Qumica descriptiva Inorgnica

Carolina Gonzlez Martn 2B bto. Ntra. Sra. De las Escuelas Pas. 14 Marzo, 2012 Profesora: Marta Garca lvarez

Carolina Gonzlez Martn

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El Hidrgeno Propiedades fsicas Mtodos de obtencinObtencin industrial Obtencin en el laboratorio

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Propiedades qumicas Inters industrial El Cloro Propiedades fsicas Mtodos de obtencinObtencin industrial Obtencin en el laboratorio

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Propiedades qumicas Inters industrial El Amoniaco Propiedades fsicas Mtodos de obtencin Propiedades qumicas Inters industrial El cido clorhdrico Propiedades fsicas Mtodos de obtencin Propiedades qumicas Inters industrial El cido sulfrico Propiedades fsicas Mtodos de obtencin Propiedades qumicas Inters industrial Bibliografa

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El HIDRGENO (H2)En un principio no se le distingua de otros gases hasta que el qumico britnico Henry Cavendish demostr en 1766 que se formaba en la reaccin del cido sulfrico con los metales y, ms tarde, descubri que el hidrgeno era un elemento independiente que se combinaba con el oxgeno para formar agua. El qumico britnico Joseph Priestley lo llam aire inflamable en 1781, y el qumico francs Antoine Laurent de Lavoisier le dio finalmente el nombre de hidrgeno. Salvo a temperaturas muy altas se presenta en la naturaleza como molcula biatmica. Se presenta en estado gaseoso en la naturaleza, salvo a temperaturas muy bajas y presiones muy altas, debido a la debilidad de sus fuerzas intermoleculares. No tiene ubicacin clara en el sistema peridico, aunque su comportamiento es similar al de los llamados gases ideales normalmente se coloca en la parte superior del grupo de los alcalinos (I A) por tener la misma estructura electrnica, aunque sus propiedades son distintas. Es incoloro, inodoro y muy poco soluble en agua y en otros disolventes. Se conocen tres istopos del hidrgeno: El protio (H), que no posee neutrones, constituye el 99,98% del hidrogeno existente en la tierra. El deuterio (D), se encuentra en el agua natural, en forma de dixido D2O o agua pesada, se emplea en estudios de mecanismos de reacciones y en investigaciones espectroscpicas. Posee dos neutrones y tiene una abundancia de 0,02% . El tritio (T), se forma en las capas altas de la atmsfera, a travs de reacciones nucleares, es considerado radiactivo y puede utilizarse para el estudio del mecanismo de reacciones qumicas. Tiene dos neutrones es el ms escaso que por cada 109 tomos de hidrgeno hay uno de tritio. Aunque los efectos isotpicos son los mayores en el caso del hidrgeno, lo cual justifica el uso de nombres diferentes para los dos istopos ms pesados, las propiedades del H, D, T son esencialmente idnticas excepto en materias tales como velocidades y constantes de equilibrio de las reacciones.

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Carolina Gonzlez Martn 1. Propiedades fsicas:Como ya hemos dicho anteriormente, el hidrgeno es un gas incoloro, inodoro y poco soluble en todos los disolventes y a 298K y 1 bar de presin se ajusta muy bien a las leyes de los gases ideales. Su peso molecular es de 1 uma y su configuracin electrnica 1s1, por lo que su numero de oxidacin ser +1. El enlace entre molculas de hidrgeno es covalente y excepcionalmente fuerte para un enlace sencillo en una molcula diatmica. Los valores de los puntos de fusin, entalpa de fusin, puntos de ebullicin y entalpa de vaporizacin son muy bajos, lo que determina la existencia de dbiles fuerzas de Van der Waals entre las molculas de H2. Propiedad fsica Punto de fusin (K) Punto de ebullicin (K) Entalpa de vaporizacin (kJ mol-1) Entalpa de fusin (kJ mol-1) Entropa estndar (kJ mol ) Densidad (273 K) ( g dm )-3 -1

Valor 13,66 20,13 0,904 0,177 130,7 0,090

2. Mtodos de obtencin:OBTENCIN INDUSTRIAL: En la actualidad, se emplean tres mtodos: La conversin del metano (gas natural) que, hoy en da, suministra el tonelaje ms importante, o sea, alrededor del 70%. Se puede efectuar con vapor de agua sobre un catalizador segn las reacciones endotrmicas siguientes: CH4 + H2O CH4 + 2H2O CO + 3H2 CO2 + 4H2

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Los gases de coque son un subproducto de la fabricacin del coque metalrgico. Su composicin es de alrededor del 50% de H2, 25% de CH4; 10% de CO; 7% de N2, con un poco de etano, etileno, CO2 y H2S, etc.. Despus de la eliminacin de las impurezas empleando mtodos qumicos con la ayuda absorbentes apropiados, o fsicamente por licuefaccin parcial, se utiliza la mezcla de H2N2 despus del ajuste de las proporciones para la sntesis del amonaco. Asimismo es posible quemar ese gas a fin de recuperar energa. Electrolisis de agua, en soluciones acuosas, permite, obtener hidrgeno puro pero costoso. sta se prctica en Noruega con soluciones de aproximadamente 30% de hidrxido de sodio o de potasio (2.2 V, alrededor de 100 C, 4.7 kWh por m3 de H2 en el ctodo). La electrolisis de soluciones de cloruro de sodio tambin produce en el ctodo H2, subproducto de Cl2. El hidrgeno se puede almacenar en estado liquido o en estado gaseoso comprimido entre 150 o 200 bar, en tubos de acero. En algunos caso, es posible transportarlo a travs de gaseoductos. OBTENCIN EN LABORATORIO: En un frasco de 2 bocas se pone una granalla de Zinc y se vierte por el tubo de seguridad cido sulfrico diluido. La reaccin se expresa por la ecuacin siguiente: H2SO4 + Zn ZnSO4 + H2 A medida que la reaccin se produce, puede observarse que la cantidad de Zinc disminuye, y cuando la reaccin ha terminado, si se evapora el lquido restante, se obtienen cristales blancos de un nuevo cuerpo, el sulfato de zinc (Zn2SO4). Puede sustituirse el cido sulfrico por una solucin de HCl, y entonces la reaccin es:

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Carolina Gonzlez Martn 2HCl + Zn ZnCl2 + H2 El residuo es entonces ZnCl2 . En lugar de zinc se puede emplear hierro o aluminio. El gas desprendido se recoge en una probeta llena de agua, que se coloca invertida en la boca del tubo de desprendimiento, dentro de una cuba de agua. Antes de recoger el hidrgeno en la cuba de agua, o de intentar un experimento cualquiera, conviene dejar el aparato algunos instantes, para que el aire contenido en el frasco haya sido enteramente desplazado por el hidrgeno que se desprende. Existen aparatos que permiten regular el desprendimiento del gas, como aparato de Kipp (en la figura).

3. Propiedades Qumicas (reactividad):De todos los elementos qumicos, el hidrgeno es el que forma o est presente en mayor nmero de compuestos, casi en la totalidad de los compuestos orgnicos y en nmero muy alto de inorgnicos: hidruros, hidrxidos, oxocidos.. El hidrgeno se combina directamente con casi todos los elementos qumicos. Las combinaciones de hidrgeno con otro elemento se denominan hidruros y se clasifican en dos tipos:

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Qumica Descriptiva Inorgnica Con los elementos no metlicos el hidrgeno forma hidruros moleculares con enlace covalente sus bajas temperaturas de fusin y ebullicin hacen que estos hidruros sean clasificados como voltiles. La facilidad de reaccin aumenta en el orden C