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23.E: Metales y Metalurgia (Ejercicios)

                 

23.2: Pyrometallurgy] [1945999 [19459005 [19459005 19459007]

23.3: Hidrometalurgia

23.4: Electrometall900] ​​

] 1945: 19459007] 23,3: Electrometalurgia]

23.5: Unión metálica

23.6: Aleaciones [1945900] [1945900] [1945900] [1945900] 19459023]

23.7: Metales de transición

23.8: Química de metales de transición seleccionados

19459029]

Problemas conceptuales

  1. El va la configuración electrónica de lence de Sc es 4s 2 3d 1 , sin embargo, no pierde el electrón d 1 para formar iones 1+. ¿Por qué?
  2. Proporcione la configuración electrónica del estado fundamental para Mn, Mn 2 + , Au, Au 3 + , Mo y Mo 5 + .
  3. Se está realizando una gran investigación sobre el uso de aleaciones de titanio como materiales para aplicaciones de transporte (aviones, barcos, automóviles, etc.). ¿Por qué Ti es particularmente adecuado para este propósito? ¿Cuál es la principal desventaja que debe superarse?
  4. Tanto Ti como Ta se utilizan para bioimplantes porque son altamente resistentes a la corrosión. Sus usos también se extienden a otras aplicaciones donde se debe evitar la corrosión. ¿Por qué estos metales son tan resistentes a la corrosión?
  5. Dé dos razones por las cuales Zr se usa para fabricar la carcasa para combustible UO 2 en reactores nucleares refrigerados por agua.
  6. ¿Por qué se agrega cromo al acero para formar acero inoxidable? ¿Qué otros elementos también podrían ser aditivos efectivos para este propósito? ¿Por qué seleccionaste estos elementos?
  7. El tungsteno se usa comúnmente como filamento en las bombillas eléctricas. ¿Por qué el tungsteno es particularmente adecuado para este propósito?
  8. El metal de paladio se usa para purificar H 2 eliminando otros gases. ¿Por qué Pd es tan permeable a H 2 ?
  9. Proporcione la configuración del electrón de valencia para Sc, Fe, Re, Ag, Zr, Co, V, Pr, Hg, Cr, Ni, Ce, Cu y Tb.
  10. El enlace Hg – Hg es mucho más fuerte que el enlace Cd – Cd, revirtiendo la tendencia encontrada entre los otros grupos de metales de transición. Explica esta anomalía.
  11. ¿Cuál de los metales de transición tiene más probabilidades de formar compuestos en el estado de oxidación +6? ¿Por qué?

Estructura y reactividad

  1. Espera TiCl , TiCl 3 , TiCl 2 y Ti para ser oxidado, reducido o hidrolizado por agua? Explica tu razonamiento.
  2. Los radios atómicos de vanadio, niobio y tantalio son 134 pm, 146 pm y 146 pm, respectivamente. ¿Por qué el radio aumenta de vanadio a niobio pero no de niobio a tántalo?
  3. El estado de oxidación más estable para los metales de los grupos 3, 4 y 5 es el estado de oxidación más alto posible. En contraste, para casi todos los metales de los grupos 8, 9 y 10, los estados de oxidación intermedios son más estables. ¿Por qué?
  4. La mayoría de los metales de transición pueden formar compuestos en múltiples estados de oxidación. Ru, por ejemplo, puede formar compuestos en los estados de oxidación +8, +6, +4, +3, +2 y −2. Indique la configuración electrónica de valencia de Ru en cada estado de oxidación. ¿Por qué Ru exhibe tantos estados de oxidación? ¿Cuáles son los más estables? ¿Por qué?
  5. Predecir los estados de oxidación máximos de Cu, Cr, Mo, Rh, Zr, Y, Ir, Hg y Fe.
  6. En el estado de oxidación +4, los tres metales del grupo 7 forman los dióxidos (MO 2 ). ¿Cuál de los tres metales espera formar el dióxido más estable? ¿Por qué?
  7. De [Fe (H 2 O) 6 ] + , OsBr 7 , CoF 4 , PtF 6 , FeI 3 , [Ni (H 2 O) 6 ] 2+ [19459037 ], OsO 4 , IrO 4 , NiO, RhS 2 y PtH, ¿cuáles no existen? ¿Por qué?
  8. La química del oro es algo anómala para un metal. ¿Con qué elementos forma el ion Au – ? ¿Forma un sulfuro estable?
  9. De Os 4 + , Pt 10 + , Cr 6 + , Ir 9 + , Ru 8 + , Re 7 + [ 19459037], y Ni 10 + , que probablemente no existan? ¿Por qué?
  10. De Ag 2 S, Cu 2 S, AuI 3 , CuF, AuF, AgN y AuO, que probablemente no ¿existe?
  11. Existe evidencia de que existe el ión Au – . ¿Cuál sería su configuración electrónica? El compuesto CsAu ha sido aislado; No exhibe un brillo metálico y no conduce electricidad. ¿Es este compuesto una aleación? ¿Qué tipo de vinculación está involucrada? Explica tus respuestas.
  12. De Hg 2 Cl 2 , ZnO, HgF 2 , Cs 2 [ZnCl 5 [ 19459040]], y HgNa, que probablemente no existan?
  13. El óxido mercuroso (Hg 2 O) y el hidróxido mercuroso [Hg 2 (OH) 2 ] nunca se han preparado. Por qué no? ¿Qué productos se forman si se agrega una solución de hidróxido de sodio acuoso a una solución acuosa de nitrato mercurioso [Hg 2 (NO 3 ) 2 ]?
  14. Organizar Fe 2 O 3 , TiO 2 , V 2 O 5 , MoO 3 , Mn 2 O 7 y OsO 4 en orden de mayor basicidad.
  15. El sulfuro mercurioso nunca se ha preparado. ¿Qué productos se forman cuando se burbujea gas H 2 S a través de una solución acuosa de nitrato mercuro?
  16. Organizar Sc 2 O 3 , VO, V 2 O 5 , Cr 2 ] O 3 , Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 y ZnO en orden de aumento acidez.
  17. Organizar Sc 2 O 3 , V 2 O 5 , CrO 3 , Mn 2 O 7 , MnO 2 y VO 2 en orden de mayor basicidad.
  18. Predecir los productos de cada reacción y luego equilibrar cada ecuación química.
  1. Ti + exceso de Cl 2 , calentado
  2. V 2 O 5 en base acuosa
  3. K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4
  4. RuBr 2 + O 2 , en agua
  5. [CrO 4 ] 2− en ácido acuoso
  6. Hg 2 + + Hg, en ácido acuoso
    [19459035 ] Predecir los productos de cada reacción y luego equilibrar cada ecuación química.

    1. AgBr + hν
    2. W + exceso de Cl 2 , calentado
    3. CuO + H 2 , calentado

      4. [ 19459035] Fe 2 O 3 en ácido acuoso

    4. RhCl 3 + NH 3 , en agua
    5. Fe 2 + + [MnO 4 ] – , en agua

    [19459041 ]

  1. ¿Cuál predices que es el número de coordinación de Pt 2 + , Au + , Fe [ 19459036] 3 + , y Os 2 + ?
  2. De La, Sc, Cr y Hf, ¿cuál es más probable que forme compuestos estables en el estado de oxidación +4? ¿Por qué?
  3. Proporcione el estado de oxidación más común para Y, W, Ru, Ag, Hg, Zn, Cr, Nb y Ti.
  4. Proporcione el estado de oxidación más común para Os, Cd, Hf, V, Ac, Ni, Mn, Pt y Fe.
  5. Proporcione el estado de oxidación más alto observado para Zr, Fe, Re, Hg, Ni, La y Mo.
  6. Proporcione el estado de oxidación más alto observado para Ag, Co, Os, Au, W y Mn.
  7. Organice La, Cs, Y, Pt, Cd, Mo, Fe, Co e Ir en orden de aumentar la primera energía de ionización.
  8. Explica brevemente las siguientes tendencias dentro de los metales de transición.
  1. Los fluoruros de metales de transición generalmente tienen estados de oxidación más altos que sus yoduros.
  2. Para un metal dado, el óxido del estado de oxidación más bajo es básico y el óxido del estado de oxidación más alto es ácido.
  3. Los haluros de los metales de transición se vuelven más covalentes al aumentar el estado de oxidación y son más propensos a la hidrólisis.
  1. Proponga un método para preparar cada uno de los siguientes compuestos: TiCl 4 [(CH 3 ) ] 2 O] 2 , Na 2 TiO 3 , V 2 O 5 , y Na 2 Cr 2 O 7 .
  2. De los elementos del grupo 5, ¿cuál
  1. tiene la mayor tendencia a formar iones en los estados de oxidación más bajos?
  2. tiene la mayor tendencia a formar un fluoruro polimérico?
  3. no forma una especie MX 2 ?
  4. forma el óxido más básico?
  5. tiene la mayor tendencia a formar complejos con números de coordinación superiores a 6?

Respuestas

  1. Pt 10 [194536] 19459037], Ir 9 + , y Ni 10 + . Debido a que las energías de ionización aumentan de izquierda a derecha a través del bloque d, para cuando llega al grupo 9, es imposible formar compuestos en el estado de oxidación que corresponda a la pérdida de todos los electrones de valencia.
  1. Hg 2 2 + (aq) + H 2 [ 19459040] S (g) → Hg (l) + HgS (s) + 2H + (aq)
  1. Mn 2 O 7 3 2 O 5 2 ≈ VO [ 19459039] 2 2 O 3
  1. 2AgBr (s) ( xrightarrow { mathrm {light}} ) 2Ag (s) + Br 2 (l)
  2. W ( s) + exceso de Cl 2 (g) ( xrightarrow { Delta} ) WCl 6 (s)
  3. CuO ( s) + H [1 9459039] 2 (g) ( xrightarrow { Delta} ) Cu (s) + H 2 O (g)
  4. Fe 2 O 3 (s) + 6H + (aq) → 2Fe 3 + (aq) + 3H 2 O (l)
  5. RhCl 3 (s) + 6NH 3 (aq) → [Rh (NH 3 ) 6 ] Cl 3 (aq)
  6. 3Fe 2 + (aq) + MnO 4 [ 19459040] – (aq) + 7H 2 O (aq) → Fe 3 + (aq) + MnO 2 (s) + 5H + (l)
  1. Os, +4; Cd, +2; Hf, +4; V, +5; Ac, +3; Ni, +2; Mn, +2; Pt, +2 y +4; Fe, +2 y +3
  1. Ag, +3; Co, +4; Os, +8; Au, +5; W, +6; Mn, +7

                     

 

             

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