QUIMICA DEL METAL DE TRANSICION REACCION Y PREPARACION DEL NIQUEL 2.- OBJETIVO:
Formación de complejos de níquel con las reacciones.
3.- MARCO TEORICO: El uso del níquel níquel se remonta remonta aproximad aproximadamen amente te al siglo IV a. C., C., generalmente junto con el cobre cobre,, ya que aparece con frecuencia frecuencia en los minerales minerales de de este metal. ronces originarios ronces originarios de la actual !iria tienen contenidos de níquel superiores al "#. $anuscritos c%inos c%inos sugieren sugieren que el &cobre blanco' se utili(aba en )riente %acia *+ al *+ al *- a. C. C. sin embargo, la facilidad de confundir las menas menas de de níquel con las de plata plata induce induce a pensar que en realidad el uso del níquel fue posterior, %acia %acia el siglo IV a. C. Nombre
Níquel
Número atómico
28
Valencia
2,3 +2
Estado de oxidación Electronegatividad
1,8
Radio covalente (Å) Radio iónico (Å)
1,21
0,78
Radio atómico (Å) Configuración electrónica Primer potencial de ioniación (eV) !asa atómica (g"mol) #ensidad (g"ml)
1,24
[Ar]3d84s2 7,68 58,71 8,9
Punto de ebullición ($C) Punto de fusión ($C) #escubridor
2730
1453 Alex Constedt 1751
Níquel:
!ímbolo /i, n0mero atómico "1, metal duro, blanco plateado, d0ctil y maleable. 2a masa atómica del níquel presente en la naturale(a es 31.+*. El níquel tiene cinco isótopos naturales con masas atómicas de 31, 4, 4*, 4", 4-. 5ambi6n se %an identificado siete isótopos radiacti7os, con n0meros de masa de 34, 3+, 38, 49, 43, 44 y 4+. 2a mayor parte del níquel comercial se emplea en el acero inoxidable y otras aleaciones resistentes a la corrosión. 5ambi6n es importante en monedas como sustituto de la plata. El níquel finamente di7idido se emplea como catali(ador de %idrogenación. El níquel es un elemento bastante abundante, constituye cerca de .1# de la corte(a terrestre y .*# de las rocas ígneas. En algunos tipos de meteoritos %ay cantidades apreciables de níquel, y se piensa que existen grandes cantidades en el n0cleo terrestre. :os minerales importantes son los sulfuros de %ierro y níquel, pentlandita y pirrotita ;/i, Fe< x!y el mineral garnierita, ;/i, $gas cantidades en
plantas y animales. Est? presente en peque>as cantidades en el agua de mar, el petróleo y en la mayor parte del carbón. El níquel met?lico es fuerte y duro ;9.1 en la escala de $o%s<, Cuando est? finamente di7idido, es de color negro. 2a densidad del níquel es 1.8 7eces la del agua a "@C ;41@F< se funde a *-33@C ;"43*@F< y %ier7e a "1-@C ;3*--@F< es sólo moderadamente reacti7o. Aesiste la corrosión alcalina y no se inflama en tro(os grandes, pero los alambres muy finos pueden incendiarse. Est? por encima del %idrógeno en la serie electroquímica se disuel7e con lentitud en ?cidos diluidos liberando %idrógeno. En forma met?lica es un agente reductor fuerte. El níquel es dipositi7o en sus compuestos, pero tambi6n puede existir en los estados de oxidación , *B, 9B, -B. dem?s de los compuestos simples o sales, el níquel forma una 7ariedad de compuestos de coordinación o complejos. 2a mayor parte de los compuestos de níquel son 7erdes o a(ules a causa de la %idratación o de la unión de otros ligandos al metal. El ion níquel presente en soluciones acuosas de compuestos simples es a su 7e( un complejo, el D/i;= ")<4"B.
Efectos del Níquel sobre la salud:
El níquel es un elemento que ocurre en el ambiente sólo en muy peque>os ni7eles. 2os %umanos usan el níquel para muc%as aplicaciones diferentes. 2a aplicación m?s com0n del níquel es el uso como ingrediente del acero y otros productos met?licos. Este puede ser encontrado en productos met?licos comunes como es la joyería. 2os alimentos naturalmente contienen peque>as cantidades de níquel. El c%ocolate y las grasas son conocidos por contener altas cantidades. El níquel es tomado y este aumentar? cuando la gente come grandes cantidades de 7egetales procedentes de suelos contaminados. Es conocido que las plantas acumulan níquel y como resultado la toma de níquel de los 7egetales ser? eminente. 2os fumadores tiene un alto grado de exposición al níquel a tra76s de sus pulmones. Finalmente, el níquel puede ser encontrado en detergentes. 2os %umanos pueden
ser expuestos al níquel al respirar el aire, beber agua, comer comida o fumar cigarrillos. El contacto de la piel con suelo contaminado por níquel o agua puede tambi6n resultar en la exposición al níquel. En peque>as cantidades el níquel es esencial, pero cuando es tomado en muy altas cantidades este puede ser peligroso par la salud %umana. 2a toma de altas cantidades de níquel tienen las siguientes consecuencias •
Ele7adas probabilidades de desarrollar c?ncer de pulmón, nari(, laringe y próstata.
•
Enfermedades y mareos despu6s de la exposición al gas de níquel.
•
Embolia de pulmón.
•
Fallos respiratorios.
•
:efectos de nacimiento.
•
•
sma y bronquitis crónica. Aeacciones al6rgicas como son erupciones cut?neas, mayormente de las joyas.
•
:esordenes del cora(ón.
Efectos ambientales del Níquel:
El níquel es liberado al aire por las plantas de energía y las incineradoras de basuras. Este se depositar? en el suelo o caer? despu6s de reaccionar con las gotas de llu7ia. Gsualmente lle7a un largo periodo de tiempo para que el níquel sea eliminado del aire. El níquel puede tambi6n terminar en la superficie del agua cuando es parte de las aguas residuales. 2a mayor parte de todos los compuestos del níquel que son liberados al ambiente se absorber?n por los sedimentos o
partículas del suelo y llegar? a inmo7ili(arse. En suelos ?cidos, el níquel se une para llegar a ser m?s mó7il y a menudo alcan(a el agua subterr?nea. /o %ay muc%a m?s información disponible sobre los efectos del níquel sobre los organismos y los %umanos. !abemos que altas concentraciones de níquel en suelos arenosos puede claramente da>ar a las plantas y altas concentraciones de níquel en aguas superficiales puede disminuir el rango de crecimiento de las algas. $icroorganismos pueden tambi6n sufrir una disminución del crecimiento debido a la presencia de níquel, pero ellos usualmente desarrollan resistencia al níquel. Hara los animales el níquel, es un elemento esencial en peque>as cantidades. Hero el níquel no es sólo fa7orable como elemento esencial puede ser tambi6n peligroso cuando se excede la m?xima cantidad tolerable. Esto puede causar 7arios tipos de c?nceres en diferentes lugares de los cuerpos de los animales, mayormente en aquellos que 7i7en cerca de refinerías. /o es conocido que el níquel se acumule en plantas o animales. Como resultado el níquel no se biomagnifica en la cadena alimentaria.
4.- MATERIALES REACTIVOS Y EQUIPOS: 4.1 MATERIALES:
VASO DE PRECIPITADO
VARIA DE VIDRIO
T!"OS DE ENSA#O
PIPETA $RAD!A DA
VIDRIO DE REO%
$RADI A
PICETA
$OTERO
&ATRA' EREN&E#ER
ESPAT!A
E&"!DO
()* REACTIVOS:
NOMBRE SULFATO DE
FORMULA MOLECULAR NiSO 4
NIQUEL CIANURO DE
KCN
POTASIO HIDROXIDO DE
NaOH
SODIO HIDROXIDO DE
NH 4OH
AMONIO CLORURO DE
NiCl 2
NIQUEL
ETILENDIAMINA DIMETILGLIOXINA FLORURO DE
C6H7N C 4H8N2O2 KF
POTASIO ACIDO NITRICO CLORURO DE
HNO3 KCl
POTASIO 4.3 EQUIPOS:
PLANCHA ELECTRICA
CAMPANA DE ABSORCION
+), PROCEDI&IENTO:
1RO - gregar a un tubo un poco de disolución de cloruro de níquel mas unas
gotas de %idróxido de sodio.
NiCl 2 + NaO
2 !O - gregar a un tubo un poco de la solución de cloruro de níquel mas unas
gotas de %idróxido de amonio. NiCl 2 + N 4O
3RO - gregar a un tubo un poco de cloruro de níquel y luego agregar unas gotas
de dimetilglioxina y posteriormente agregar %idróxido de amonio.
NiCl 2 + C 4 "N O + N 4O 2 2
4TO - gregar a un tubo un poco de solución de cloruro de níquel y luego
agregar acido nítrico.
NiCl * - .NO /
+TO, un tubo agregar disolución madre de cloruro de níquel y luego agregar
cloruro de potasio, posteriormente agregar %idróxido de sodio, obser7ar los cambios y tomar nota. NiCl 2 + #Cl + NaO
0TO, un tubo agregar disolución madre de cloruro de níquel y luego agregar
cianuro de potasio, posteriormente agregar %idróxido de amonio, obser7ar los cambios y tomar nota.
NiCl * - 1CN - N. (O.
0), REACCIONES:
/iCl" B =") /iB" B 4=")
► /iB" B "Cl J DCo;= ")<4B"
D/i;= ")<4B" B /a)= ► K/iCl)= B 4= ") B /aB D/i;=")<4B" B /=-)= ► K/iCl)= B 4= ") B /=-B /i;=")<4B" B /aB B ")= ► K/i;)=<" B 4=") B /aB /i;)=<" B )= J KD/i;= ")<-;)=<" B =")
/i;=")<4B" B -/=9 ► D/i;/=9<-B" B 4=") /i;=")<4B" B "C-=1)"/" B /=9 ► K; C-=1)"/"<"/i B /=9 B 4=") /i;=")<4B" B LCl ► D/iCl 4B" B LB B 4=") D/iCl 4B" B 4/a)= ► D/i;)=< 4B" B 4/aB B 4Cl /i;=")<4B" B 4LC/ ► D/i;C/<4B" B 4LB B 4=") D/i;C/<4B" B /=-)= ► D/i;/=9<4B" B C/ B )=
2), O"SERVACIONES:
S$ %&'( ()*$,a la* *i&i$/$* 0aa0/$*/i0a* $ la* 'i$$/$* *&*/a0ia*.
El cloruro de níquel presenta su estado físico solido de color 7erde en tra(os, y
el sulfato de níquel presenta su estado físico solido granulado de color 7erde.
El %idróxido de sodio presenta su estado físico solido de color blanco en
tro(os.
!e obser7ó que el dimetilglioxina presenta su estado físico solido, en pol7o, de
color blanco. El cianuro de potasio presenta su estado físico solido granulado, incoloro,
%igroscópico.
!e obser7o que el fluoruro de potasio presenta su estado físico solido en pol7o
de color blanco.
!e obser7o que la disolución de cloruro de níquel de color 7erde, en presencia
de %idróxido de sodio %ubo formación de precipitado gelatinoso de color 7erde.
2a disolución de cloruro de níquel de color 7erde, en presencia de %idróxido de
amonio cambio a un color a(ul.
El cloruro de níquel de color 7erde, se obser7o que en presencia de
dimetilglioxina y %idróxido de amonio la solución cambio a un rojo intenso.
!e obser7o que el cloruro de níquel de color 7erde, en presencia de acido
nítrico cambio a un color rosado con formación de precipitado coloidal. 2a solución de cloruro de níquel en presencia de cloruro de potasio y %idróxido
de sodio %ubo formación de precipitado gelatinoso de color 7erde.
!e obser7o que la disolución de cloruro de niquel de color 7erde, en presencia
de cianuro de potasio y %idróxido de amonio la solución cambio a un color a(ul.
!e obser7o en la practica que la me(cla de las diferentes sustancias %ubieron
cambios de color y formación de precipitado.
3), CONC!SIONES:
El níquel ;II<, presenta complejos octa6dricos, tetra6dricos y cuadrados, esto
se debe a que tiene una estructura atómica 9d 1.
!e partió de una nuestra de cloruro de níquel ;II<, disol7i6ndolo en agua, esta
formo un acuocomplejo, el acuocomplejo presenta un color 7erdoso, el %exaacuo de níquel es un complejo octa6drico.
2a estructura del complejo, %ace que la carga del /i;II<, se equilibre con la
ioni(ación de dos =, de los grupos )=, estabili(?ndose internamente el complejo a tra76s de dos puentes de %idrógeno )=M).
En esta pr?ctica se partió de cloruro de níquel, al agregar unas gotas de
/a)=, el complejo se des%ace al precipitar el %idróxido de níquel.
2os %idroxocomplejos met?licos contienen al menos un enlace metal)=,
puede suponerse que deri7an, al menos formalmente, de la asociación, por compartición de un par electrónico, entre un ion met?lico ;/i< y el ion %idróxido ;)=N<.
l aumentar el desdoble energ6tico del níquel con %idróxido de amonio, se
produce un ligero corrimiento %acia al color a(ul, característico de los %exaammin complejos del /i;II<
Finalmente se puede concluir que se pudo cumplir con el objeti7o planteado de
la pr?ctica de formar complejos de níquel ;/i BB< a partir de cloruro de níquel.
