Aprender el proceso de identificación de los boratos y sus reacciones con diferentes compuestos.
Verificar experimentalmente la reactividad del aluminio con diferentes compuestos.
Realizar la formación de un complejo de aluminio.
Verificar la reacción de los iones de aluminio, observando los precipitados que forma.
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MATERIALES
1 mechero bunsen
Tubos de ensayo
Gradilla
Pinza
Vaso de precipitado
Papel de tornasol
REACTIVOS
Na2 B4O7 .10 H2 O (Bórax)
AgNO3 (Nitrato de plata)
HNO3 (Ácido nítrico)
BaCl 2 (Cloruro de bario)
C2H5OH (etanol)
HCl (Ácido clorhídrico)
H2SO4 (Ácido sulfúrico)
Virutas de aluminio
Al 2 (SO 4) 3 (Sulfato de aluminio)
NH3 (Amoniaco)
NaOH (Hidróxido de sodio)
NH4 Cl (s) (Cloruro de amonio)
NaHCO3 (Bicarbonato de sodio)
Na2 HPO4 (Bifosfato de sodio)
(NH4) 2CO3 (Carbonato de amonio)
Acetato de sodio
(CH2)6 N4 (Hexametilentetramina)
KF (Fluoruro de potasio)
Anaranjado de Metilo
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DESARROLLO EXPERIMENTAL
1. Reacciones de los boratos
En tres tubos de ensayo adicionar 10 gotas de una solución de tetraborato de sodio decahidratado (bórax = Na2 B4O7 .10H2 O al 5%) y luego realizar de acuerdo a lo siguiente: 1.1. Parte 1 a) Procedimiento:
-
A uno de los tubos agregar 10 gotas de AgNO 3 agitar y observar la formación de precipitado. Luego agregar gota a gota HNO3 0,1 N hasta que se diluya el precipitado. Calentar hasta ebullición para que se hidrolice el compuesto.
b) Reacciones química:
Formación de precipitado de metaborato de plata: AgNO3 + Na2 B4 O7 + H2 O
AgBO2 ↓ + H3 BO3 + NaNO3
Formación de óxido de plata: AgBO2 + HNO3
Ba o mar a
AgO↓ + H3BO3
c) Observaciones:
Luego de agregar nitrato de plata al bórax, se forma precipitado de metaborato de plata de color blanquecino, el cuál es soluble en ácido nítrico HNO 3 . Luego de calentar a baño maría se observó la formación de precipitado de color negro el cuál era el óxido de plata AgO. 1.2. Parte 2 a) Procedimiento:
-
Al segundo tubo agregar BaCl 2 al 5%. Luego probar la solubilidad del producto con ácidos HCl o H 2 SO4 1N.
b) Reacciones química:
BaCl 2 + Na2B4 O7(aq) + 3H2O
Ba(BO2) 2↓ + 2H3BO3 + 2NaCl
c) Observaciones:
Luego de agregar el BaCl 2 se observó la formación de precipitado de color blanquecino de Ba(BO 2)2 . Luego se le agrego HCl y se observó que el precipitado se disolvió, es decir el precipitado obtenido de metaborato de bario en ácidos como el HCl.
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1.3. Parte 3 a) Procedimiento:
-
Al tercer tubo ensaye el pH con un papel indicador.
b) Observaciones:
Al hacer ingresar el papel indicador el cual estaba de color rojo, al contacto con el Na 2B4O7 cambio a color azul, lo cual nos indica que posee propiedades básicas. Tiene un pH > 7. 2. Identificación de los Boratos a) Procedimiento:
-
Colocar en un tubo de prueba bórax en estado sólido, luego lo humedecemos con 1 ml de etanol. Luego adicionar 1ml de H2 SO4(cc) . Agitar bien y calentar hasta ebullición. Observar lo ocurrido
b) Reacciones químicas:
Na2B4O7 + C2H5 OH(l) + H2SO4(cc)
B(OC2H5) 3↑ + Na2SO4 + H2O
c) Observaciones
Luego de agregar etanol al bórax (cristal blanco y suave) la solución adquiere un color lila el cual desaparece luego de agregar H 2 SO4 concentrado. En este caso el ácido sulfúrico actúa como deshidratante. Agitamos bien para homogenizar la solución y luego de un breve calentamiento acercamos la boca del tubo al mechero Finalmente se tiene la formación de éster de borato B(OC 2H5 )3 el cual tiene la propiedad de colorear la llama de verde, lo cual nos indica la presencia de borato.
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3. El aluminio como metal activo
Analizaremos la actividad del aluminio con diferentes compuestos: 3.1. Parte 1 a) Procedimiento:
-
En un tubo de ensayo que contiene 1mL de HCl 3N agregar virutas de aluminio y observar lo ocurrido.
b) Reacción química:
Al (s) + HCl (aq)
AlCl 3 + H2(g)
c) Observaciones:
Luego de agregar el HCl y agitar se observa el desprendimiento de pequeñas burbujas de hidrógeno gaseoso lo cual nos indica que hubo reacción.
3.2. Parte 2 a) Procedimiento:
-
En un tubo de ensayo que contiene 1mL de H 2 SO4 3N agregar virutas de aluminio.
b) Reacción química:
Al (s) + H2 SO4(aq)
Al 2 (SO 4) 3 + H2(g)
c) Observaciones:
Luego de agregar el H 2 SO4 y agitar se observa el desprendimiento de pequeñas burbujas de hidrógeno gaseoso pero en pequeñas cantidades, menor que en la parte 1.
3.3. Parte 3 a) Procedimiento:
-
En un tubo de ensayo colocar una pequeña viruta de Al y adicionar gotas de HNO3 3N.
b) Reacción química:
Al (s) + HNO3(aq)
No hay rxn
c) Observaciones:
Luego de agregar el HNO 3 no se observa reacción alguna, ello debido a que el ácido nítrico hace pasivo al metal.
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3.4. Parte 4 a) Procedimiento:
-
En un tubo de prueba colocar virutas de Al. Luego adicionar 10 gotas de NaOH 3N. Si la reacción es muy violenta, agregar agua.
b) Reacción química:
Al (s) + NaOH(aq)
NaOH
Al(OH) 3 + H2
NaAlO2 + H2 O
H2 O
c) Observaciones:
Luego de agregar el NaOH (base fuerte) la reacción es muy rápida observándose mayor desprendimiento de hidrógeno gaseoso. Si agregamos NaOH en exceso se formara metaluminato de sodio. El orden de actividad que se obtuvo con los compuestos usados son: HNO3 ;
H2 SO4
;
HCl
;
NaOH
La actividad aumenta a la derecha, mayor actividad con base fuerte. 4. Reacción de los iones de Aluminio
Sobre un papel de tornasol añadir una gota de Al 2 (SO 4) 3.18H2O al 5% para probar su acidez o basicidad de la solución. El papel debe indicarnos su carácter ácido ya que se torna rojo Luego agregamos a 5 tubos de ensayo 1mL de Al 2(SO 4 )3 al 5% y realizar lo siguiente: 4.1. Tubo 1 a) Procedimiento:
-
Al primer tubo agregar gota a gota con agitación una solución de NH3 7M. Observar la formación de precipitado y agregar exceso de NH 3.
b) Reacción química:
Al 2 (SO 4) 3 + NH3
(NH4 )2SO4
+
Al(OH) 3↓
c) Observaciones:
Luego de hacer reaccionar el Al 2(SO 4 )3 com NH3 se logra apreciar la formación de precipitado de hidróxido de aluminio Al(OH) 3 de color blanco. Luego de agregar exceso de reactivo de NH 3 el precipitado no desaparece, lo cual indica que no el precipitado es insoluble en NH3 .
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4.2. Tubo 2 a) Procedimiento:
-
Al segundo tubo adicionar con agitación gota a gota de NaOH al 5%. Observar la formación de precipitado y agregar exceso de NaOH hasta que la solución se vuelva transparente. Dividirlo en dos tubos y realizar:
A una parte tratar con una toma de NH 4Cl (s) . A la otra parte tratar con NaHCO 3(s)
b) Reacciones químicas:
Al 2(SO 4 )3(aq)
+ NaOH
Al(OH)3 ↓
+
Na2 SO4
Con exceso de reactivo de hidróxido de sodio: Al(OH)3
+
NaOH
NaAlO 2 + H2 O
c) Observaciones:
Luego de hacer reaccionar el Al 2(SO 4 )3 con el NaOH se observa la formación de precipitado de hidróxido de aluminio Al(OH) 3 de color blanco. Luego en exceso de reactivo el precipitado reacciona con el hidróxido de sodio formando metaluminato de sodio observándose que el precipitado desaparece y la solución se torna transparente. Luego de tratar la solución con NH4Cl y NaHCO3 se observa que en ambos el precipitado vuelve a aparecer el cuál es de color blanco. 4.3. Tubo 3 a) Procedimiento:
-
Al tercer tubo adicionar 10 gotas de Na2HPO4 al 5%. Observar lo ocurrido.
b) Reacción química:
Al 2(SO 4 )3(aq) + Na2 HPO4
AlPO4↓ + Na2SO4 + NaH2 PO4
c) Observaciones:
Luego de la reacción se observa la formación de precipitado de fosfato de aluminio AlPO4 el cual es de color blanco. 4.4. Tubo 4 a) Procedimiento:
-
Al cuarto tubo agregar gota a gota una solución de (BH4) 2CO3 al 5% hasta un enturbiamiento permanente. Luego adicionar HCl 0,1 N. Dividir la solución en dos:
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A una parte adicionar 20 gotas de acetato de sodio al 5% y luego hervir la solución. A la otra parte añadir 20 gotas de solución saturada de hexametilentetramina (CH 2 )6 N4.
b) Reacción química:
Al 2 (SO 4) 3(aq) +
(NH4 )2 CO3
Al 2 (CO 3)3 ↓
+
(NH4) 2(SO 4) 3
c) Observaciones:
Luego de hacerlo reaccionar con el (NH 4 )2CO3 se observa la formación de precipitado de carbonato de aluminio Al 2(CO 3 )3 el cual es de color blanco. Luego de agregar 20 gotas de acetato de sodio se observa que el precipitado se mantiene. Luego de agregar 20 gotas de solución saturada de hexametilentetramina el precipitado también se mantiene. 5. Formación de complejos de aluminio 5.1. Tubo 5 a) Procedimiento:
-
Al quinto tubo, adicionar 1 gota de anaranjado de metilo. Luego la solución roja resultante adicionar 20 gotas de KF al 10%.
b) Reacción química:
Al 2 (SO 4) 3 + KF
Anaranjado de metilo
[AlF 6]3-
c) Observaciones:
Luego de agregar 1 gota de anaranjado de metilo al sulfato de aluminio se observa que este cambia a color rojo, pero luego de agregar KF (fluoruro de potasio) se observa que la solución cambia a color amarillo debido a la formación del complejo [AlF 6] 3- .
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CONCLUSIONES
Se verifico experimentalmente que el aluminio en presencia de HNO 3 diluido no reacciona ya que el HNO3 pasiva al metal.
El método para identificar los boratos es mediante la formación de éster borato de metilo el cuál colorea a una llama a color verde limón.
Los boratos reaccionan formando precipitados los cuales son solubles en ácidos.
En las reacciones del ion Al +3 se observa que este mantiene su carga, las reacciones forman precipitado.
