Propiedades y usos de compuestos de elementos del grupo 4
Elementos del Grupo 4
Verano: un favorito de los fanáticos. Los días son largos y las noches cortas. La escuela terminó y los trajes de baño están de moda. Mucha gente se va de vacaciones en el verano para relajarse en la playa. Uno de los componentes clave de la diversión en la playa está hecho de un compuesto que contiene un elemento del grupo 4. Así es, su escapada de verano no sería posible sin dióxido de silicio, o como la mayoría de la gente lo llama, arena. Continúe leyendo para aprender sobre otros compuestos hechos a partir de elementos del grupo 4.
Monóxido de carbono
Uno de los compuestos más reconocibles en esta lección es el monóxido de carbono. Por lo general, es un gas y es responsable de aproximadamente 400 muertes cada año en los Estados Unidos.
Preparación
El monóxido de carbono se produce cada vez que se quema combustible (para automóviles, camiones o incluso parrillas). El monóxido de carbono también se puede fabricar intencionalmente en un laboratorio. Una de las formas en que esto se puede hacer es deshidratando el ácido fórmico o el ácido oxálico. Hay varias otras reacciones y procesos que se pueden realizar para preparar monóxido de carbono.
Propiedades
El monóxido de carbono es un gas tóxico que es incoloro, insípido e inodoro. Es tóxico para los humanos en altas concentraciones. El hecho de que ninguno de nuestros sentidos pueda detectarlo es lo que lo hace tan peligroso. El monóxido de carbono es muy inflamable. Tiene un punto de fusión de -199 ° C y un punto de ebullición de -192 ° C.
Usos
El monóxido de carbono se utiliza a menudo como combustible en procesos industriales. También se utiliza como agente reductor. Un agente reductor oxida el metal al perder sus propios electrones. El monóxido de carbono también se usa para producir hidrocarburos (compuestos hechos de carbono e hidrógeno).
Dióxido de carbono
Otro compuesto con el que mucha gente está familiarizada es el dióxido de carbono. El dióxido de carbono entra a la atmósfera a través de varios métodos diferentes (lo exhalamos, se produce por combustión). Las plantas eliminan el dióxido de carbono de la atmósfera.
Preparación
Cada vez que un ácido reacciona con un carbonato (un compuesto hecho de carbono y oxígeno), se produce dióxido de carbono. Muchos laboratorios utilizan ácido clorhídrico y carbonato de calcio porque son productos químicos económicos.
Propiedades
El dióxido de carbono es una sustancia incolora e inodoro que normalmente es un gas. No es tóxico y no es inflamable. Tiene un punto de fusión de aproximadamente -78 ° C.
Usos
El dióxido de carbono sólido (congelado) se utiliza para mantener fríos los alimentos cuando las empresas los envían a clientes y restaurantes. También tiene varios otros usos. Estos incluyen su uso como propulsor, en productos químicos agrícolas no pesticidas, como aditivo en combustibles y en extintores de incendios.
Dióxido de silicio
El dióxido de silicio es lo que comúnmente llamamos arena. Este compuesto también se encuentra en cristales como la amatista y el cuarzo.
Preparación
El dióxido de silicio se puede fabricar mediante una reacción química. Esta reacción implica un ácido (generalmente ácido sulfúrico) que reacciona con una solución acuosa de silicato de metal alcalino. Una solución acuosa de silicato de metal alcalino es un compuesto hecho de un metal del grupo 2 en la tabla periódica unido con un ión (átomo o molécula cargada) que contiene silicio y oxígeno y se disuelve en agua. La reacción da como resultado cristales de dióxido de silicio.
Propiedades
El dióxido de silicio tiene una estructura cristalina grisácea clara que es inodoro e irritante para los ojos y la piel. No es tóxico para los humanos. Si alguna vez has comido arena en la playa y has vivido para contarlo, ¡puedes dar fe de este hecho! Tiene un punto de ebullición de 2230 ° C y un punto de fusión de 1716 ° C a 1736 ° C.
Usos
El dióxido de silicio se usa comúnmente en selladores y adhesivos químicos y puede usarse como abrasivo en entornos industriales. También se puede utilizar para ajustar la viscosidad (espesor) de una sustancia.
Carburo de silicio
El carburo de silicio está compuesto por un átomo de silicio y un átomo de carbono. Se encuentra en la naturaleza como el mineral extremadamente raro moissanita.
Preparación
El carburo de silicio se fabrica sintéticamente a través de una mezcla de dióxido de silicio puro y polvo de carbono finamente molido. Se pasa una corriente eléctrica a través de la mezcla. Esto desencadena una reacción química que produce gas carburo de silicio y monóxido de carbono.
Propiedades
El carburo de silicio es un material cristalino iridiscente de amarillo a verde a negro azulado. Es muy difícil. Su dureza es casi comparable a la de un diamante. Se sublimará (pasará directamente de sólido a gas) a 2600 ° C.
Usos
El carburo de silicio se utiliza principalmente como abrasivo. Debido a su dureza, se utiliza a menudo en papel de lija. También se utiliza en la fabricación de ladrillos.
Siliconas
Las siliconas son polímeros (sustancias compuestas por unidades repetidas similares) que están compuestas por grupos orgánicos (que contienen carbono) e inorgánicos (que no contienen carbono).
Preparación
Las siliconas se fabrican mediante la reacción de silicio puro con carbono a altas temperaturas. Esta es una reacción de tres pasos que da como resultado la formación de polímeros.
Propiedades
Las propiedades de las siliconas pueden variar mucho dependiendo de qué grupos estén presentes dentro del compuesto. Los grupos que están presentes en la silicona se pueden cambiar para alterar propiedades tales como propiedades repelentes al agua, capacidad de disolución y flexibilidad.
Usos
Las siliconas se utilizan en geles, cauchos y resinas. Los geles de silicona se utilizan en las suelas de las zapatillas. El gel actúa como amortiguador durante la actividad para disminuir el impacto en las articulaciones.
Resumen de la lección
Los elementos del grupo 4 son la base de muchos compuestos que encontramos en la vida diaria. Algunos puntos importantes de esta lección incluyen:
- El monóxido de carbono es un gas tóxico, incoloro e inodoro que se produce como resultado de la combustión del combustible de automóviles y máquinas.
- El dióxido de carbono es un gas incoloro e inodoro que no es tóxico. En forma sólida, se utiliza para mantener los alimentos fríos durante el envío.
- El dióxido de silicio es una sustancia cristalina sólida de gris a incolora que comúnmente llamamos arena.
- El carburo de silicio es una sustancia cristalina dura iridiscente que es muy dura y se utiliza a menudo como abrasivo.
- Las siliconas son polímeros que están hechos de subunidades tanto orgánicas como inorgánicas. Sus propiedades pueden variar mucho.