COMPORTAMIENTO QUIMICO

COMPORTAMIENTO QUIMICO. Introducción. MOLARIDAD. La concentración de una disolución, es una medida de cuanto soluto esta disuelta en una cantidad especifica de disolvente o solución. Una manera de escribir la concentración es la Molaridad M. que es el número de moles de soluto disueltas por cada litro de solución. También se conoce como concentración Molar. La unidad M, se lee como Molar. Un litro de solución que contiene un mol de soluto es una solución 1 M, que se lee, “solución uno molar”. Un litro de solución que contiene 0.1 moles de soluto es una solución 0.1 M. Para calcular la molaridad de una solución, se utiliza la siguiente fórmula: Molaridad (M).= moles de soluto. 1 L de solución. ANALISIS DE CATIONES. La investigación sistemática de los cationes por vía húmeda requiere que la sustancia por analizar se disuelva en un solvente adecuado. SENSIBILIDAD DE LAS PRINCIPALES REACCIONES ANALÍTICAS (CHIMICA ANALITICA QUALITATIVA Antonio Araneo, pag, 527 – 529). ION (CATIONES). Cobre. Hierro. Plata. Plomo. Zinc.

REACTIVO. *(NH4)2[Hg(SCN)4] + Zn2+ *NH4OH. *α – α’ – dipiridilo. *K4Fe(CN)6. *KSCN. *K2CrO4. *Ditizona (Defeniltiocarbazona - 1,5Difenil-3-Formazantiol.). C13H12N4S. Precipitación inducida de Co[Hg(SCN)4].

PLATA. LA plata es un metal noble, que se disuelve en HNO3 y H2SO4 concentrado caliente, produciendo el Ion Ag+ incoloro; es atacada por el agua regia formando Agul insoluble. Los compuestos de la plata son fácilmente reducidos a metal por sustancias como el zinc, el FeSO4, la Hidrazina y (en solución básica) por sustancias como los aldehídos, los azucares, los oxiacidos orgánicos. Existe también un Ion Ag 2+, poco estable. Las sales de plata son casi todas poco solubles o insolubles, excepto el nitrato, el fluoruro, el clorato y el perclorato. PLOMO. Metal gris-azuloso, blando y maleable. Es poco atacable por el HCl, debido al fenómeno de la sobretensión; con H2SO4 da el fenomeno de la pasivacion; en el HNO3 se disuelve bien. Produce principalmente compuestos de plomo (II).; el Ion Pb 2+ es incoloro. Las sales de Plomo (II). Son generalmente poco solubles en agua, pero solubles en HNO3. todas las sales de plomo, excepto el PbS, se disuelven en NaOH formando hidroxiplumbatos Na2Pb(OH)4 a plumbatos Na2PbO2. COBRE. El cobre es un metal rojo blanco y maleable. Se disuelve en HNO3 o en H2SO4 concentrado y caliente; se disuelve tambien en HBr formando el complejo H2CuBr3 muy estable y en HI formando el CuI, muy poco soluble. Las sales de Cu (II). Son azules o verdes si estan hidratadas, blancas si no lo estan. El cloruro, el nitrato, el sulfato y el acetato son solubles en agua; las otras sales del Cu (II). Son insolubles en agua pero solubles en los acidos. HIERRO. Es atacado por todos los ácidos, aun por los débiles incluyendo el carbónico; el HNO3 puede positivarlo. Es bastante resistente a los álcalis. Produce iones Fe 2+ y Fe 3+. ZINC. El zinc es un metal gris, que se disuelve en los ácidos dando el ion Zn 2+, incoloro.

Propiedad física: son aquellas que se pueden medir, sin que se afecte la composición o identidad de la sustancia. Podemos poner como ejemplo, el punto de fusión (ejemplo del agua). Propiedad química: las cuales se observan cuando una sustancia sufre un cambio químico, es decir, en su estructura interna, transformándose en otra sustancia, dichos cambios químicos, son generalmente irreversibles. (ejemplo formación de agua, huevo cocido, madera quemada). Concentración: es la proporción o relación que hay entre la cantidad de soluto y la cantidad de disolvente, donde el soluto es la sustancia que se disuelve, el disolvente la sustancia que disuelve al soluto, y la disolución es el resultado de la mezcla homogénea de las dos anteriores. A menor proporción de soluto disuelto en el disolvente, menos concentrada está la disolución, y a mayor proporción más concentrada ésta. Sistema homogéneo: es aquel sistema que esta formado por una sola fase, es decir, que tiene igual valor de propiedades intensivas en todos sus puntos o de una mezcla de varias sustancias que da como resultado una sustancia de estructura y composición uniforme. Una forma de comprobarlo es mediante su visualización. Si no se pueden distinguir las distintas partes que lo forman, éste será homogéneo. Sistema heterogéneo: es aquel que está formado por dos o más fases. Es identificado por razones muy simples: se pueden apreciar las distintas partes que componen el sistema, y a su vez se divide en interfases. Formula química: es la representación de los elementos que forman un compuesto y la proporción en que se encuentran, o del número de átomos que forman una molécula. También puede darnos información adicional como la manera en que se unen dichos átomos mediante enlaces químicos e incluso su distribución en el espacio. Para nombrarlas, se emplean las reglas de la nomenclatura o formulación química. Nomenclatura química: es un conjunto de reglas o fórmulas que se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos químicos. Actualmente la IUPAC (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada, en inglés International Union of Pure and Applied Chemistry) es la máxima autoridad en materia de nomenclatura química, la cual se encarga de establecer las reglas correspondientes.

Precipitación: es el sólido que se produce en una disolución por efecto de difusión o de una reacción química o bioquímica. A este proceso se le llama precipitación. Dicha reacción puede ocurrir cuando una sustancia insoluble se forma en la disolución debido a una reacción química o a que la disolución ha sido sobresaturada por algún compuesto, esto es, que no acepta más soluto y que al no poder ser disuelto, dicho soluto forma el precipitado. Sedimentación: es el proceso por el cual el material sólido, transportado por una corriente de agua, se deposita en el fondo de un río, embalse, canal artificial, o dispositivo construido especialmente para tal fin. Toda corriente de agua, caracterizada por su caudal, tirante de agua, velocidad y forma de la sección tiene una capacidad de transportar material sólido en suspensión. El cambio de alguna de estas características de la corriente puede hacer que el material transportado se sedimente; o el material existente en el fondo o márgenes del cauce sea erosionado. Precipitación selectiva de iones: Se pueden separar unos iones de otros con base en la solubilidad de sus sales. Considérese una disolución que contiene Ag y Cu si se agrega HCl a la solución se precipita AgCl en tanto que el Cu permanece en disolución porque el CuCl2 es soluble. La separación de iones en una disolución acuosa por medio de un reactivo que forma un precipitado con uno o varios iones se conoce como precipitación selectiva.

Hipótesis. “A cada Ion, contenido, en cada uno de los nitratos, le corresponderá una reacción especifica, con un reactivo especifico, haciendo de esta reacción, una reacción característica para identificar a un Ion en particular”. Variables Independientes. •

Concentración del reactivo limitante, o reactivo en exceso.

Variables Dependientes. •

Velocidad de reacción.

Material. • • • • • • • • • • • • •

Matraz aforado. Vidrio de reloj. Espátula. Pizeta con agua destilada. Agitador. Vaso de precipitados de 250 mL. Pipeta graduada de 10 mL. Balanza analítica. Propipeta. 15 Tubos de Ensaye. Pinzas para Tubo de Ensaye. Gradilla. Mechero de Bunsen.

Reactivos. • • • • • • • • • • • • •

Nitrato de Plata. - AgNO3. Nitrato de Cobre. - CuNO3 Nitrato de Plomo. - Pb(NO3)2. Nitrato de Zinc. - Zn(NO3)3. Nitrato de Hierro. - Fe(NO3)3. Acido Clorhídrico. – HCl. Acido Sulfúrico. – H2SO4. Acido Nítrico. – H2NO3. Hidróxido de Amonio. – NH4OH. Ferrocianuro de Potasio. – K4Fe(CN)6-3H2O. Ferricianuro de Potasio. – K3Fe(CN)6. Yoduro de Potasio. – KI. Cromato de Potasio. – K2CrO4.

COMPORTAMIENTO QUIMICO I. Procedimiento. 1. Preparar 100 mL de solución 0.1 M, de nitrato de plata. 2. Preparar 100 mL de solución 0.1 M, de nitrato de Cobre. 3. Preparar 100 mL de solución 0.1 M, de nitrato de Plomo. 4. Preparar 100 mL de solución 0.1 M, de nitrato de Zinc. 5. Preparar 100 mL de solución 0.1 M, de nitrato de Fierro. 6. Preparar 50 mL de solución de Acido Clorhídrico. 7. Preparar 50 mL de solución de Acido Sulfúrico. 8. Preparar 50 mL de solución de Nítrico. 9. Preparar 50 mL de solución de Hidróxido de Amonio. 10. Preparar 50 mL de solución de Ferrocianuro de Potasio. 11. Preparar 50 mL de solución de Ferricianuro de Potasio. 12. Preparar 50 mL de solución de Yoduro de Potasio. 13. Preparar 50 mL de solución de Cromato de Potasio. 14. Añadir 1 mL de Nitrato de Plata, a 9 tubos de ensaye, y agregar 4 gotas de cada reactivo (cada reactivo añadido, todo en diferentes tubos): 15. Repetir este pasó para los 4 Nitratos restantes. 16. una ves que se halla adicionado el reactivo y se halla observado lo que sucedió, se calentara el tubo de ensaye con ayuda de un mechero de bunsen. 17. Anotar los resultados en una tabla. COMPORTAMIENTO QUIMICO II. Material. • 1 sulfhidrador. • 1 vaso de precipitados de 250 mL. • Gradilla. • 6 tubos de ensaye. • 1 pipeta de 10 mL. • 1 propipeta. • 1 pizeta. • Pinzas para tubo de ensaye.

Procedimiento. 1. En la campana preparar acido sulfhídrico (sulfuro ferroso en agua destilada + acido clorhídrico concentrado): 2. Añadir un mL de nitrato de Plata. 3. Añadir un mL de nitrato de Cobre. 4. Añadir un mL de nitrato de Plomo. 5. Añadir un mL de nitrato de Zinc. 6. Añadir un mL de nitrato de Fierro. 7. burbujear cada nitrato con el vapor generado en el sulfhidrador, observar lo que pasa y anotar.

COMPORTAMIENTO QUIMICO III. Material. • • • • • •

10 tubos de ensaye. Pinzas para tubo de ensaye. Gradilla. Pipeta graduada de 10 mL. Propipeta. Mechero de bunsen.

Reactivos. •

Solución problema de nitratos preparada previamente por el profesor, con los nitratos de las 2 practicas pasadas.

Procedimiento. 1. poner una aliquota de solucion problema de 1 mL en cada tubo de ensaye. 2. con base en la experiencia obtenida de los ensayos pasados, añadir de acuerdo a las caracteristicas del compuesto problema, un reactivo que suponiera reaccinaria con un cation especifico, contenido en esta solucion (este cation podria ser identificado fácilmente, por el color de la solucion problema, haciendo mas facil su identificación con un reactivo especifico): 3. Anotar el o los Iones, que se encontraron al ensayar, con cada uno de los reactivos.

RESULTADOS COMPORTAMIENTO QUIMICO I. Tabla 2 reacciones especificas de los cationes. ION Ag +

Reactivo especifico HCl

reacción AgNO3 + HCl ----> AgCl↓ + HNO3

Cu +2

KI

Cu(NO3) + KI --------> 2KNO3 + CuI2

Pb +2

KI

Fe +3

K4Fe(CN)6

Pb(NO3)2. + KI --------> PbI2 ↓ + 2 KNO3 4Fe(NO3)3 + 3K4Fe(CN)6 -------> 12KNO3 + Fe7((CN)6)3

Zn +2

Acido sulfhídrico

Zn(NO3) + H2S ------->2HNO3 + ZnS

RESULTADOS COMPORTAMIENTO QUIMICO II. Tabla 3. Reacción de cada Cation en presencia de Acido Sulfhídrico. ION Pb +2 Ag + Zn +2 Cu +2 Fe +3

REACCION EN SULFHIDRADOR. Precipitado negro. Precipitado negro. Cambio de color a blanco con precipitado negro. Precipitado café obscuro. Cambio de color a blanco.

RESULTADOS COMPORTAMIENTO QUIMICO III. Tabla 4. Identificación de Iones presentes en la Solución Problema. Ion Identificado en la Solución Problema. Fe +3 Ag + Cu +2

Cambio en la Solución Problema. Cambio de color a azul con Ferrocianuro de Potasio. Precipitado naranja opaco con K2CrO4., cambio a precipitado blanco con HCl, Precipitado amarillo con KI.

CONCLUSIONES. Esta practica, nos permitio identificar, una serie de iones (cationes), de diferentes grupos analiticos, por medio de la experimentación, con diferentes reactivos, preparados antes de la practica, con concentraciones de soluto conocidas, y expresadas por medio de la Molaridad. En cuanto a la parte de preparación de soluciones, aprendimos a realizarlas, y a utilizar de una forma correcta los materiales utilizados para preparar estas soluciones, también pudimos visualizar que diferencia existe al preparar soluciones con solutos sólidos o bien líquidos, utilizando en los primeros el peso molecular, y en los segundos la densidad; en lugar del peso molecular. Lo referido a la experimentación, nos permitió observar que cambios sufria cada nitrato al agregar los diferentes reactivos en frio y en caliente, estos cambios, nos permitieron deducir, que reactivo, seria el correcto para, identificar un ion en especifico, lo cual hizo que la practica de COMPORTAMIENTO QUIMICO III, fuese mas facil de realizar. Todas estas experiencias, nos permitirán en un futuro, solucionar diferentes problemas, que se puedan presentar, a lo largo de un proceso, o cualquier trabajo que como profesionales desarrollemos en la industria.

Bibliografía. •

Química Analítica Cualitativa, Antonio Araneo, Mc Graw – Hill Latino Americana, Colombia, 1981, 538 pags.

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Análisis inorgánico cualitativo sistemático, Buscarons Úbeda, Francisco; Capitán García, F.; Capitán Vallvey, L. F. Nº edición, 1, Editorial Reverte.