Quimica del hidrogeno y del carbono

Resumen:
El objetivo de este trabajo es:
I. Hidrogeno: Obtener hidrógeno por desplazamiento.
II. Oxígeno: Caracterizar el peróxido de hidrógeno y determinar el oxígeno activo en el peróxido de hidrógeno.
III. Carbono: Conocer la preparación y las propiedades del dióxido de carbono y del ácido carbónico.
• Fundamentos teóricos:
Hidrogeno y sus propiedades
El hidrógeno es el elementomás abundante del universo y el decimoquinto en abundancia en la corteza terrestre. La pérdida parcial de las reservas de hidrógeno de la Tierra refleja su volatilidad durante la formación del planeta. Es uno de los elementos más importantes de la corteza terrestre, donde se encuentra en minerales, en los océanos y en todos los seres vivos.
Como el átomo de hidrógeno tiene un solo electrón, sepodría creer que las propiedades químicas del elemento son vulgares, pero la realidad es muy distinta. El hidrógeno tiene unas propiedades químicas ricas y variadas, pues, a pesar de su único electrón, puede enlazarse a más de un átomo simultáneamente. Además, su comportamiento ácido varía desde el correspondiente a una base fuerte de Lewis (como el ion hidruro, H-) hasta un ácido fuerte de Lewis(como el catión hidrógeno o protón, H+).
El hidrógeno no se puede ubicar de forma definida en la tabla periódica. En ocasiones se coloca a la cabeza de los metales alcalinos del grupo 1, sobre la base de que tanto el hidrogeno como los metales alcalinos tienen un solo electrón de valencia, pero esa posición no es completamente satisfactoria por lo que se refiere a las propiedades químicas o físicasde los elementos; en particular, el hidrógeno no es un metal. Más raramente, el hidrógeno se sitúa encima de los halógenos en el grupo 17/VII, basándose en que, como los halógenos, el hidrógeno necesita un electrón para completar su capa de valencia y, existe, de hecho, cierto paralelismo entre sus propiedades y la de los halógenos.
El átomo de hidrógeno y sus iones
El átomo H tiene una elevadaentalpía de ionización y una baja pero positiva afinidad electrónica. La electronegatividad de Pauling es 2,2. Este valor es semejante a las electronegatividades de B, C y Si, por lo que no es de esperar que sus enlaces E-H sean muy polares. Con los elementos s el hidrógeno forma compuestos salinos en los que H adquiere densidad electrónica que hace que pueda considerarse como ion hidruro, H-.Recíprocamente, cuando se combina con elementos muy electronegativos de la parte derecha de la tabla periódica, es mejo considerar el enlace E-H como covalente y polar, con el átomo H portador de una carga positiva parcial muy pequeña. Teniendo en cuenta estos tipos de comportamiento al hidrógeno se le asignan normalmente el número de oxidación -1 cuando se combina con los metales y +1 cuando secombina con los no metales.
Aunque el número de oxidación no es la carga del átomo, constituye, de hecho, una guía aproximada de las polaridades de los compuestos que forma el hidrógeno con los demás elementos de la tabla periódica.
Cuando se hace pasar una descarga de alto voltaje a través de hidrógeno gaseoso, a baja presión, las moléculas se disocian, se ionizan y se recombinan formando unplasma que contiene cantidades observables espectroscópicamente de H, H+, H+2 y H+3. El catión hidrógeno libre (o sea, el protón, H+) tiene una relación carga/radio muy alto, por lo que no es sorprendente que sea un ácido de Lewis fuerte. En la fase gaseosa se une rápidamente a otras moléculas y átomos. En fases condensadas, el H+ se encuentra siempre combinado con una base de Lewis, y su capacidadpara ser transferido entre las bases de Lewis le confiere el papel especial que tiene en química.
Los cationes moleculares H+2 y H+3 tienen solamente una existencia transitoria en la fase gaseosa y son desconocidos en disolución. Los datos espectroscópicos indican que el H+3 (g) tiene una estructura triangular equilátera. El ion H+3 es el ejemplo más simple de enlace de tres centros y dos...