Experimentación en Química Inorgánica 1 PRÁCTICA IV. ELEMENTOS DEL GRUPO 16 PROPIEDADES MÁS IMPORTANTES DEL PERÓXIDO DE HIDRÓGENO. REACTIVIDAD DE ANIONES QUE CONTIENEN AZUFRE EN DIVERSOS ESTADOS DE OXIDACIÓN. Objetivos: A través de experiencias de realización muy sencillas, se pretende destacar las propiedades más importantes del peróxido de hidrógeno, y de aniones que contienen azufre en diversos estados de oxidación, así como, la interconversión entre ellos. Antes de comenzar la práctica se debe conocer, consultando el Handbook, y analizar, los potenciales de reducción estándar siguientes: (NO3)-/NO2; (Cr2O7)2-/Cr3+; I2/I-; I3-/I-; así como los pka sucesivos del H2S. También se habrán de calcular los potenciales de reducción estándar que se indican a continuación, a partir de los diagramas de Latimer para el S y Mn: (HSO4)-/(SO3)2-; (HSO4)-/(S2O3)2-; (S2O3)2-/H2S; (MnO4)-/Mn2+. Diagramas de Latimer del O: Disolución ácida 0 0.695 –1 1.763 -2 O2 H2O2 H2O Disolución básica 0 -0.065 -1 0.867 -2 O2 (HO2)- OHDiagrama de Latimer del S: Disolución ácida +6 -0.253 +5 0.569 +4 0.40 +2 0.60 0 0.144 -2 (HSO4)- (S2O6)2- H2(SO3) (S2O3)2- S H2S Disolución básica: +6 -0.936 +4 0.576 +2 -0.742 0 -0.476 (SO4)2- (SO3)2- (S2O3)2- S (HS)Diagramas de Latimer simplificado del Mn: Disolución ácida +7 - 1.69 +4 1.23 +2 (MnO4) MnO2 Mn2+ Disolución básica +7 0.60 - +4 -0.082 +2 (MnO4) MnO2 Mn(OH)2 Experimentación en Química Inorgánica 2 Material: tubos de ensayo, tubos de centrífuga, centrífuga, gradilla, espátula, varilla de vidrio, papel indicador, placa de toques. Reactivos: Peróxido sódico. Peróxido de hidrógeno (3%), ácido clorhídrico (2M), yoduro potásico (1M), permanganto potásico (1M), sulfuro sódico (1M), trioduro potásico (1M), ácido sulfúrico (2M), dicromato potásico (1M), nitrato de plomo (1M), ácido nítrico concentrado, ácido clorhídrico concentrado, cloruro de estaño(II) (1M), sulfato cúprico (1M), azufre en polvo, etanol, sulfito sódico (1M), cloruro de bario (1M), sulfato sódico (1M), tiosulfato sódico (1M), sulfato de aluminio (2M). 3 SO 2 = 6 2 NE 0 SO = S 2 SO = SO 3 1 SO S 4 = 4 2 = 6 0 HS 2 -1 SO SO 2 -2 = SO 3 4 = 3 = 6 -3 SO = 4 -4 -4 -2 0 2 4 6 8 N Figura. Diagrama de Frost de los elementos del grupo Guión de la práctica: Experimento 1. Propiedades redox del peróxido de hidrógeno a. Colocar una punta de espátula de peróxido de sodio en un tubo de ensayo. Añadir 1 ml de agua destilada y disolver. Mirar el pH de la disolución. b. Añadir gota a gota HCl 1M hasta acidular la disolución anterior y añadir seis gotas de una disolución de yoduro potásico 0.1 M. c. A 10 gotas de disolución de peróxido de hidrógeno al 3% añadir 3 gotas de HCl(2M) y 6 gotas de KI (1M). d. A 4 gotas de K(MnO4) (1M) aciduladas con 2 gotas de HCl (2M) añadir gota agota disolución de H2O2 (3%) hasta decoloración. e. Repetir el experimento d sin acidular. Experimento 2. Propiedades del ión sulfuro (en vitrina) a. Comprobar el pH de una disolución de Na2S (1M). b. A 5 gotas de Na2S (1M) añadir 2 gotas de KI3 (1M). c. A 5 gotas de K(MnO4) (1M) aciduladas con 2 gotas de H2(SO4) (2M) añadir gota a gota Na2S (1M) hasta decoloración. d. A 5 gotas de K2(Cr2O7) (1M) acidificadascon 2 gotas de H2(SO4) añadir gota a gota Na2S (1M). e. A 5 gotas de Pb(NO3)2 (1M) añadir gota a gota Na2S (1M) hasta aparición de precipitado. A una pequeña porción de disolución turbia añadir H(NO3) y a otra HCl concentrados a fin de comprobar la redisolución del precipitado. f. Repetir la experiencia e utilizando 5 gotas de SnCl2 (1M). g. Repetir la experiencia e utilizando 5 gotas de Cu(SO4) (1M). Experimentación en Química Inorgánica 3 Experimento 3. Preparación de polisulfuros (en vitrina) a. A 10 ml de Na2S (1M) añadir una pequeña cantidad de S en polvo humedecido con etanol (utilizar tubo de centrífuga). Calentar con llama débil hasta cambio de color de la disolución. Centrifugar y decantar a fin de eliminar el S que no ha reaccionado. Añadir a la disolución transparente HCl (2M) gota agota hasta pH ácido. Observar la disolución al cabo de un cierto tiempo. Experimento 4. Precipitación de iones (SO3)2- y (SO4)2a. En un tubo de centrífuga añadir a 5 gotas de Na2(SO3) (1M) 2 gotas de BaCl2 (1M). Centrifugar y decantar. Colocar una pequeña porción del precipitado sólido en una placa de toques y añadirle HCl concentrado gota a gota. b. Repetir el ensayo a con 5 gotas de Na2(SO4) (1M. Experimento 5. Propiedades redox del S(IV) a. A 5 gotas de Na2S (1M) añadir 5 gotas de Na2(SO3) (1M), acidular con HCl (2M). b. A 5 gotas de KI3 (1M) añadir 5 gotas de Na2(SO3) (1M). c. A 3 gotas de K(MnO4) (1M) añadir 3 gotas de Na2(SO3) (1M). Observar el resultado. Acidular con HCl (2M). Experimento 6. Propiedades del ión tiosulfato a. Tratar en un tubo de ensayo unas gotas de disolución de tiosulfato sódico con 1 ml de disolución de sulfato de aluminio, mirar el pH y observar los cambios. b. En un tubo para centrífuga añadir 3 gotas de Na2(S2O3) (1M), 6 gotas de Pb(NO3)2 (1M). Centrifugar y decantar. Tratar el precipitado con Na2(S2O3) (1M) hasta su redisolución y calentar el líquido transparente en la vitrina, hasta aparición de un precipitado negro. c. A 5 gotas de KI3 (1M) añadir Na2(S2O3) (1M) hasta decoloración. CUESTIONES 1. Escribe todas las reacciones ajustadas que tienen lugar en la práctica, indicando si son reacciones ácido-base o redox. 2. Comenta las propiedades redox del oxígeno basándote en los experimentos realizados y en el diagrama de Frost. 3. Busca los valores de pKa del peróxido de hidrógeno, del sulfuro de hidrógeno, del ácido sulfuroso y del ácido sulfúrico, y escribe y compara las reacciones de hidrólisis de sus correspondientes sales de sodio. 4. ¿Cómo se pueden distinguir el sulfito, el sulfato y el sulfuro utilizando reacciones básicas?.