Dos sólidos blancos sin etiquetar: ¿iónico o molecular?
En el laboratorio de un centro de secundaria se dispone de dos sólidos cristalinos blancos, A y B, sin etiquetar. El profesor proporciona estos datos experimentales: A funde a 801 °C, no conduce la corriente en estado sólido, sí lo hace fundido y su disolución acuosa conduce; B funde a 120 °C, se descompone por encima de 180 °C, no conduce ni sólido ni fundido, es muy soluble en agua y su disolución no conduce. Ambos son solubles en agua, pero B lo es mucho más en etanol caliente. Un alumno afirma que el alto punto de fusión de A demuestra que es un compuesto iónico y que B, al fundir bajo, debe ser metálico. El técnico del laboratorio necesita elegir uno de los dos sólidos para preparar un baño térmico que funcione a 140 °C sin riesgo de conducción eléctrica y sin descomponerse. Los alumnos deben razonar con los datos, no con la fórmula.
1. Clasifica A y B como iónicos, moleculares o metálicos y justifica cada asignación con al menos dos datos del enunciado.
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A es iónico: tiene un punto de fusión muy alto (801 °C), no conduce en estado sólido pero sí fundido, y su disolución acuosa conduce. Esos hechos indican iones en una red cristalina: en sólido están fijos; al fundir o disolver adquieren movilidad. B es molecular: funde bajo (120 °C), no conduce ni fundido ni en disolución y es soluble en disolventes orgánicos como etanol caliente; sus partículas son moléculas neutras. No es metálico: un metal conduciría también en estado sólido. El punto de fusión alto, por sí solo, no demuestra ionicidad, pero el conjunto de conductividades sí permite clasificar A.
2. Explica, a nivel de partículas, por qué A conduce fundido pero no en sólido, y por qué la disolución de B no conduce.
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En A, los iones ocupan posiciones fijas en la red cristalina y no pueden desplazarse en estado sólido; al fundir, la red se rompe y los iones se mueven con carga, por eso conduce. En disolución, el agua separa los iones y estos migran hacia los electrodos. En B, las unidades son moléculas neutras; al fundir o disolver no se generan portadores de carga, por eso no conduce. La solubilidad no implica conductividad: se puede disolver una sustancia molecular sin producir iones.
3. Razona cuál de los dos sólidos elegiría el técnico para el baño a 140 °C y qué riesgo químico debe controlar.
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Elegiría B: a 140 °C está fundido (funde a 120 °C) y es un líquido molecular no conductor; A seguiría sólido (funde a 801 °C) y no serviría como baño. El riesgo principal es que B se descompone por encima de 180 °C, por lo que hay que controlar la temperatura con termómetro y no superar ese límite. Además, al ser orgánico, puede ser inflamable o desprender vapores, por lo que se usa ventilación o vitrina. Si se sobrecalienta, se descompone y cambia la composición del baño.