Propiedades ácido – base de óxidos inorgánicos

Los óxidos inorgánicos son compuestos conformados por un elemento más oxígeno. Generalmente los óxidos son obtenidos a través de la combustión del elemento en un ambiente rico en oxígeno, y cuando estos óxidos entran en contacto con el agua alteran el equilibrio de los iones presentes en la solución, alterando el pH.

El estudio del comportamiento de los óxidos en solución permite introducirse en el análisis del comportamiento periódico de los elementos químicos, asi como comprender los mecanismos del equilibrio químico que determina el pH de las soluciones.

Fundamentación teórica

Un oxido inorgánico es un compuesto químico que contiene al menos un átomo de oxigeno enlazado con un átomo distinto. El oxígeno generalmente exhibe el estado de oxidación -2 en los óxidos.

El origen de estos compuestos es variado y son abundantes en la corteza terrestre debido a la acción del aire y del agua. La capacidad de reaccionar con el oxígeno de cada elemento depende de su electronegatividad, existen elementos que reaccionan fácilmente para generar el óxido como el hierro mientras el oro tiene baja afinidad con el oxígeno, por lo que el óxido de oro (III) debe ser generado a través de rutas de síntesis indirectas.

Dos rutas independientes para la corrosión de los elementos son la hidrolisis y la oxidación, y la combinación de agua con oxigeno potencia el poder de corrosión. Virtualmente todos los elementos se queman en una atmosfera con oxígeno. En la presencia de humedad y oxigeno algunos elementos como el sodio reaccionan rápidamente para generar hidróxidos, por lo que no es posible encontrar estos elementos en su forma metálica en la naturaleza.

Los óxidos inorgánicos de los elementos más electropositivos tienden a ser básicos. Expuestos al agua forman hidróxidos, por ejemplo, el óxido de sodio al ser hidratado forma hidróxido de sodio. A su vez, los óxidos de elementos más electronegativos tienden a ser ácidos, y generan ácidos oxácidos al ser hidratados. También se pueden encontrar óxidos que pueden exhibir propiedades tanto acidas como básicas como por ejemplo el óxido de aluminio.

Materiales

• 10 tubos de ensayo
• Gradilla
• Mechero Bunsen
• 6 cucharillas de combustión
• Lija fina de agua
• 6 beaker de 50 mL

Reactivos

• Agua destilada
• Indicador universal
• Solución de NaOH 6M
• Ácido clorhídrico 1M
• Litio metálico
• Sodio metálico
• Magnesio metálico
• Calcio metálico
• Azufre
• Óxido de cromo (VI)
• Óxido de zinc
• Óxido de hierro (III)
• Óxido de silicio
• Óxido de níquel (II)
• Óxido de aluminio (III)

Procedimiento

Preparar tres tubos de ensaye a modo de testigos de los cambios de color que presenta el indicador universal en diferentes medios, marcar los tubos con su contenido.

En el primer tubo colocar 5 mL de agua destilada y dos gotas de indicador universal. En el segundo tubo colocar 5 mL de solución de hidróxido de sodio y dos gotas de indicador universal. Finalmente, en el tercer tubo agregar 5 mL de ácido clorhídrico y dos gotas de indicador universal. Registrar las observaciones.

Limpiar y lijar las cucharillas de combustión con una lija de agua.

Colocar en una cucharilla de combustión un trozo pequeño de litio, acérquelo a la flama del mechero, observe la coloración de ésta y permita que se lleve a cabo la combustión.

Introducir la cucharilla con el producto de combustión en un beaker de 50 mL que contenga aproximadamente 20 mL de agua destilada. Añada dos o tres gotas de indicador universal.

Repetir los pasos anteriores con sodio, potasio, magnesio, calcio y azufre, tratando de usar cantidades similares en todos los casos. Marcar cada beaker debidamente. (para el caso del azufre, realizar la combustión en una campana de extracción de gases)

Utilizar un trozo de hielo seco como fuente de dióxido de carbono. colocar una pequeña cantidad de hielo seco en un beaker de 50 ml con 20 mL de agua y añadir 2 – 3 gotas de indicador universal. Observar

Colocar una pequeña cantidad de los siguientes óxidos en un tubo de ensayo cada uno y marcar; CrO₃, ZnO, CuO, Fe₂O₃, SiO₂, NiO, Al₂O₃. Adicionar 5 mL de agua destilada y 2 – 3 gotas de indicador universal. Realizar las observaciones y anotar.

Después del experimento

Llenar la siguiente tabla con las observaciones realizadas durante el experimento y escribir las reacciones correspondientes en cada óxido inorgánico . Con ayuda de los tubos de ensayo testigo con agua destilada, ácido clorhídrico e hidróxido de sodio, clasificar los productos de las reacciones según su carácter acido – básico.

Recomendaciones de seguridad

Las combustiones se deben hacer de manera cuidadosa. Evitar observar directamente el proceso de combustión por largos periodos de tiempo e inhalar los vapores desprendidos.

Cuando se sumerja la cucharilla de combustión, no soltarla de manera brusca contra el fondo del beaker ya que se puede romper. Manejar con guantes adecuados la cucharilla de combustión para evitar quemaduras.

No manipular el hielo seco con las manos, aun con guantes, siempre manejarlo con pinzas para evitar quemaduras por congelación.

En todo momento se deben utilizar los elementos de seguridad básicos en el laboratorio de química (bata de laboratorio, guantes, gafas de seguridad y demás que sean exigidos por las normas internas, locales o nacionales. Los residuos generados por la práctica deben ser dispuestos de manera adecuada según las normas de laboratorio y las normas locales y nacionales respectivas.

Mayor información

Oxides

Clasificación

Nivel: Universitario

Tipo: Practica de enseñanza

Riesgo: medio