Química de metaloides

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El arsénico, el bismuto y el antimonio son elementos químicos que pertenecen al grupo 15 de la tabla periódica, conocido como el grupo del nitrógeno. Estos metaloides comparten propiedades químicas y físicas que los hacen interesantes tanto desde una perspectiva teórica como práctica.

Arsénico (As)

El arsénico es un metaloide conocido principalmente por su toxicidad. Se encuentra en varios minerales y puede formarse en diferentes formas, como el arseniuro y el ácido arsénico. Su uso se ha extendido a lo largo de la historia, desde aplicaciones en medicina hasta su uso en pesticidas y aleaciones. Sin embargo, su toxicidad plantea riesgos significativos para la salud humana y el medio ambiente.

Bismuto (Bi)

El bismuto es un metaloide menos tóxico y se ha utilizado en la industria farmacéutica, especialmente en medicamentos para problemas digestivos. Su baja toxicidad en comparación con otros metales pesados lo convierte en un sustituto atractivo en diversas aplicaciones, como aleaciones y productos cosméticos. Además, el bismuto tiene propiedades únicas, como su baja conductividad térmica y su capacidad para expandirse al solidificarse.

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Antimonio (Sb)

El antimonio es otro metaloide que se utiliza en una variedad de aplicaciones industriales, como la fabricación de retardantes de llama y aleaciones metálicas. Aunque es menos tóxico que el arsénico, su exposición en grandes cantidades puede ser perjudicial para la salud. El antimonio también muestra una química interesante, formando compuestos con una variedad de elementos y exhibiendo múltiples estados de oxidación.

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En conjunto, el estudio de la química del arsénico, el bismuto y el antimonio no solo revela la diversidad de propiedades y aplicaciones de estos elementos, sino que también plantea importantes cuestiones sobre su impacto ambiental y en la salud pública.

Materiales

Reactivos

  • Trióxido de arsénico (\( \text{As}_2\text{O}_3 \))
  • Carbono (\( \text{C} \))
  • Zinc (\( \text{Zn} \))
  • Ácido clorhídrico (\( \text{HCl} \))
  • Nitrato de plata (\( \text{AgNO}_3 \))
  • Trióxido de antimonio (\( \text{Sb}_2\text{O}_3 \))
  • Cloruro de antimonio (\( \text{SbCl}_3 \))
  • Cloruro de bismuto (\( \text{BiCl}_3 \))
  • Sulfuro de amonio (\( (\text{NH}_4)_2\text{S} \))

Procedimiento

Reacción de Identificación del \( \text{As}_2\text{O}_3 + \text{C} \)

  • En un tubo de ensayo, colocar \( \text{As}_2\text{O}_3(s) \) y \( \text{C}(s) \).
  • Calentar el tubo en el mechero Bunsen y observar la reacción.

2\text{As}_2\text{O}_3(s) + 3\text{C}(s) \rightarrow 4\text{As} + 3\text{CO}(g)

Observaciones

 La reacción es de reducción, y en la parte interna del tubo se adhieren partículas brillosas, indicando la presencia de arsénico.

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Propiedades Reductoras del \( \text{AsH}_3 \)

  • En un vaso de precipitado, colocar 1 g de \( \text{As}_2\text{O}_3(s) \), 1 g de \( \text{Zn}(s) \), y 1 ml de \( \text{HCl} \).
  • Tapar el vaso con papel de filtro humedecido con \( \text{AgNO}_3 \).

\text{As}_2\text{O}_3(s) + 6\text{Zn}(s) + 12\text{HCl} \rightarrow 2\text{AsH}_3(g) + 6\text{ZnCl}_2 + 3\text{H}_2\text{O} \text{AsH}_3(g) + 6\text{AgNO}_3(ac) + 3\text{H}_2\text{O} \rightarrow 6\text{Ag}(s) + 6\text{HNO}_3 + \text{H}_3\text{AsO}_3(g)

 Observaciones

 El papel de filtro se torna de color plateado, debido a la formación de plata libre.

Reacción de Identificación del Antimonio

  • En un tubo de ensayo, agregar \( \text{Sb}_2\text{O}_3(s) \) y agua destilada.
  • Calentar hasta ebullición, luego separar la parte líquida y añadir \( \text{HCl} \).
  • Finalmente, agregar \( (\text{NH}_4)_2\text{S} \).

\text{Sb}_2\text{O}_3(s) + 3\text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{Sb(OH)}_3 2\text{Sb(OH)}_3 + \text{HCl} \rightarrow \text{SbCl}_3(ac) + 3\text{H}_2\text{O}

\text{Sb}_2\text{O}_3(s) + 6\text{HCl} + 3(\text{NH}_4)_2\text{S} \rightarrow \text{Sb}_2\text{S}_3 + 6\text{NH}_4\text{Cl} + 3\text{H}_2\text{O}

Observaciones

 En soluciones moderadamente ácidas, se forma un precipitado rojo anaranjado de \( \text{Sb}_2\text{S}_3 \).

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Identificación del Bismuto

1. En un tubo de ensayo, colocar una solución de \( \text{BiCl}_3(ac) \) y añadir \( \text{HCl} \).

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2. Agregar una solución de \( (\text{NH}_4)_2\text{S} \).

\text{BiCl}_3 + 3(\text{NH}_4)_2\text{S} \rightarrow \text{Bi}_2\text{S}_3 \downarrow + 6\text{NH}_4\text{Cl}

Observaciones

 Se observa la formación de un precipitado marrón oscuro, indicando la presencia de sulfuro de bismuto.

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Hidrólisis de las Sales de Antimonio y Bismuto

a) Antimonio

En un tubo de ensayo, colocar 1 ml de \( \text{SbCl}_3 \) y agregar agua destilada gota a gota.

\text{SbCl}_3 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{SbOCl} \downarrow + 2\text{HCl}

 Observaciones

 Se observa un precipitado blanco de \( \text{SbOCl} \). Al agregar \( \text{HCl} \) concentrado, el precipitado desaparece y se regenera \( \text{SbCl}_3 \).

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b) Bismuto

1. En un tubo de ensayo, colocar 1 ml de \( \text{BiCl}_3 \) y agregar agua destilada gota a gota.

\text{BiCl}_3 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{BiOCl} \downarrow + 2\text{HCl}

Observaciones

 Se produce un precipitado blanco de cloruro de bismutilo (\( \text{BiOCl} \)), que desaparece al agregar \( \text{HCl} \), regenerando \( \text{BiCl}_3 \).

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Como citar este artículo:

APA: (2025-07-09). Química de metaloides. Recuperado de https://quimicafacil.net/manual-de-laboratorio/quimica-de-metaloides/

ACS: . Química de metaloides. https://quimicafacil.net/manual-de-laboratorio/quimica-de-metaloides/. Fecha de consulta 2025-08-31.

IEEE: , "Química de metaloides," https://quimicafacil.net/manual-de-laboratorio/quimica-de-metaloides/, fecha de consulta 2025-08-31.

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Vancouver: . Química de metaloides. [Internet]. 2025-07-09 [citado 2025-08-31]. Disponible en: https://quimicafacil.net/manual-de-laboratorio/quimica-de-metaloides/.

MLA: . "Química de metaloides." https://quimicafacil.net/manual-de-laboratorio/quimica-de-metaloides/. 2025-07-09. Web.

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