumanos,deanimalesode alimentos. Aguasreceptoras.- Un ro, un lago, un ocano, una corriente deagua u otro curso de agua, dentro del cual se descargan aguas residuales o efluentes tratados. Aguas residuales.- Fluidos residuales en un sistema de alcantarillado. El gasto o agua usada por una casa, una comunidad, una granja, o industria que contiene materia orgnica disuelta o suspendida. Aguas residuales brutas.- Aguas residuales sin tratar y sus contenidos. Aguasresidualesmunicipales.-Residuoslquidos,originadosporunacomunidad. Posiblemente han sido formado por aguas residuales domsticas o descargas industriales. 15. APLICACIONES. En la alimentacin de los seres vivos. En laboratorio como disolvente. El agua destilada se emplea en anlisis qumicos y para preparar inyectables. En la industria recibe el nombre de Hulla Blanca porque debido a su potencialhidrulica se transforma en energa elctrica por medio de turbinas. Es el factor principal en la higiene domstica. Es medicinal cuando se la utiliza en aguas termales. Puede conservar los alimentos cuando esta al estado slido. Soporte o medio donde ocurren las reacciones metablicasAmortiguador trmicoTransporte de sustanciasLubricante, amortiguadora del roce entre rganosFavorece la circulacin y turgenciaDa flexibilidad y elasticidad a los tejidos Puedeintervenircomoreactivoenreaccionesdelmetabolismo,aportandohidrogenioneso hidroxilos al medio. 16. EL AGUA EN LA VIDA. Elaguaesimprescindibleparaelorganismoeselcomponenteprincipaldelamateriaviva. Constituye del 50 al 90% de la masa de los organismos vivos. El protoplasma, que es la materia bsica de las clulas vivas, consiste en una disolucin de grasas, carbohidratos, protenas, sales y otroscompuestosqumicossimilaresenagua.Elaguaactacomodisolventetransportando, combinandoydescomponiendoqumicamenteesassustancias.Lasangredelosanimalesyla savia de las plantas contienen una gran cantidad de agua, que sirve para transportar los alimentos ydesecharelmaterialdedesperdicio.Elaguadesempeatambinunpapelimportanteenla descomposicinmetablica demolculastanesencialescomolas protenasyloscarbohidratos. Este proceso, llamado hidrlisis, se produce continuamente en las clulas vivas. Por ello, las prdidas que se producen por la orina, las heces, el sudor y a travs de los pulmones o dela piel,han derecuperarsemedianteel agua que bebemosygraciasaaquella contenidaen bebidas y alimentos. A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 53Como se muestra en la siguiente figura, el organismo pierde agua por distintas vas. Esta agua ha de ser recuperada compensando las prdidas con la ingesta y evitando as la deshidratacin.

Necesidades diarias de agua Esmuyimportanteconsumirunacantidadsuficientedeaguacadadaparaelcorrecto funcionamiento de los procesos de asimilacin y, sobre todo, para los de eliminacin de residuos del metabolismo celular. Necesitamos unos tres litros de agua al da como mnimo, de los que la mitadaproximadamentelosobtenemosdelosalimentosylaotramitaddebemosconseguirlos bebiendo Recomendaciones sobre el consumo de agua Siconsumimosaguaengrandescantidadesduranteodespusdelascomidas,disminuimosel grado de acidez en el estmago al diluir los jugos gstricos. Esto puede provocar que los enzimas querequierenundeterminadogradodeacidezparaactuarquedeninactivosyladigestinse ralentize.Losenzimasquenodejandeactuarporeldescensodelaacidez,pierdeneficaciaal quedardiluidos.Silasbebidasquetomamosconlascomidasestnfras,latemperaturadel estmago disminuye y la digestin se ralentiza an ms. Como norma general, debemos beber en los intervalos entre comidas, entre dos horas despus de comerymedia hora antes de lasiguiente comida. Est especialmente recomendado beber uno o dos vasos de agua nada mslevantarse.As conseguimos unamejor hidratacinyactivamoslos mecanismos de limpieza del organismo. En la mayora de las poblaciones es preferible consumir agua mineral, o de un manantial o fuente de confianza, al agua del grifo. 17.CICLO NATURAL DEL AGUA El movimiento continuo de agua entre la Tierra y la atmsfera se conoce como ciclo hidrolgico. Se produce vapor de agua por evaporacin en la superficie terrestre y en las masas de agua, y por transpiracin de los seres vivos. Este vapor circula por la atmsfera y precipita en forma de lluvia o nieve. A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 54 18. CONTAMINACIN DEL AGUA. El agua al caer con la lluvia por enfriamiento de las nubes arrastra impurezas del aire. Al circular por la superficie o a nivel de capas profundas, se le aaden otros contaminantes qumicos, fsicos obiolgicos.Puedecontenerproductosderivadosdeladisolucindelosterrenos:calizas (CO3Ca),calizasdolomticas(CO3Ca-CO3Mg),yeso(SO4Ca-H2O),anhidrita(SO4Ca),sal (ClNa),cloruropotsico(ClK),silicatos,oligoelementos,nitratos,hierro,potasio,cloruros, fluoruros, as como materias orgnicas. A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 55Haypuesunacontaminacinnatural,peroaltiempopuedeexistirotramuynotablede procedenciahumana,poractividadesagrcolas, ganaderas oindustriales,que hace sobrepasar la capacidad de autodepuracin de la naturaleza. Principales contaminantes Los principales contaminantes del agua son los siguientes: Aguasresidualesyotrosresiduosquedemandanoxgeno(ensumayorpartemateria orgnica, cuya descomposicin produce la desoxigenacin del agua).Agentes infecciosos.Nutrientes vegetales que pueden estimular el crecimiento de las plantas acuticas. stas, a su vez,interfierenconlosusosalosquesedestinaelaguay,aldescomponerse,agotanel oxgeno disuelto y producen olores desagradables.Productosqumicos,incluyendolospesticidas,diversosproductosindustriales,las sustancias tensioactivas contenidas en los detergentes, y los productos de la descomposicin de otros compuestos orgnicos.Petrleo, especialmente el procedente de los vertidos accidentales.Minerales inorgnicos y compuestos qumicos.Sedimentosformadosporpartculasdelsueloymineralesarrastradosporlastormentasy escorrentas desde las tierras de cultivo, los suelos sin proteccin, las explotaciones mineras, las carreteras y los derribos urbanos.Sustanciasradiactivasprocedentesdelosresiduosproducidosporlaminerayelrefinado deluranioyeltorio,lascentralesnuclearesyelusoindustrial,mdicoycientficode materiales radiactivos.Elcalortambinpuedeserconsideradouncontaminantecuandoelvertidodelagua empleadaparalarefrigeracindelasfbricasylascentralesenergticashacesubirla temperatura del agua de la que se abastecen. 19. LLUVIA CIDA. Lluvia cida es un trmino muy amplio que se emplea para describir las diversas maneras en que loscidoscaende laatmsfera,tieneuna variedad deefectos, entreellos el dao causadoalos bosques y los suelos, los peces y otros seres vivientes, los materiales y la salud humana. La lluvia cidatambinreducela distanciayelgradode claridadcon quepodemosveratravsdelaire, efecto ste que se conoce como la reduccin de la visibilidad. La mayor parte de las sustancias acidificantes vertidas al aire son: Eldixidodeazufreylosxidosdenitrgeno:unagranpartedeldixidodeazufrees oxidado a trixido de azufre, que es muy inestable y pasa rpidamente a cido sulfrico. La oxidacin cataltica del dixido de azufre es tambin rpida. Se cree que en las gotas de agua se produce la oxidacin implicando oxgeno molecular y, como catalizadores, sales de hierro y manganeso procedentes de la combustin del carbn. Adems,puedeproducirseoxidacinfotoqumicaporlaaccindelozono.Encualquier caso, la consecuencia es la formacin de niebla con alto contenido en cido sulfrico. A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 56 A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 57 1. INTRODUCCIN Suele llamarse tambin agua oxigenada. Es un lquido parecido al agua cuya frmula molecular corresponde a H2O2; su estructura puede expresarse en las formas siguientes: HOHO OH OH 2. CARACTERSTICAS La estructura del perxido de hidrgeno presenta una configuracin especial; en ella, el ngulo de los enlaces H O O es 97oy los ejes separados del enlace H O forman un ngulo diedro de 94o. 3. PROPIEDADES Propiedades y constantes fsicasValores Masa molecular34,02 Densidad1,438 Punto de congelacin oC-1,7 Punto de fusin oC-0,89 Punto de ebullicin oC151,4 Soluble en agua en todas proporciones Soluble en alcohol, 95% Enestadopuro,elperxidodehidrgenoesunlquidodeaspectoaceitoso;enlosdems aspectos, es muy parecido al agua; no es combustible, se disuelve bien en el agua y la mezcla es frigorfica, es decir que hace descender la temperatura. Con las sustancias orgnicas puede formar mezclas detonantes.Esuncompuestoinestableen,presenciadeH3O+ sedescomponefcilmenteatemperatura ambiente debido a un proceso de auto oxidacin - reduccin. H2O2+2 H2OO2 + 2 H3O++ 2e- H2O2+2 H3O++ 2e- 4 H2O 2 H2O2O2 + 2 H2O Delprocesoanteriorsededucequeelperxidodehidrgenoconstituyeunabuenafuentede oxgeno. A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 58 Debido a que la descomposicin del perxido de hidrgeno se aceleraporla luz, ste se envasa en recipientes oscuros. Enpresenciadeoxidantesmsfuertessecomportancomoreductor;taleselcasodel permanganatodepotasio,elcualdecoloraenunmediocidoyformaoxigeno;lareaccin qumica se representa as: 2K Mn O4 + 3H2S O4 + 5H2O22Mn S O4 + K2 S O4 + 8H2O + 5O2 4. OBTENCIN En laboratorio se prepara a partir de los perxidos slidos tratados con cidos: Ej. BaO2 + H2 S O4 Ba S O4 + H2O2 En la industria se obtiene por electrlisis de cido sulfrico, H2 S O4, cuya pureza es del 50% en peso de H2 S O4 . El proceso se presenta en la forma siguiente. 2 H S O4 -+2 H3O H2 S2 O8+2 H2O + H2 AlelevarlatemperaturaelH2S2O8(cidoperoxidisulfrico),reaccionaconelaguapara formarcidosulfricoycidoperoximonosulfricoH2SO5. Conformeseaumentala temperatura, el cido peroximono sulfrico se hidroliza para formar: H2 S O5 + H2O H2 S O4+ H2O2 5. APLICACIONES Los usos ms frecuentes del perxido de hidrgeno comprenden el blanqueo de fibras textiles como lana, celulosa, fibras sintticas y el cabello. Se usa como oxidante, antisptico y desinfectante, Tambin es usado como generador de fuerza, ya que se le incluye entre los monopropulsores lquidos, en torpedos, submarinos y cohetes. A P R E N D I E N D O M A S D E Q U M I C A U.P.N.Mariscal SucreFsica Qumica 3ro/02/05. 59TERCERAUNIDAD (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) IA T A B L AP E R I O D I C A VIIIA IIAIIIAIVAVAVIAVIIA He F Ne IIIBIVBVBVIBVIIBVIIIBIBIIBCl Ar BrKr IXe AtRn 1. INTRODUCCION. Losgasesnoblesformanlafami