INFORME DE LABORATORIO N°4
SALES POCOS SOLUBLES SEPARACION SEP ARACION SELECTIVAFACULTAD
:
FIGMM
SECCION
:
T
CURSO
:
ALUMNOS
QUIMICA II
:
CARUZO OSTOS MICHEL GONZALES TOVAR TOVAR JORGE RAMOS AGREDA BRYA BRYAN ALVA ALVARADO RADO NUEZ RAFAEL RAFAEL
20142128A 20140163D 20140144J 20140224C
INDICE 1! OBJETIVOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . .3 2! FUNDAMENTO TEÓRICO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . .3 3! PARTE
EXPERIMENTAL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 4.1 . EXPERIMENTO 1............................................... . .5 4.2 EXEPERIMENTO 2............................................... . .7 4.3 . EXPERIMENTO 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9 4! APLICACIONES A LA
ESPECIALIDAD. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 "! RECOMENDACIONES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . 12 6! CUESTIONARIO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . .13 #! BIBLIOGRAFIA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . 1
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SALES POCOS SOLUBLES
SEPARACION SELECTIVA- IDENTIFICACION DE CATIONES I.
OBJETIVOS! •
•
II.
Aplicar los criterios de solubilidad, para la separación selectiva de sales solubles que precipitan bajo acción de un reactivo común. Identifcar cationes en sustancias naturales e industriales.
FUNDAMENTO TEÓRICO! SALES POCO SOLUBLES Cuando añadimos cantidades sucesivas de sólido a una cantidad determinada de disolvente, se alcanza un punto en el que ya no se disuelve más sólido. n este momento decimos que el disolvente está saturado de soluto. !or lo tanto una solución está saturada cuando el soluto disuelto está en equilibrio con el sólido sin disolver. "efnimos la solubilidad como la cantidad de soluto presente en una cantidad dada de disolvente, cuando la solución está saturada# y se e$presa en unidades de concentración %&ramos'litros(. )e denominan poco soluble a las sales disueltas de concentración menor a *,*+ . Consideremos la reacción de una sal, como cloruro de plata, con a&ua para dar una solución saturadaA&Cl %s( A&/%aq( / Cl0%aq( la constante de equilibrio en 1unción de las concentraciones es2c 3 4A&/ 5 4Cl0 5 4 A&Cl5 Laboratorio de Química | Cuarto Laboratorio de Química II: Sales poco solubles
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como se trata de un sistema 6etero&7neo, la 4A&Cl5 permanece constante por lo tanto 4A&Cl5 2c 3 4A&/5 4Cl05 ste producto de concentraciones iónicas se llama producto de solubilidad y la constante, constante del producto de solubilidad , que se simboliza 2ps, la cual depende e$clusivamente de la temperatura 2ps 3 1%8(. s un número adimensional. 2ps 3 4A&/5 4Cl05 la constante del producto de solubilidad representa el valor má$imo que puede tener el producto de las concentraciones iónicas a una temperatura dada. n 1orma &eneral para una sustancia que se disocia- Am9n 3 m An0 / n 9m/ 2ps 3 4An05m 49m/5n s decir que para que una sustancia precipite es necesario que el producto de las concentraciones de los iones 1ormados en su disociación iónica, elevada a sus respectivos coefcientes, sea mayor que su producto de solubilidad. sta e$presión es válida para sales poco solubles en solución acuosa pura. )e destaca la relación directa de 2ps, con la concentración de los iones en la solución, por lo tanto se vincula con la solubilidad. !ara nuestro ejemplo a :;
)A&Cl 3
3 +,>+ . +*0; moles'lt# a :;
n 1orma &eneral )A9 3 %Kps/mm nn )1/(m+n) l conocimiento de los valores de 2ps de las sales, permite implementar una t7cnica de separación selectiva de iones# por ejemplo se puede separar los iones cloruro de los iones cromato mediante el a&re&ado de iones plata debido a que A&Cl necesita menor cantidad de iones plata que A&:Cr?> para cumplir con sus respectivos 2ps. 8ambi7n es aplicable el principio de @e C6atelier09raun# por ejemplo a&re&ando un ión común Cl0 disminuyeB la solubilidad de A&Cl.
III.
PARTE EXPERIMENTAL! EXPERIMENTO N" #1 C$%&'( A)* 1. MATERIALES+ E,UIPOS REACTIVOS! • • • • • • • • • •
)olución de itrato de plata %A&?D( al *.+. "os tubos de ensayo. )olución de ECl a +. !apel fltro. Fn mec6ero. Fn vaso precipitado. Fn trGpode. Fna 9a&ueta. )olución de Eidró$ido de amonio %E>?E( al +. )olución de E?D al +.
2. PROCEDIMIETO EXPERIMENTAL! •
•
•
n tubos marcados como A y 9, añadir D &otas de A&?D *.+ en cada tubo, y lue&o añadir de + a : &otas de ECl +. Calentar en baño marGa durante ; se&undos, lue&o del cual coloque sobre la &radilla para en1riar, reposar y decantar. liminar la solución lGquida, inclinando cuidadosamente el tubo y la parte que queda absorber con el papel de fltro. Laboratorio de Química | Cuarto Laboratorio de Química II: Sales poco solubles
!
• •
• •
@avar con D &otas de a&ua, y desec6e el a&ua del lavado. l tubo marcado con A adicionar +: &otas de a&ua y calentar por D a ; minutos en baño maria %a&ua en ebullición(# tratando de dis&re&ar el precipitado con la ayuda de la baño ba&ueta. ?bservar si 6ay disolución. Al tubo marcado con 9 a&re&ar D &otas de E>?E + y a&itar. eutralizar la basicidad de la muestra anterior %tubo 9( con E?D +.
3. DATOS OBSERVACIONES DEL EXPERIMENTO! •
•
•
A los dos tubos que contienen A&?D en solución se le a&re&a ECl, no 6ay reacción. @ue&o del baño maria se observa la 1ormación de un precipitado blanco, cual 6acemos para que el solido precipitado se quede en el tubo y no sal&a junto con el liquido al desec6arlo Al tubo A le añadimos +: &otas de a&ua y calentamos en baño maria durante ; minutos, observamos que no presenta solubilidad.
4. CLCULOS RESULTADOS! P/&0/ % (6$ 8A! A&?D / ECl H A&Cl / E?D S)( % (6$ 8B! A&?D / ECl H A&Cl / E?D / E>?E H A&%ED(:Cl /:E:? l solido que precipita es el Cloruro de !lata %)oluble, precipitado blanco, no contamina ambiente( 5. CONCLUSIONES! • •
)e determinó que al A&Cl disuelto en E:* no es soluble. erifcamos que el A&Cl disuelto en E>?E si es soluble y que al a&re&ar E?D con el fn de no contaminar el medio ambiente neutralizamos la muestra, y se 1orma un precipitado de color blanco.
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EXPERIMENTO N" #2 C$%&'( :) 2* ;S 6 6 ( &0/? 1. MATERIALES+ E,UIPOS REACTIVOS! • • • • • • • • • •
)olución de itrato de mercurio %E&:%?D(:( al *.+. "os tubos de ensayo. )olución de ECl a +. !apel fltro. Fn mec6ero. Fn vaso precipitado. Fn trGpode. Fna ba&ueta. )olución de Eidró$ido de amonio %E>?E( al +. )olución de E?D al +.
2. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL! •
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• •
• •
n tubos marcados como A y 9, añadir D &otas de E&:%?D(: *.+ en cada tubo, y lue&o añadir de + a : &otas de ECl +. Calentar en baño marGa durante ; se&undos, lue&o del cual coloque sobre la &radilla para en1riar, reposar y decantar. liminar la solución lGquida, inclinando cuidadosamente el tubo y la parte que queda absorber con el papel de fltro. @avar con D &otas de a&ua, y desec6e el a&ua del lavado. l tubo marcado con A adicionar +: &otas de a&ua y calentar por D a ; minutos en baño maria %a&ua en ebullición(# tratando de dis&re&ar el precipitado con la ayuda de la ba&ueta. ?bservar si 6ay disolución. Al tubo marcado con 9 a&re&ar D &otas de E>?E + y a&itar. @a muestra obtenida en el tubo marcado con A depositar en una moneda limpia por D minutos# si es necesario a&re&ar una &ota de ácido nGtrico enjua&ar y secar con el papel fltro.
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3. DATOS OBSERVACIONES DEL EXPERIMENTO! •
•
•
Al i&ual que el e$perimento <+, lue&o de añadir ECl a los tubos que contenGan E&::/ y calentar en baño maria, vemos un precipitado blanco. @ue&o de añadir &otas de a&ua y calentar, se ve que es parcialmente soluble. "espu7s de dejar sobre una moneda vemos que esta adquiere una coloración blanca.
4. CLCULOS
RESULTADOS!
•
E&:%?D(: /: ECl E&:Cl: / :E?D l solido blanco que precipita es el cloruro de mercurio E&:%?D(: /: ECl E&:Cl: /: E?D
•
E&:Cl: / E?D / E>?E E&%ED(:Cl / E:?
•
$ercurio
%idr&'ido de amo(io
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)
Soluci&( de *Cl
5. CONCLUSIONES! •
•
Concluimos que el E&:Cl: disuelta en E:* se disuelve totalmente, lo cual es soluble, y adicionando el ácido nGtrico %E?D( y posteriormente a una moneda esta queda brillante en sus superfcie de contacto. )e determinó que el E&:Cl: disuelta en un E>?E se encuentra parcialmente soluble.
EXPERIMENTO N" #3 C$%&'( P2* 1. MATERIALES+ E,UIPOS REACTIVOS! • • • • • • • • • •
)olución de itrato de plomo %!b%?D(:( al *.+. "os tubos de ensayo. )olución de ECl a +. !apel fltro. Fn mec6ero. Fn vaso precipitado. Fn trGpode. Fna 9a&ueta. )olución de Eidró$ido de amonio %E>?E( al +. )olución de Cromato de potasio 2 :Cr:*J.
2. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL! Laboratorio de Química | Cuarto Laboratorio de Química II: Sales poco solubles
+
•
•
•
• •
• •
n tubos marcados como A y 9, añadir D &otas de !b%?D(: *.:; en cada tubo, y lue&o añadir de + a : &otas de ECl +. Calentar en baño marGa durante ; se&undos, lue&o del cual coloque sobre la &radilla para en1riar, reposar y decantar. liminar la solución lGquida, inclinando cuidadosamente el tubo y la parte que queda absorber con el papel de fltro. @avar con D &otas de a&ua, y desec6e el a&ua del lavado. l tubo marcado con A adicionar +: &otas de a&ua y calentar por D a ; minutos en baño maria %a&ua en ebullición(# tratando de dis&re&ar el precipitado con la ayuda de la ba&ueta. ?bservar si 6ay disolución. Al tubo marcado con 9 a&re&ar D &otas de E>?E + y a&itar. @a muestra obtenida en el tubo A en el paso ; añadir una &ota de cromato de potasio 2:Cr:?Jeutralizar la basicidad de la muestra anterior %tubo 9( con E?D +.
3. DATOS OBSERVACIONES DEL EXPERIMENTO! •
•
l !b%?D(: despu7s de reaccionar es !bCl:, que despu7s de a&re&ar +: &otas de a&ua se observan los residuos en el tubo, no es soluble. l cloruro de plomo despu7s de reaccionar con el 6idró$ido de amonio, se observa una reacción total que disuelve toda la muestra, es soluble.
4. CLCULOS RESULTADOS! P;NO3?2 * :C@ PC@2 * :NO3 PC@2 * :NO3 * N:4;O:? P;N:3?2C@ *:2O 5. CONCLUSIONES! • •
IV.
)e concluyó que el !bCl: disuelto en E:* no es soluble. "eterminamos que el !bCl: disuelto en E>?E se separa en minimas partes, por lo tanto se concluye que es soluble. @ue&o al reaccionarel tubo A con el cromato de potasio %2:Cr:?J( se 1orma un precipitado amarillo.
APLICACIONES A LA ESPECIALIDAD
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,-
ste laboratorio nos permitirá conocer las solubilidades de los minerales que constantemente como &eólo&os estaremos en contacto. @a )olubilidad de los minerales es una medida de una determinada sustancia para disolverse en otra. o todos los minerales se disuelven en la misma sustancia. A continuación les pon&o las distintas clases de minerales y en la sustancia que se disuelven o le a1ectan.
M%$@6 )olubles en ácidos salvo los mas nobles como el oro que lo son solamente en el a&ua re&ia. S@/6 S@6$@6 )olubilidad d7bil en ácidos e insolubles en a&ua Ó&6 Insolubles en a&ua y parcialmente solubles en los ácidos :&/'&6 @os 6idró$idos de amonio, potasio y sodio son solubles en a&ua, y los de calcio son li&eramente solubles :$@)(/6 @os cloruros son solubles en a&ua con la e$cepción de los de plomo y plata. @os Kuoruros son solubles en ácido e insolubles en a&ua. @os yoduros y bromuros son insolubles tanto en a&ua como en ácido C$/($%6 @os carbonatos sencillos son insolubles en a&ua con e$cepción del de amonio, potasio y sodio. @os carbonatos complejos y los minerales con radicales carbónicos son 1ácilmente solubles en a&ua. uc6os de los carbonatos son 1ácilmente solubles en ácido B/$%6 @os boratos con a&ua estructural %o de cristalización( son 1ácilmente solubles tanto en a&ua como en ácidos. l resto son insolubles en a&ua y la mayor parte tambi7n en el ácido S@$%6 )on solubles en a&ua y el ácido e$cepto los de plomo, calcio y bario. )e disocian 1ácilmente en a&ua si contienen a&ua en su estructura cristalina F6$%6 Insolubles en a&ua con la e$cepción de aquellos de potasio, ma&nesio y azzoto, solo li&eramente solubles en ácido A/6(&$%6 ariables, al&unos son solubles en a&ua y 1ácilmente solubles en Lcidos V$($$%6 )on insolubles en a&ua y d7bilmente atacables en ácido @/$0$%6 Insolubles tanto en a&ua como en ácidos M@&$%6 Insolubles en a&ua y d7bilmente solubles en ácidos N&%/$%6 )olubles tanto en a&ua como en ácido Laboratorio de Química | Cuarto Laboratorio de Química II: Sales poco solubles
,,
S&@&<$%6 Insolubles tanto en a&ua como en ácido, salvo en ácido sul1úrico %y Kuor6Gdrico(. Eay muc6as e$cepciones, entre las cuales están las zeolitas por ejemplo.
V.
RECOMENDACIONES •
• •
•
VI.
Fsar siempre la indumentaria respectiva durante el desarrollo del laboratorio.
8ener precaución de las soluciones ácidas. L$ ( &()6%$ $@&0(%6 &$6 (%/ @ @$/$%/&.
E@ 60 <&$ (%/ @ @$/$%/&.
<( @6 /$<%&6+ ( )$/
CUESTIONARIO •
E( <$$ @> @ &$)/$0$ ;=/=6% =$/$ @$ 06%/$ =/@0$?+ 6 6 =/<( ( @ =/&0(%. Laboratorio de Química | Cuarto Laboratorio de Química II: Sales poco solubles
,2
P/&0/ <$%&'( 8A)* ;06%/$ =/@0$? A)/)$( :C@ @%/$( @>& 6/($$(%. :A&Cl / :ECl H :A&Cl / E: A&re&ando E:?, calentándolo y fltrándolo. A&Cl A&re&ando E?D #4E>?E5 y fltrar. Complejo amoniacal de plata A&4%E:(:5Cl A&Cl / :E>?E H A&4%E:(:5Cl /:E:? / :E?D S)( <$%&'( 8P2* ;06%/$ =/@0$? A)/)$( :C@ @%/$( @>& 6/($$(%. !b:/ / :ECl H !bCl : / E: A&re&ando E:?, calentándolo y fltrándolo. !bCl: solubilizado en caliente. A&re&ando 2:Cr:?J !bCl: / 2 :Cr:?J H :2Cl%s( / !bCr:?J
cuacion del tubo 9 a&re&ando 6idró$ido de amonio !bCl: / E?D / E>%?E( !b%ED(:Cl /E:? / E?D
T/</ <$%&'( 8:)2* ;06%/$ =/@0$? A&re&ando ECl y fltrando lGquido sobrenadante. :E&:/ / :ECl H E&:Cl: / E: A&re&ando E:?, calentándolo y fltrándolo. E&:Cl: A&re&ando E?D 4E>?E5 y fltrándolo. "imerización del E&, E& complejo. E&:Cl: / :E>?E H E&4%ED(:5Cl / :E:? / E&/ / Cl0 %!arcialmente soluble( •
•
:$)$ ( )/H< @$ 6@&@&$ @ PC@2 ( (<&'( @$ %0=/$%/$.
P$/$ @$6 6@<&(6 $<6$6 PC@ 2 ( :C@+ $)$ ( )/H< ( (<&'( @$ <(<(%/$<&'( :C@. E( <6 :C@ > %/ <0=6% =@0 6 /0$K
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Curva de solubilidad del A&Cl y el !bCl: en 1unción de las contraciones. •
S& $0H6 @6 <$%&(6 A) *+ P2* ( @$ 0<@$ 6 (<(%/$6 @ <$%&'( C/ 3* P/<&=&%$/$ =/ @$ $&<&'( 6<&(% &( C@-K !or supuesto que precipitara y 1ormaran una sal. CrD/ / Cl0 H CrClD %cloruro de cromo(
•
A0H6 @ :C@ > %/ /$<%& = 6$/6 =$/$ =/<&=&%$/ 6%6 &(6K ?tro reactivo usado 1recuentemente para precipitar los iones es el ácido nGtrico que tiene como 1órmula quGmica- E? D.
•
•
L$ <(<(%/$<&'( @ &'( A) * ( 6@<&'( 6$%/$$ A) 2C/2O4 6 2+21#-4 0@@&%/ C$@<@$/ @ =6 A)2C/2O4K
S& 6 %&( ($ 06%/$ 1#. 0) ($ 0($ =@$%$ @ 35+ @) &6@/@$ ( H<&$+ 6 =/<&=&%$ @$ =@$%$ ;=6 @ A)C@ 2.1# -3?CH(%6 0&@&)/$06 =@$%$ >$( 6&( =/<&=&%$/ ( 3## 0&@&@&%/6 6@<&'( 6& @$ <(<(%/$<&'( :C@ ( 6%$ 6 1# -2 MK Laboratorio de Química | Cuarto Laboratorio de Química II: Sales poco solubles
,
•
A@ $)/)$/ :C@ $ ($ 6@<&'( 6 /0$ ( =/<&=&%$. E6% 6 &(6@@ %$(% ( 6@<&'( N:3 <0 $)$ <$@&(%. , &'( &(6 =/$( 6%$/ =/6(%6 ( @$ 6@<&'( /&)&($@K , &'( &(6 =/$( 6%$/ $6(%6 @@6K A./O3 0 *Cl : A.01ac 0 Cl1ac 4 A.Cl1s
•
•
S& %$(% ($ 6@<&'( :C@ <0 ($ H<& 6@Q/&< :2SO4 =/<( ( =/<&=&%$ 6/ ($ 6@<&'( %/0&($$. , &'( &(6 6 <$6& 6)/ > 6%( =/6(%6 > &'( &(6 =( ( =( 6%$/ =/6(%6K
E( (<&'( $@/6 =6 ;6<$/ ( %$@$6?+ /( 0$/ $ 0(/ @$ 6@&@&$ @ A)C@+ :)2C@2+ PC@2.
Como 5emos e( las tablas dadas a co(ti(uaci&( de los disti(tos 5alores de 6ps orde(aremos e( orde( decrecie(te la solubilidad7 6ps A.Cl 8 ,9)',-,6ps *.2Cl2 8 ,9,',-,) 6ps PbCl2 8 ,9#',-! Se.( estos 5alores te(emos el si.uie(te orde(amie(to: PbCl2 ; A.Cl ; *. 2Cl2
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VII.
BIBLIOGRAFIA
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