Familias químicas

Problema 1
a) Describa mediante ecuaciones químicas apropiadas los principales métodos industriales de obtención de dihidrógeno.

Su obtención industrial se puede realizar por diversos métodos, pero los más económicos son aquellos métodos que implican la extracción del dihidrógenos a partir de hidrocarburos. Entre estos métodos se encuentran los siguientes:

Reformado con vapor del gasnatural:
CH4 + H2O CO + 3H2

Oxidación parcial de hidrocarburos:
CH4 + ½ O2 CO + 2 H2

A partir de monóxido de carbono, con una reacción de desplazamiento del agua gaseosa, con un catalizador de óxido de hierro:
CO + H2O CO2 + H2

Mediante la reacción entre propano y vapor de agua, con un catalizador:
C3H8 + 3H2O 3CO + 7H2

Zn + 2HCl ZnCl2 + H2Problema 2
(a) Señale algunos caracteres diferenciales del comportamiento químico del boro respecto de los demás elementos del grupo.
El boro es el único elemento del grupo 3 A que se presenta que tiene un comportamiento no metálico, mientras que los demás elementos son metales. El boro forma compuestos iónicos binarios y no reacciona con el oxígeno gaseoso ni con el agua a diferencia delos demás elementos de este grupo. Es un elemento de gran dureza y es un semiconductor, a diferencia de los demás elementos que son muy blandos. Es el único que no se obtiene por electrólisis de sus sales y sus puntos de fusión son altos en comparación con los demás elementos del grupo.
(b) Indique las analogías más importantes entre los pares B-Si y Be-Al.
Boro-Silicio
- Sus metales como susóxidos son solubles en alcalenos.
- Forman compuestos binarios con numerosos metales para formar boruros y siliciuros.
- Ninguno de los dos forma cationes pero sí forman compuestos covalentes.
- Bromuros y siliciuros tienen propiedades semejantes: son infusibles y no reactivos.
- Forman ácidos débiles como H2SiO3 y H3BO3.
- Los haluros de los dos elementos son covalentes, volátiles y fácilmentehidrolizados.
- Tienen electronegatividad parecida.
-Tienen casi la misma densidad.

Berilio-Aluminio
-Los dos reaccionan e forma semejante con acidos y álcalis.
- Ambos metales forman compuestos que son, principalmente, covalentes y, con frecuencia, se hidrolizan extensamente.
-Los óxidos e hidróxidos de ambos son anfóteros.
-Entre las diferencias están que en los complejos, el aluminiopuede presentar una covalencia máxima de 6, mientras que la del berilio es 4.

(c) Discuta la tendencia de los elementos de este grupo a formar iones positivos
La energía necesaria para formar los iones +3 de los elementos del grupo IIIA es la suma de la primera, segunda y tercera energía de ionización.

Los elementos que se encuentran en los grupos IA tiene un electrón en su capa devalencia, IIA tiene dos electrones, y IIIA tres electrones en su capa de valencia. Estos elementos tienden a perder electrones fácilmente, por lo que adquieren una carga iónica positiva y un índice de oxidación igual a su número de grupo.
Problema 3
Discuta las razones por las cuales el Al forma iones Al3+ y no Al+ ó Al2+. Utilice los datos de tablas que crea necesarios. Suponga, para facilitar elanálisis, que las sales son cloruros.
La capa de valencia del aluminio está poblada por tres electrones, por lo que su estado normal de oxidación es III. Como el aluminio pertenece al grupo IIIA tiende a formar iones positivos 3+. El aluminio tiene un electrón en su orbital más externo lo cual hace que la primera energía de ionización sea más baja de lo esperado. Los iones Al+ y Al+2 son inestables,por lo que tiende a formar iones Al+3.
Problema 4
Describa químicamene los aspectos más importantes del método de Bayer y del proceso Hall. (Utilice ecuaciones químicas).

Método de Bayer (un proceso industrial)
Producción de alúmina a partir de la disolución de la bauxita en NaOH.
Al(OH)3 + OH- + Na → Al(OH)4- + Na
AlO(OH)2 + OH- + H2O + Na → Al(OH)4- + Na

La solución Al(OH)4- se...