UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS
Universidad del Perú, DECANA DE AMERICA AMERICA
INFORME
Escuela Acadéic! Pr!"esi!nal
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Curs!
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Pr!"es!ra
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In$enier%a de Minas
&u%ica In!r$'nica Cuali(a(iva
In$) *!delia Canc+ari Silveri!
Alun!
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*us(av! Cas(ill! R!ue
C-di$!
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./.01212
A3!
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21./42
CATIONES CATIONES DEL GRUPO 4
Introducción
El análisis cualitativo es un área de la química analítica que contempla la determinación de las especies química en una muestra. La difcultad que se puede presentar en un análisis cualitativo depende de la naturaleza de la muestra. Para la determinación de elementos en muestras complejas tales como de origen biológico, o desechos industriales, requieren el uso de tcnica analíticas más modernas ! e"perimentadores más e"perimentados. Pero en el caso del área minera, a pesar de tener tcnicas ! maquinaria de #ltima generación, las tcnicas clásicas son las más utilizadas por los ingenieros de ejecución por su sencillez ! rapidez. $ esta tcnica de separación ! determinación de iones que se encuentran en una muestra dada, se conoce como marcha analítica.
Resumen
El presente in%orme dará a conocer en %orma detallada los procedimientos analíticos ! tcnicas de un análisis químico cualitativo, que permite la separación e identifcación de los cationes una solución de plata, hierro ! cobre. En la primera parte se establecerán los %undamentos teóricos de toda reacción química, tcnica ! mtodos utilizados. En la segunda parte se presentará una descripción de la e"periencia obtenida en laboratorio de química minera. Para la fnalización se mostrarán los resultados obtenidos, acompa&ado por imágenes representativas de ellos, para un mejor entendimiento de estos.
HISTORIA, APLICACIONES Y MINERALES DE LOS ELEMENTOS:
BARIO: Historia
Su descu5rid!r "ue Sir 6u7+re8 Dav8 en In$la(erra en el .919) Su n!5re se deriva del $rie$! :5ar8s: ue si$ni"ica :7esad!:, en a(enci-n a la $ran densidad de uc+!s de sus c!7ues(!s) La 5ari(a ;sul"a(! de 5ari!< "ue di"erenciada de la cal ;-=id! de calci!< 7!r Sc+eele en .>>/) El 5ari! na(ural "ue aislad! 7!r Sir 6u7+re8 Dav8 edian(e elec(r!lisis de 5ari(a "undida c!n -=id! de ercuri! ;II<, !5(eniend! una aal$aa de 5ari!) Aplicaciones
El 5ari! se usa en 7ir!(ecnia, c!! uc+!s !(r!s eleen(!s de l!s $ru7!s A) El 5ari! e('lic! (iene 7!cas a7licaci!nes 7r'c(icas, aunue a veces se usa 7ara recu5rir c!nduc(!res eléc(ric!s en a7ara(!s elec(r-nic!s 8 en sis(eas de encendid! de au(!-viles) El sul"a(! de 5ari! ;?aSO/< se u(ili@a (a5ién c!! a(erial de rellen!
7ara l!s 7r!duc(!s de cauc+!, en 7in(ura 8 en el lin-le!) El ni(ra(! de 5ari! se u(ili@a en "ue$!s ar(i"iciales, 8 el car5!na(! de 5ari! en venen!s 7ara ra(as ;7!r edi! de la in$es(a<) Una "!ra de sul"a(! de 5ari!, !7aca a l!s Ra8!s , se usa 7ara e=ainar 7!r Ra8!s en el sis(ea $as(r!in(es(inal) El -=id! de 5ari! ;?aO< "!ra 7ar(e de las len(es de vidri! ineral de al(a calidad, usadas, 7!r eBe7l!, en ins(ruen(!s -7(ic!s) MINERALES# Feldes7a(!#
?ari(ina#
6eulandi(a#
Uran!circi(a#
Psil!elana#
Calcio: Historia
El calci! ;del la(%n cal=, calis , cal< "ue descu5ier(! en .919 7!r 6u7+r8 Dav8 edian(e elec(r-lisis de una aal$aa de ercuri! 8 cal) Dav8 e@cl- cal +uedecida c!n -=id! de ercuri! ue c!l!c- s!5re una l'ina de 7la(in!, el 'n!d!, 8 suer$i- una 7ar(e de ercuri! en el in(eri!r de la 7as(a ue +iciera de c'(!d! 7!r elec(r-lisis !5(uv! una aal$aa ue, des(ilada, deB- un residu! s-lid! u8 !=ida5le, aunue ni siuiera el is! Dav8 es(a5a u8 se$ur! de +a5er !5(enid! calci! 7ur! c!n 7!s(eri!ridad ?unsen en .9/ 8 Ma((+iessen en .90 !5(uvier!n el e(al 7!r elec(r-lisis del cl!rur! de calci!, 8 6enri M!issan !5(uv! calci! c!n una 7ure@a del 7!r elec(r-lisis del 8!dur!) A 7rinci7i!s del si$l! el calci! ;Ca< s!l! se !5(en%a en la5!ra(!ri!) Aplicaciones
A$en(e reduc(!r en la e=(racci-n de !(r!s e(ales c!! el urani!,circ!ni! 8 (!ri!) Des!=idan(e, desul"uri@ad!r, ! decar5uri@ad!r 7ara varias aleaci!nes "err!sas 8 n! "err!sas) A$en(e de aleaci-n u(ili@ad! en la 7r!ducci-n de aluini!, 5erili!, c!5re, 7l!! 8 a$nesi!) A7licaci-n en uc+!s 7r!duc(!s l'c(e!s ! edicaen(!s 7ara el re"uer@! de l!s +ues!s +uan!s, c!7ues(!s de calci!) Si (ene!s "al(a de calci! en nues(r!s +ues!s "acili(are!s la a7arici-n de en"eredades c!! la !s(e!7!r!sis) El -=id! de calci!, CaO, se 7r!duce 7!r desc!7!sici-n (érica de l!s inerales de car5!na(! en al(!s +!rn!s, a7licand! un 7r!ces! de lec+! c!n(inu!) El -=id! se u(ili@a en arc!s de lu@ de al(a in(ensidad ;lu@ de cal< a causa de sus carac(er%s(icas es7ec(rales 7!c! usuales 8 c!! a$en(e des+idra(an(e indus(rial) La indus(ria e(alúr$ica +ace a7li! us! del -=id! duran(e la reducci-n de aleaci!nes "err!sas) El +idr-=id! de calci!, Ca ;O6<2, (iene uc+as a7licaci!nes en d!nde el i!n +idr!=il! es necesari!) En el 7r!ces! de a7a$ad! del +idr-=id! de calci!, el v!luen de cal a7a$ada GCa ;O6<2H se e=7ande al d!5le ue la can(idad de cal viva inicial ;CaO<, +ec+! ue l! +ace ú(il 7ara r!7er r!ca ! adera)
MINERALES# D!l!i(a#
Sc+eeli(a#
A7a(i(a#
Esca7!li(a#
re!li(a#
Estroncio: APLICACIONES:
6!8 en d%a el 7rinci7al us! del es(r!nci! es en cris(ales 7ara (u5!s de ra8!s ca(-dic!s de (elevis!res en c!l!r de5id! a la e=is(encia de re$ulaci!nes le$ales ue !5li$an a u(ili@ar es(e e(al 7ara "il(rar l!s ra8!s evi(and! ue incidan s!5re el es7ec(ad!r ). 2 J / O(r!s us!s s!n# Pir!(ecnia ;ni(ra(!<) Pr!ducci-n de ianes de "erri(a
El car5!na(! se usa en el re"in! del cinc ;7ara la eliinaci-n del 7l!! duran(e la elec(r-lisis<, 8 el e(al en la desul"uri@aci-n del acer! 8 c!! c!7!nen(e de diversas aleaci!nes) El (i(ana(! de es(r!nci! (iene un %ndice de re"racci-n e=(readaen(e al(! 8 una dis7ersi-n -7(ica a8!r ue la del diaan(e, 7r!7iedades de in(erés en diversas a7licaci!nes -7(icas) a5ién se +a usad! !casi!nalen(e c!! $ea) O(r!s c!7ues(!s de es(r!nci! se u(ili@an en la "a5ricaci-n de cer'icas, 7r!duc(!s de vidri!, 7i$en(!s 7ara 7in(uras ;cr!a(!<,l'7aras "lu!rescen(es ;"!s"a(!< 8 edicaen(!s ;cl!rur! 8 7er-=id!<) El is-(!7! radiac(iv! Sr49 se usa en la (era7ia del c'ncer , el Sr49 se +a u(ili@ad! en radi!l!$%a 8 el Sr41 en $enerad!res de ener$%a au(-n!!s) Ranela(! de es(r!nci! ;se de"ine c!! la uni-n de un 'cid! !r$'nic!, el 'cid! ranélic! c!n 2 '(!!s de es(r!nci! es(a5le<# "'rac! 7ara (ra(ar !s(e!7!r!sis, 8a 7rescri7(a en la UE, 7er! n! en EE) UU) Historia
El es(r!nci! "ue iden(i"icad! en las inas de 7l!! de Es(r!ncia;Esc!cia<, de d!nde 7r!cede su n!5re, en .>1 7!r Adair CraK"!rden el ineral es(r!nciani(a dis(in$uiénd!l! de !(r!s inerales de 5ari!) 0 En .>9 la7r!(+ 8 6!7e l! descu5rier!n de "!ra inde7endien(e) El 7rier! en aislar el es(r!nci! "ue 6u7+r8 Dav8, en .919, edian(e elec(r-lisis de la es(r!nciana -=id! de es(r!nci! de d!nde 7r!viene el n!5re del e(al)
MINERALES# Celes(ina#
Es(r!nciani(a#
Ca5asi(a#
!d!r!i(a#
+!s!ni(a#
Man!sio: Historia
El n!5re 7r!cede de la Pre"ec(ura de Ma$nesia, ue en $rie$! desi$na5a una re$i-n de esalia;*recia<) El in$lés !se7+ ?lac rec!n!ci- el a$nesi! c!! un eleen(! u%ic! en.>) En .919 Sir 6u7+r8 Dav8 !5(uv! e(al 7ur! edian(e elec(r-lisis de una e@cla de 7ericlasa;an(i$uaen(e c!n!cid! c!! a$nesia<, es decir -=id! de a$nesi! en es(ad! ineral 8 de -=id! ercúric!) Aplicaciones
L!s c!7ues(!s de a$nesi!, 7rinci7alen(e su -=id!, se usan c!! a(erial re"rac(ari! en +!rn!s 7ara la 7r!ducci-n de +ierr! 8 acer!, e(ales n! "érre!s, cris(al 8 ceen(!, as% c!! en a$ricul(ura e indus(rias u%icas 8 de c!ns(rucci-n) El us! 7rinci7al del e(al es c!! Adi(iv! en 7r!7elen(es c!nvenci!nales) O5(enci-n de "undici-n n!dular ;+ierr!4silici!4M$< 8a ue es un a$en(e es"er!idi@an(en!duli@an(e del $ra"i(!) A$en(e reduc(!r en la !5(enci-n de urani! 8 !(r!s e(ales a 7ar(ir de sus sales) El +idr-=id! ;lec+e de a$nesia<, el cl!rur!, el sul"a(! ;salesE7s!< 8 el ci(ra(! se e7lean en edicina)
El 7!lv! de car5!na(! de a$nesi! ;M$COJ< es u(ili@ad! 7!r l!s a(le(as c!! $inas(as 8 levan(ad!res de 7es! 7ara eB!rar el a$arre de l!s !5Be(!s) Es 7!r es(e !(iv! 7r'c(icaen(e i7rescindi5le en la escalada de di"icul(ad 7ara secar el sud!r de an!s 8 ded!s del escalad!r 8 eB!rar la ad+erencia a la r!ca) Se lleva en una 5!lsa c!l$ada de la cin(ura) O(r!s us!s inclu8en "las+es "!(!$r'"ic!s, 7ir!(ecnia 8 5!5as incendiarias, de5id! a la lu@ ue des7ide su c!5us(i-n)
MINERALES# ?i!(i(a#
Ser7en(ina#
Periclasa# Ac(in!li(a#
Ma$nesi(a#
MARCO TEORICO: En es(e $ru7! c!7rende l!s (res e(ales alcalin!4(érre!s se dis(in$uen de l!s e(ales de l!s $ru7!s 7receden(es 7!r el +ec+! de ue sus sales n! 7reci7i(an c!n 'cid! cl!r+%dric!, sul"ur! de +idr!$en! ! sul"ur! de a!ni!, 8 se carac(eri@an 7!r ue 7reci7i(an c!n s!luci-n de car5!na(! de a!ni! en 7resencia de s!luci!nes de cl!rur! e +idr!=id! de a!ni!)
OB"ETI#OS: C!n!cer 8 a7licar el é(!d! anal%(ic! de iden(i"icaci-n cuali(a(iva de i!nes en s!luci-n acu!sa c!n!cid! c!! Marc+a anal%(ica) Se7arar e iden(i"icar l!s i!nes Pla(a, c!5re 8 ercuri! 7resen(es en una s!luci-n)
GENERALIDADES: $%&'ica anal&tica: La &u%ica Anal%(ica 7uede de"inirse c!! la ciencia ue desarr!lla 8 eB!ra é(!d!s e ins(ruen(!s 7ara !5(ener in"!raci-n s!5re la c!7!sici-n 8 na(urale@a u%ica de la a(eria) Den(r! de la &u%ica Anal%(ica se inclu8e el An'lisis &u%ic! ue es la 7ar(e 7r'c(ica ue a7lica l!s é(!d!s de an'lisis 7ara res!lver 7r!5leas rela(iv!s a la c!7!sici-n 8 na(urale@a u%ica de la a(eria) R!acti(o anal&tico: El 7r!cediien(! $eneral 7ara la iden(i"icaci-n de una sus(ancia 7!r el é(!d! cl'sic! de an'lisis c!nsis(e en 7r!v!car en la isa un ca5i! en sus 7r!7iedades ue sea "'cilen(e !5serva5le 8 ue c!rres7!nda c!n la c!ns(i(uci-n de dic+a sus(ancia) El a$en(e ue susci(a el
ca5i! se llaa reac(iv!, 7!rue $eneralen(e, reacci!na u%icaen(e c!n el 7r!duc(! ue se uiere rec!n!cer)
R!acti(os )%&'icos: L!s reac(iv!s u%ic!s se clasi"ican en $enerales 8 es7eciales) L!s reac(iv!s $enerales s!n c!unes a un núer! $rande de es7ecies 8 se u(ili@an +a5i(ualen(e 7ara se7araci!nes en $ru7!s i-nic!s c!! ac!n(ece en las den!inadas Marc+as Anal%(icas) L!s reac(iv!s es7eciales ac(úan s!5re u8 7!cas es7ecies u%icas 8 se e7lean 7ara ensa8!s de iden(i"icaci-n ! rec!n!ciien(!) L!s reac(iv!s es7eciales 7ueden ser# selec(iv!s ! es7ec%"ic!s, se$ún ue ac(úe s !5re un $ru7! 7eue3! de es7ecies ! 5ien s!5re una s!la) L!s reac(iv!s es7ec%"ic!s s!n u8 escas!s, 7er! un reac(iv! ue (en$a una selec(ividad de"inida 7uede +acerse es7ec%"ic! variand! c!nvenien(een(e las c!ndici!nes del ensa8!) L!s reac(iv!s $enerales s!n casi (!d!s in!r$'nic!s) L!s reac(iv!s es7eciales s!n, $eneralen(e, de na(urale@a !r$'nica) Ade's de es(!s d!s (i7!s de reac(iv!s e=is(en !(r!s ue se usan es7!r'dicaen(e 8 ue 7!de!s en$l!5ar en la den!inaci-n c!ún de reac(iv!s au=iliares) Mat!rial!s * !)%i+os • • • • •
21 (u5!s de ensa8! Frasc!s c!n Reac(iv!s Ca(i!nes del 7rier $ru7! ;A$ Q. P5Q2 6$Q2< A$ua des(ilada Mandil de 7r!(ecci-n
D!sarrollo !+!ri'!ntal Proc!-i'i!nto
.) Lavar cuidad!saen(e c!n a$ua (!d!s l!s (u5!s de ensa8! ue ser'n u(ili@ad!s en la 7r'c(ica 2) Li7iar 8 secar l!s (u5!s 8 r!(ularl!s c!l!cand! el n!5re del ca(i-n 8 reac(iv! a usar) J) Ordenar l!s (u5!s r!(ulad!s se$ún el si$uien(e esuea 7ara una eB!r !rden 8 ra7ide@ en el 7r!cediien(!) /) C!en@ar ec+and! J $!(as de reac(iv! 8 . a 2 $!(as de ca(i-n en el (u5! de ensa8!) ) Se !5(ienen l!s si$uien(es resul(ad!s en l!s 7reci7i(ad!s de nues(ra 7rue5a de la5!ra(!ri!)
Ba./
Ca./
Sr./
M/
NH4OH
N! 7reci7i(a, N! 7reci7i(a, N! 7reci7i(a, dis!luci-n (ur5i! dis!luci-n inc!l!ra dis!luci-n inc!l!ra
Preci7i(ad! dis!luci-n 5lanc!
8
0NH41.CO2
Preci7i(ad! 5lanc! lec+!s!
Preci7i(ad! 8 Preci7i(ad! 8 dis!luci-n 5lanc! dis!luci-n 5lanc!
Preci7i(ad! dis!luci-n 5lanc!
8
Dis!luci-n inc!l!ra
Dis!luci-n inc!l!ra
33333
Preci7i(ad! 8 dis!luci-n 5lanc!
333333
Oalato -! Dis!luci-n inc!l!ra a'onio 5 .SO4
Preci7i(ad! 8 Dis!luci-n dis!luci-n 5lanc! inc!l!ra
5 .CrO4
Dis!luci-n verde N! 7reci7i(a, N! 7reci7i(a, Na2COJ# clar! dis!luci-n aarill! dis!luci-n Preci7i(ad! aarill! dis!luci-n 5lanc!
dis!luci-n aarill! clar!
6!rro 33333
33333
NaJP+# Dis!luci-n inc!l!ra
8