Acido - Base
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y TEXTIL Área Académica de Ciencias Básicas
INFORME # 4 ACIDO - BASE QU – 215 215 B Realizado por:
Mesa: I-2
Talaverano Rojas, Daniel
20081312B
Villavicencio Ramos, Daniel
20090268B
Profesores de la práctica:
NOTA:
Ing. Cárdenas Vargas, Bertha Ing. Rojas Orosco, Janet Periodo Académico: 2010 – II II Fecha de realización de práctica: 21 de setiembre de 2010 Fecha de presentación del informe: 28 de setiembre de 2010
LIMA – PERÚ PERÚ
Laboratorio de Química Inorgánica
Acido - Base
ÍNDICE I. II. III.
Caratula. Índice. Parte Experimental. III.1.- Objetivos. III.2.- Tarea Previa. III.3.- Procedimiento Experimental. Experimento Nº1: Condiciones para la formación de precipitados. Experimento Nº2: Disolución de precipitados. Experimento Nº3: Reacciones Iónicas. Experimento Nº4: Reacciones que se realizan con el desprendimiento de un gas. Experimento Nº5: Hidrólisis. Experimento Nº6: Reacciones que se efectúan con la formación de un ion complejo.
IV.
Cuestionario.
V.
Bibliografía.
VI.
Aportes Personales.
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Práctica Nº4: ACIDO - BASE III. Parte Experimental: III.1 Objetivos:
Conocer los diferentes tipos de reacciones iónicas. Ilustrar conceptos químicos tales como formación de precipitados, desprendimiento de gases, formación de iones complejos, interacciones acido-base a través de algunas reacciones en pequeña escala. Saber que el agua potable está constituida al menos por algunos iones en solución.
III.2 Pictogramas: ACIDO CLORHÍDRICO (HCl): Riesgo principal: corrosivo. Riesgos: el acido clorhídrico es altamente corrosivo y causa serias quemaduras a la piel y los ojos y problemas respiratorios aguas y crónicas. Precauciones: evitar el contacto con la piel, los ojos y la ropa. Usos y/o aplicaciones: en acidificados (activación) de pozos petroleros, producto intermedio químico, reducción de minerales, decapado o limpiado de metales. ACIDO SULFÚRICO (H2SO4): R35: Provoca quemaduras graves. S26: En caso de contacto con los ojos, lávese inmediatamente con abundante agua y acúdase al médico. S36/37/39: No echar jamás agua a este producto. Usos y/o Aplicaciones: En la fabricación de abonos, explosivos, tintes, otros ácidos, papel y cola, en la purificación de petróleo, en la oxidación de metales. Ingrediente de los detergentes para baños, limpiadores de cañería, compuestos antioxidantes, y fluido de los acumuladores de automóviles. CARBONATO DE SODIO (Na2CO3): Ingestión: causa irritación. Inhalación: dañina, deben evitarse especialmente exposiciones prolongadas. Piel: irritaciones y posibles quemaduras. Ojos: irritación grave, posiblemente con heridas graves. Usos y/o Aplicaciones: Preparación de sales de sodio, fabricación de vidrio y jabón, blanqueo del hilo y del algodón, lavado de telas, detergente de uso general; en la industria fotográfica y en química analítica.
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HIDRÓXIDO DE AMONIO (NH 4OH): R36/37/38: Irrita los ojos, la piel y las vías respiratorias. S2: Manténgase fuera del alcance de los niños. S26: En caso de contacto con los ojos, lávese inmediatamente con abundante agua y acúdase al médico. S36/37/39: Úsense indumentaria adecuada para protección. Usos y/o Aplicaciones: para la elaboración de detergentes, quitamanchas y lejía; en el estampado de algodón, obtención de sales de amonio y tintes de anililina. HIDRÓXIDO DE SODIO (NaOH): S 35: Provoca quemaduras graves. S 26: En caso de contacto con los ojos, lávese inmediatamente con abundante agua y acúdase al médico S 45: En caso de accidente o malestar, acuda inmediatamente al médico (si es posible muéstrele la etiqueta). Usos y/o aplicaciones: usado en la industria (principalmente como una base química) en la fabricación de papel, tejidos y detergentes. Además es usado en la industria petrolera en la elaboración de lodos de perforación base agua. NITRATO DE PLOMO (Pb (NO3)2): R50/53: Muy toxico para los organismos acuáticos, pueden provocar a largo plazo efectos negativos para el medio ambiente acuático. S53: Evítense la exposición, siga instrucciones especiales antes del uso.
SULFATO DE COBRE (CuSO4): R22/36/38: Nocivo por ingestión. Irrita los ojos y piel. R50/53: Muy toxico para los organismos acuáticos. S22/60: No respirar el polvo. Elimínese el producto y su recipiente como residuos peligrosos. Usos y Aplicaciones: En el tratamiento de aguas es usado como alguicida, y tiene numerosas aplicaciones: fabricación de concentrados alimenticios para animales, abonos, pesticidas, recubrimiento galvánico, industria del petróleo, caucho sintético, industria del acero. SULFATO DE ZINC (ZnSO4): R36/38: Irrita los ojos y la piel. R50/53: Muy toxico para los organismos acuáticos, pueden provocar a largo plazo efectos negativos para el medio acuático. S22: No respirar el polvo. S60: Elimínese el producto y su recipiente como residuos peligros.
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III.3 Procedimiento Experimental: Experimento Nº1: Condiciones para la formación de precipitados. a) Observaciones:
Las soluciones de BaCl2 y CaSO4 son soluciones incoloras e inodoras. El precipitado que se forma es de color blanco lechoso. La reacción entre BaCl 2 y CaSO4 es lenta y su precipitado precipita rápidamente. La reacción entre BaSO 4 y CaCl2 es inmediata formándose bastante precipitado. En la reacción de PbCl 2 y Pb (NO3)2 no se observan cambios. En la reacción de PbCl 2 y NaCl no se observan cambios.
b) Reacciones químicas balanceadas:
NaSO4(ac) + BaCl2(ac)
BaSO4(s) + 2NaCl(ac)
BaSO4(ac) + CaCl2(ac)
CaSO4(s) + BaCl2(ac)
c) Diagramas:
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d) Conclusiones:
Las sales BaSO4 y CaSO4 son insolubles y de alto peso molecular, razón por la cual precipitan rápidamente. Un elemento no puede desplazarse a si mismo en una misma reacción, como en el caso de PbCl2 + Pb(NO3)2
Experimento Nº2: Disolución de precipitados. a) Observaciones:
El tubo A, su precipitado se disuelve poco con la adición del agua.
El tubo B, su precipitado se disuelve en mayor proporción con respecto al tubo A.
b) Diagramas:
c) Conclusiones:
El acido, como el HCl, es capaz de disociar mejor una sal que el agua.
Experimento Nº3: Reacciones Iónicas. a) Observaciones:
En la reacción entre Na 2SO4 y BaCl2 se lleva a cabo de manera inmediata, dando como resultado una solución blanca lechosa, con la formación de pequeñas burbujas en la parte superior de la solución. La reacción de ZnSO4 con BaCl2 es inmediata dando como resultado una solución blanca lechosa, al igual que en la reacción inmediata del Al2(SO4)3 con BaCl2.
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En la tres reacciones de la parte (b) se obtiene como producto sulfato de bario.
b) Reacciones químicas balanceadas:
Ca+2 + (SO4)2-(ac) + 2Na+(ac) + (HPO4)2(ac)
Ca3(PO4)2(s) +(SO4)2-(ac)+ 2Na+(ac)
Ca+2 + (SO4)2-(ac) + 2K +(ac) + 2I-(ac)
CuI2(s) + (SO4)2-(ac) + 2K +(ac)
Ca+2 + (SO4)2-(ac) + 2Na+(ac) + 2OH-(ac)
Cu(OH)2(s) +(SO4)2-(ac) + 2Na+(ac)
(SO4)2-(ac) + Zn2+(ac) + Ba2+(ac) + 2Cl-(ac)
BaSO4(S) + Zn2+(ac) + 2Cl-(ac)
(SO4)2-(ac) + 2Na2+(ac) + Ba2+(ac) + 2Cl-(ac)
BaSO4(S) + 2 Na+(ac) + 2Cl-(ac)
(SO4)2-(ac) + Al3+(ac) + Ba2+(ac) + Cl-(ac)
BaSO4(S) + Al3+(ac) + Cl-(ac)
c) Diagramas:
d) Conclusiones:
Las reacciones llevadas a cabo es entre iones y no entre moléculas, siendo los iones que permanecen igual durante la reacción denominados iones espectadores.
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Experimento Nº4: Reacciones que se realizan con el desprendimiento de un gas. a) Observaciones:
Al juntar el sulfato de cobre con el acido sulfúrico, en frio, no se observan cambios. Cuando la solución se empieza a calentar la mezcla de sulfato de cobre con acido sulfúrico eleva su temperatura y desprende un olor fétido. La reacción entre NaCl y H2SO4 es una reacción violenta, con bastante desprendimiento de calor y de gas. La reacción violenta se lleva a cabo con H2SO4 concentrado, pero si se agrega H2SO4 no concentrado la sal solo se disuelve. Luego de reaccionar cantidades iguales de HCl y NaOH se calentó la solución hasta evaporar todo el líquido quedando así unos cristales blancos fuertemente adheridos al crisol.
b) Reacciones químicas balanceadas:
CuSO4 (ac) + H2SO4(ac) 2NaCl(ac) + H2SO4(ac) HCl(ac) + NaOH(ac)
No hay reacción. Na2SO4(ac) + HCl(ac) NaCl(ac) + H2O(ac)
c) Diagramas:
d) Conclusiones:
En la reacción de un acido y una sal, dependerá de la concentración del acido. La reacción acido – base en cantidades equivalentes da como resultado una solución neutra (pH=7) como el caso (b) de la experiencia.
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La reacción de NaCl y H 2SO4 concentrado, es altamente exotérmica.
Experimento Nº5: Hidrólisis. a) Observaciones:
El cristal AlCl 3 es amarillo verdoso y además es un cristal grande. Al agregar el sólido NH 4CH3COO se forman burbujas pequeñas. El NH4CH3COO son cristales grandes e incoloros. La difusión liquido – liquido de la fenolftaleína con Na 2CO3 es lenta, además la solución toma un color rojo grosella. Al calentar los 5ml de Na 2CO3 con fenolftaleína, se observa que no ocurre nada.
b) Diagramas:
c) Reacciones químicas balanceadas:
Na2CO3(ac) CO32-(ac) + H2O
2Na+(ac) + CO3(ac) OH-(ac) + HCO3-(ac)
Na2HPO4(ac) HPO42-(ac) + H2O
2Na+(ac) + HPO42-(ac) H2PO4-(ac) + OH-(ac)
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NaCl(ac)
Na+ + Cl-
AlCl3(ac) Al3(ac) + 3H2O
Al3(ac) + ClAl(OH)3(ac) + 3H+(ac)
Na2CO3(ac) CO32-(ac) + H2O
2Na+(ac) + CO3(ac) OH-(ac) + HCO3-(ac)
NH4CH3COO(ac) CH3COO-(ac) + H2O NH4+(ac) + H2O
CH3COO+(ac) + OH-(ac) CH3COOH(ac) + OH-(ac) NH3(ac) + H3O+(ac)
d) Conclusiones:
De la experiencia “a” se concluye que Na2CO3 y Na2HPO4 son bases fuertes, mientras que NaCl, AlCl 3, NH4CH3COO son acidos debiles. En la experiencia “b” se comprueba el carácter básico de la sal Na 2CO3 cuando la solución vira a rojo grosella en presencia de fenolftaleína.
Experimento Nº6: Reacciones que se efectúan con la formación de un ion complejo. a) Observaciones:
La reacción entre la soda caustica y la sal cúprica forma un producto gelatinoso turquesa, que con tiempo toma el color verde oscuro. El KI tiene un olor fétido, muy desagradable. Al agregar la primera gota de KI a la solución de manga mercúrica ocurre una reacción rápida y la solución adopta un color anaranjado, en la segunda gota el color anaranjado se hace más intenso, en la tercera gota se forma un precipitado de color anaranjado y en la cuarta gota se forma más de este precipitado.
b) Reacción química balanceada:
2NaOH(ac) + CuSO4(ac) 2Cu2+ + SO42- + 2NH3 + 2H2O
Na2SO4 + Cu(OH)2(ac) CuSO4(OH)2 + 2NH4+
Cu2+ + 4NH3
Hg2(NO3)2 (ac) + 2KI
2HgI2(S) + 2KNO3(ac)
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c) Diagramas:
IV. Cuestionario: 1. ¿Qué es hidrólisis? Citar ejemplos. Se entiende que en el agua pura las concentraciones de H + y OH- son iguales, siendo de esta manera neutra la sustancia, mas cuando se disuelve una sal en el agua, los iones disociados de la sal pueden reaccionar con el H o el OH rompiendo de esa manera el equilibrio neutro del agua pura, pudiendo la disolución salina (Hidrolisis) volverse acida o básica. Ejm:
KCN K + + CNCN- + H2O HCN + OH-
(Hidrolisis)
NH4Cl NH4+ + Cl NH4+ + H2O NH3 + H3O+
(Hidrolisis)
2. ¿Cuándo tiene lugar la disolución de un precipitado? Esto se lleva a cabo cuando el producto de la concentración de los iones en la solución es menor que el producto de solubilidad. Se puede decir en general que la solubilidad de los precipitados aumenta con la temperatura, hay casos excepcionales (como sulfato de calcio). El efecto de la presión tiene poca importancia en la variación de la solubilidad ya que todas las operaciones se llevan a cabo en un recipiente abierto y pequeñas variaciones de la presión no tiene efecto marcado sobre la solubilidad.
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3. ¿Cuál sería la reacción iónica neta entre el sulfato de zinc y el sulfato de hidrogeno y a qué tipo de reacción pertenece?
4. Cite ejemplos de reacciones: con formación de precipitado, de ion complejo, desprendimiento de un gas y formación de un electrolito débil. Con formación de precipitado:
Pb(NO3)2(ac) + 2NaCl(ac) BaCl2(ac) + N2SO4(ac)
PCl2(s) + 2NaNO3(ac) BaSO4(s) + 2NaCl(ac)
Con formación de un ion complejo:
AgCl2 + 2NH3 (Ag(NH3)2)+ + ClDiamino argentato (I) 2+ Fe + 6CN- (Fe(CN)6)4Hexacianoferrato(II)
Con desprendimiento de gas:
2HCl(ac) + Mg(s)
MgCl2(ac) + H2(g)
2HCl(ac) + NaHCO3(s)
NaCl(ac) + H2O(l) + CO2(g)
Con formación de electrolito débil:
H+ + OH-
2Na+ SiO32- + 2H+ + 2Cl-
H2O H2SiO3 + 2Na+ + 2Cl-
5. Investigar que otros tipos de definiciones acido – base se encuentran en la literatura excluyendo las definiciones estudiadas en química II. Definición de Lavoiser: Definió los ácidos en término de su contenido “oxigeno”, ( que el de esta forma a partir de las palabras griegas que significa “formador de ácidos”)
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Definición de Liebig: Propuesta por Justus Van Liebig, aproximadamente 1838. Según Liebig un acido, es una sustancia que contiene hidrogeno que puede ser reemplazado por un metal. La definición de Liebig, aun siendo completamente empírica, se mantuvo en uso durante casi 50 años hasta la adopción de la definición de Arrhenius.
Definición de Usanovich: La definición más general es la del químico ruso Mitchal Usanovich. Según Usanovich, un acido es cualquier especie química que acepte especies negativas o dona especies negativas, y una base lo inverso.
Definición de Lux – Flood: Propuesta por el químico alemán Hernán Lux en 1939 mejorada posteriormente por Haxon Flood alrededor de 1947. Describe a un acido como un aceptor de iones oxido, y una base como un donante de iones oxido, por ejemplo MgO (base) + CO 2 (acido) MgCO3
Definición de Pearson: Ralph Pearson propuso un concepto cualitativo avanzado conocido como teoría acido – base duro – blando. “Duro” se aplica a especies que son pequeñas, tienen elevados estados de oxidación y son débilmente polarizables . “Blando” se aplica a especie s que son blandos, tienen bajo estado de oxidación y son fuertemente polarizables. Los ácidos y las bases interactúan, y las interacciones más estables son las duro – duro y blando – blando.
6. ¿Qué entiende por acido - base? Las reacciones acido – base son de mucha importancia, ya que permiten relacionar la estructura con las propiedades de dichas reacciones. Son muchas las definiciones sobre acido y base, pero en general se debe entender como: Acides: carácter positivo de una especie química que decrece al reaccionar con una base. Basicidad: carácter negativo de una sustancia química que decrece al reaccionar con un acido.
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7. Diagramas de Latimer y Frost en medio acido para el plomo, el anido nítrico y oxigeno. Para el “Pb” Diagrama de Latimer: En disolución acida:
En disolución básica:
Diagrama de Frost:
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Para el “HNO3”
Diagramas de Latimer:
En disolución acida:
En disolución básica:
Diagrama de Frost:
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Para el “Oxigeno” Diagrama de latimer:
Diagrama de Frost:
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V. BIBLIOGRAFIA:
- Página 502
de Theodore L. Brown, Theodore E. Brown, H. Eugene LeMay, Jr., Héctor Javier Escalona y García, Bruce E. Bursten, Julia R. Burdge, Roberto Escalona y García - 2004 - 1152 páginas
Química: Un proyecto de la Ameri - Página 660 de American Chemical Society, Roberto Martínez Álvarez, Jerry Bell, Ma Josefa Rodríguez Yunta, Luis Sánchez Martín - 2005 - 858 páginas
- Página 721 de Gordon M. Barrow, Nuffield Foundation (Gran Bretaña) - 1975 - 812 páginas
- Página 156 de Olaf A. Hougen, Kenneth M. Watson, Roland A. Ragatz, Miguel Ángel Herráez, Aguilar Peris J. - 1982 - 564 páginas Cuando la cristalización se realiza sólo por medio de una variación en la temperatura, la producción de cristales y las condiciones necesarias pueden
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