La preparacion del reactivo nessler, es la siguiente a 100 ml de agua destilada se le adiciona 23g de HgI2 y 16 g de KI; luego se agrega 100 ml de NaOH 6N. Se deja en reposo durante 24 horas y se decanta la solucion para separar cualquier precipitado que se hubiere formado. Escriba las reacciones ocurridas en este proceso de preparacion asi como tambien la reaccion de identificacion del amoniaco y de ser posible sus respectivos valores termodinamicos. Al mezclar el ioduro mercurico con el ioduro de potasio en solución se forma el producto tetrayoduro mercuriato II de potasio que en solucion alcalina forma el reactivo nessler Reacciones del proceso: Reacción de preparación del reactivo Nessler: HgI2 + 2KI(ac) K2HgI4(ac)
(1} (2)
K2HgI4(ac) + NaOH HgO + 2KI + 2NaI + H2O
La reaccion de identificacion de amoniaco: (3)
2K2HgI4 + 3KOH + NH3 (NH2).Hg2IO(s) + 7KI + 2H2O
Se obtiene un precipitado de color pardo rojizo, dependiendo de la cantidad de amoniaco o amonio presente Concentraciones iniciales en 100 ml de solución: 𝑚𝑜𝑙
HgI2 = 23g* 454.39 𝑔 ∗ 𝑚𝑜𝑙
KI = 16𝑔 ∗ 166𝑔 ∗
1 0.1𝐿
1 0.1𝐿
= 0.506 M
= 0.963 𝑀
Según la reacción (1) el KI es el limitante puesto que se requiere (23g*2)/(454.39*0.1L)= 1.012 mol/L de este reactivo como minimo para la reacción completa con el yoduro mercurico, existiendo sólo 0.963 mol/L de solución de KI, por lo que todo el KI reaccionará dejando una pequeña cantidad de HgI2 sin reaccionar que son los rastros de precipitado que no reacciona en la solución y se separa por decantación. Concentraciones de equilibrio será: [HgI2]=0.506 –( 0.963/2) = 0.0245 mol/l precipitado que se decanta [K2HgI4(ac)] = 0.963 * (1/2) = 0.4815 mol/l Esta cantidad 0.4815 mol/L se mezcla con 100ml NaOH 6 N (equivalente a 24 g de NaOH en 100 ml de solución) para dar el medio básico y formar el reactivo Nessler.
Solubilidad del HgI2 en agua: HgI2 Hg+2 + 2IKps = 2.9.10-29 = x.2x2 X=3.8*10-15 mol/l. Esta cantidad es la que disuelve en 1 litro de solución, que es muy pequeño en comparacion con los 0.506 M iniciales, indicando que se disuelve muy poco en agua, por lo que se trata de una solución sobresaturada de ioduro mercurico que reaccionará con KI que es totalmente soluble en agua. Constante de formacion:
Hg+2 + 2I- HgI2 de la tabla 8.12 log K2=23.82 y log K1=12.87
Entonces log k HgI2 = 23.82-12.87 = 10.95 k HgI2 = 8.91*1010 Constante de formacion del K2HgI4 2K+1 + (HgI4)-2 K2HgI4 (HgI4)-2 de la tabla 8.12 pag 8.85 Log (HgI4)-2 = 29.83 – 27.60 = 2.23 K (HgI4)-2 = anti log(HgI4)-2 = 169.82
La preparacion del reactivo de Nessler, es la siguiente: disolver 10 g de KI en 10 ml de agua destilada, luego agregar una suspension concentrada de 60 g/l de HgCl2 en pequeñas proporciones y agitando, hasta formacion permanente de un leve precipitado; enseguida agregar 80 ml de KOH y diluir hasta 200 ml, se deja en reposo durante la noche y se decanta el liquido claro. Escriba las reacciones ocurridas en este proceso de preparacion, con sus respectivos valores termodinamicos.
Reacciones del proceso: Reacción de preparación del reactivo Nessler: (1) (2) (3)
HgCI2 + 2KI HgI2 + 2KCl HgI2(s) + 2KI K2HgI4 K2HgI4(ac) + KOH HgO + KI + H2O
Termodinamica de la reacción: HgCI2 + 2KI HgI2 + 2KCl ∆𝐻𝑓𝑟𝑥𝑛 = ∑ 𝐻𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜𝑠 − ∑ 𝐻𝑟𝑒𝑎𝑐𝑡𝑖𝑣𝑜𝑠 ∆𝐻𝑓𝑟𝑥𝑛 = −25.2 + 2(−100 − 64) − [−50.3 + 2(−73.41)] = −323 𝑘𝑐𝑎𝑙/𝑚𝑜𝑙 De igual manera para el calculo de la energia de gibbs y la entropia de la reacción ∆𝐺𝑓𝑟𝑥𝑛 = −24.07 + 2(−98.76) − [−23.25 + 2(−79.816)] = −38.708 𝑘𝑐𝑎𝑙/𝑚𝑜𝑙 ∆𝑆𝑓𝑟𝑥𝑛 = 42.6 + 2(37.7) − [0 + 2(50.6)] = 16.8
𝑐𝑎𝑙 𝑚𝑜𝑙°𝐶
HgI2(s) + 2KI K2HgI4 ∆𝐻𝑓𝑟𝑥𝑛 = ∑ 𝐻𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜𝑠 − ∑ 𝐻𝑟𝑒𝑎𝑐𝑡𝑖𝑣𝑜𝑠 ∆𝐻𝑓𝑟𝑥𝑛 = −25.2 + 2(−100 − 64) − [−50.3 + 2(−73.41)] = −323 𝑘𝑐𝑎𝑙/𝑚𝑜𝑙 De igual manera para el calculo de la energia de gibbs y la entropia de la reacción ∆𝐺𝑓𝑟𝑥𝑛 = −24.07 + 2(−98.76) − [−23.25 + 2(−79.816)] = −38.708 𝑘𝑐𝑎𝑙/𝑚𝑜𝑙 ∆𝑆𝑓𝑟𝑥𝑛 = 42.6 + 2(37.7) − [0 + 2(50.6)] = 16.8
𝑐𝑎𝑙 𝑚𝑜𝑙°𝐶
Constante de formacion del K2HgI4 2K+1 + (HgI4)-2 K2HgI4 En forma ionica: (HgI4)-2 de la tabla 8.12 pag 8.85 Log (HgI4)-2 = 29.83 – 27.60 = 2.23 K (HgI4)-2 = anti log(HgI4)-2 = 169.82
A un tubo de ensayo que contiene una solución de sulfato de cobre se le adiciona magnesio y ocurre lo siguiente. Comienza por emanar burbujas, luego aparece una suspensión marrón y después una suspensión blanquecina, para que finalmente la solución termina incolora. Escriba las reacciones, utilizando el diagrama de pourbaix. Así mismo, explique lo que pasa en cada proceso y lo que forma respectivamente. La solución de sulfato de cobre presenta una coloración azul, debido a la presencia de iones Cu+2 hidratados (formación de la sal soluble en agua CuSO4 + H2O). La adición de magnesio metálico, Mg, a la solución de sulfato de cobre (II), hace que este metal sirva como un agente reductor (una sustancia que proporciona electrones a otra sustancia). El magnesio reduce el ion cobre (II) de la solución de sulfato de cobre (II) a cobre metálico (suspensión marrón) y sulfato de magnesio soluble en agua, MgSO4 (suspensión blanquecina). CuSO4(aq) + Mg(s) → Cu(s) + MgSO4(aq) El magnesio metal también reacciona con el ácido sulfúrico, producido por la disociación de la sal en medio acuoso. Por lo tanto, cuando se añade magnesio metálico a la solución de sulfato de cobre (II), se produce una segunda reacción que produce hidrógeno gaseoso, H2, y sulfato de magnesio adicional. Mg(s) + H2SO4(aq) → H2(g) + MgSO4(aq)
