Facultad de Ingeniería de Minas Geología y Metalurgia
CONTENIDO
Introducción………………………………………………….…………….………….2 Objetivos…………………………………………………… Objetivos………………………… ……………………………………………………3 …………………………3 Fundamento teórico………………………..…… teórico………………………..…………………………......................3 ……………………......................3 Detalles experimentales…………………………… experimentales…………………………….…………………..…………....6 .…………………..…………....6 A) roce rocedi dimi mien ento to.. !) "eacti "eactivos vos #u$micos #u$micos utili% utili%ado ados. s. &) "elaci "elación ón de materia materiales les ' e#uipos. e#uipos. &(lculos ' resultados ……………………………………….…………………….….. ……………………………………….…………………….….. &onclusiones…………………………………………………………… &onclusiones……………………………… ………………………………….….……** …….….……** "ecomendaciones………..…………..………………………….……..…….….…….** !iblio+ra,$a Ap-ndice Anexo
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INTRODUCCIÓN.
anto en la vida cotidiana como en la naturale%a/ las sustancias #u$micas se disuelven ' esto se demuestro en la primera pr(ctica de laboratorio de #u$mica anal$tica con el tema de disolución de muestras solidas ' se comprobó con muestras de 0iO2/ tambi-n con las muestras de mineral en este caso de b0 ' se disolvió con al+unos de los disolventes mientras con otros no se pudo disolver esto nos da una clara idea de experimentar #ue con #u- tipo de disolvente se puede disolver ' podemos esco+er. ara ello necesitamos ver los ,enómenos #ue se producen al ensa'ar los di,erentes disolventes empleados sobre la sustancia a anali%ar/ tambi-n para cada disolvente 1a' #ue emplearlo primero en ,rio/ ' lue+o/ en caliente/ diluido ' concentrado/ respectivamente. n toda operación se 1a de comprobar si la 1abido o no disolución por evaporación de unas +otas de li#uido) l estudio de los di,erentes estados de a+re+ación de la materia se suele re,erir/ para simpli,icar/ a una situación de laboratorio/ admiti-ndose #ue las sustancias consideradas son puras/ es decir/ est(n ,ormadas por un mismo tipo de componentes elementales/ 'a sean (tomos/ mol-culas/ o pares de iones. 4os cambios de estado/ cuando se producen/ sólo a,ectan a su ordenación o a+re+ación.
0in embar+o/ en la naturale%a/ la materia se presenta/ con ma'or ,recuencia/ en ,orma de me%cla de sustancias puras. 4as disoluciones constitu'en un tipo particular de me%clas. l aire de la atmós,era o el a+ua del mar son ejemplos de disoluciones. l 1ec1o de #ue la ma'or parte de los procesos #u$micos ten+an lu+ar en disolución 1ace del estudio de las disoluciones un apartado importante de la #u$mica5,$sica. 2
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OBJETIVO.
Disolver muestras de di,erentes sólidos con determinados disolventes como a+ua destilada/ (cidos/ a+ua re+ia ' con me%cla de (cidos.
Anali%ar el proceso de disolución ' ,actores #ue implican en ella.
l alumno experimentar( ' se ,amiliari%ara con las t-cnicas empleadas en la disolución de las muestras solidas/ partiendo de una muestra mineral/ de metal o sal.
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MARCO TEÓRICO. DISOLUCION DE MUESTRAS SOLIDAS Toma de muestras ara conocer la composición de una sustancia 1a' #ue tomar una o varias muestras representativas de ella ' anali%arlas. 4a toma de muestras o muestreo se reali%a de ,ormas distintas ' espec$,icas se+n el tipo de sustancia #ue #ueramos anali%ar/ aun#ue existen unas normas +enerales7 4a muestra #ue se toma debe ser 1omo+-nea ' representativa del promedio de la sustancia a anali%ar.
Disoluci! 8Acción de un l$#uido/ +eneralmente polar a+ua/ (cidos/ (lcalis) sobre el sólido mediante la cual la ,ase sólida se convierte en l$#uida9. :
l proceso de la disolución es di,erente se+n sea la naturale%a de la muestra.
:
l conocimiento de la solubilidad de las substancias/ es mu' valioso/ no solo para esco+er el disolvente m(s adecuado al tipo de problema acerca de cu'a naturale%a 'a se posee cierta in,ormación por los ensa'os previos/ sino tambi-n por#ue proporciona datos importantes sobre los constitu'entes del problema.
"eactivos utili%ados "eactivo rincipales compuestos #ue solubili%a ipo de reacción A+ua
0ales solubles de cationes neutros o poco (cidos. Disociación ;idróxidos alcalinos/ alcalinot-rreos ' de lI). Disociación
;&l
"edox
&asi todos los #ue se disuelven en a+ua).
5
0ales solubles de cationes (cidos.
Acido5base
0ales poco solubles de aniones 4 protoni%ables.
Acido5base
Facultad de Ingeniería de Minas Geología y Metalurgia odos los óxidos e 1idróxidos.
Acido5base
ol. ?*@
;O3
"edox
&asi todos los #ue se disuelven en ;&l).
"edox
"edox
A+ua re+ia &asi todos los #ue se disuelven en ;O3).
;O3B ;&*) odos los metales/ incluso los de car(cter noble. ?*@ odos los sul,uros.
"edox '
&omplejos
n la disolución de metales entran en jue+o con ,recuencia ,actores cin-ticos o ,enómenos espec$,icos como el pasivado ,ormación de una ,ina capa super,icial de óxido #ue impide la disolución del metal) #ue invalidan las previsiones termodin(micas. ara el estudiante es mu' importante conocer la solubilidad de de las sustancias pero siempre es ,(cil explicar o prever los motivos por los cuales una sustancia determinada es mu' o poco soluble en un solvente determinado. 4a disolución de un sólido supone la ruptura de los enlaces de la red cristalina ' la consi+uiente dis+re+ación de sus componentes en el seno del l$#uido. ara #ue esto sea posible es necesario #ue se produ%ca una interacción de las mol-culas del disolvente con las del soluto/ #ue recibe el nombre +en-rico de solvatación. &uando una sustancia sólida se sumer+e en un disolvente apropiado/ las mol-culas o iones) situadas en la super,icie del sólido son rodeadas por las del disolventeC este proceso lleva consi+o la liberación de una cierta cantidad de ener+$a #ue se cede en parte a la red cristalina ' permite a al+unas de sus part$culas componentes desprenderse de ella e incorporarse a la disolución. 4a repetición de este proceso produce/ al cabo de un cierto tiempo/ la disolución completa del sólido. n al+unos casos/ la ener+$a liberada en el proceso de solvatación no es su,iciente como para romper los enlaces en el cristal '/ adem(s/ intercalar sus mol-culas o iones) entre las del disolvente/ en contra de las ,uer%as moleculares de -ste.
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"ARTE E#"ERIMENTAL. a$ "ROCEDIMIENTO. E%&erime!to ' *.5 &olo#ue =.2 + de arena silica 0iO2) en seis tubos de ensa'o enumerados. 2.5Al tubo */ adicione Eml de a+ua destilada/ si la muestra no se disuelve/ caliente. 3.5 Al tubo 2/ adicione Eml de acido clor1$drico al 2= / trate la muestra primero en ,rio/ lue+o en caliente. G.5 Al tubo 3/ adicione Eml de (cido nitrico*7* trate la muestra en ,rio ' en caliente. E.5Al tubo G/ adicione Eml de acido ,luor1$drico/ si ,uera necesario caliente. 6.5Al tubo E/ adicione 2ml de a+ua re+ia/ utilice los (cidos a las mismas concentraciones de los #ue uso en los pasos 3 'G. H.5Al tubo 6 adicione 2 ml de me%clas de (cidos/ preparada de la si+uiente manera7 2==ml de ;&lOG/ E=ml de ;O3E=ml de ;3OG. .5 n todos los casos anote sus observaciones ' evite respirar los +ases desprendidos / salvo indicación del docente ' aun as$/ nunca lo 1a+a directamente. &uide #ue la muestrea no se derrame o salpi#ue al momento del calentamiento.
E%&erime!to ( *.5 n 6 tubos de ensa'o enumerados colo#ue =.2+ de muestra de un mineral pulveri%ado ' proceda con,orme a los pasos del 2 al del experimento *. 2.54a muestra #ue se disolvió completamente debe +uardarla para su posterior an(lisis en un ,rasco de polietileno bien cerrado ' eti#uetado.
E%&erime!to) 6
Facultad de Ingeniería de Minas Geología y Metalurgia *.5 l residuo #ue #ueda lue+o del ata#ue #u$mico/ indica #ue al+unas sustancias no se 1an solubili%ado/ por lo #ue es necesario someterlo a dis+re+ación. ara ello el residuo libre de sales de plata/ o la muestra ori+inal/ si no 1a' sales de plata/ se me%cla con E56 veces su peso de a2&O3 J 2&O3 me%cla ,undente) la me%cla se calcina sobre lamina de n$#uel o crisol de porcelana 1asta ,usión. 0e deja en,riar/ se extrae la masa ,undida 1irvi-ndola con a+ua. 4ue+o se reali%a la marc1a sistem(tica para identi,icar los elementos constitutivos.
E%&erime!to * *.5n K tubos de ensa'o colo#ue medio +ramo de7 a&l/ b&l2/ <+/ Fe/ b/ &u/ ;+0/ arena ' mineral proceda a probar la solubilidad con los di,erentes solventes #ue se especi,ican en la tabla de resultados.
+$ REACTIVOS ,U-MICOS USADOS.
Lcido clor1$drico ;&l concentrado) Lcido clor1$drico ;&l al 2= diluido) Acido n$trico ;O3 de *7*) Acido ,luor1$drico;F) cloruro de sodio a&l) b&l2
c$ RELACIÓN DE MATERIALES E,UI"OS.
>asos de precipitados. ubos de ensa'o 6). ipeta. &ocinilla el-ctrica. arilla de vidrio. in%a para tubos de ensa'o.
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RESULTADOS /C0LCULOS$ E#"ERIMENTO N1' Muestr A2UA a DESTILADA Are!a sil9cica /SiO($
3Cl al (45
N3O) EN '6'
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A2UA RE2IA
ME8CLA DE ACIDOS
:
c
:
c
:
c
:
c
:
c
:
c
No
No
No
No
No
No
No
No
Si
Si
No
No
Do!de6 :6 :rio; c6 calie!te
N 0iO2 B a+ua destilada 0iO2 B ;&l
0iO2 ;O3 0iO2 B ;F
O!0">A&IO , Forma precipitado de color blanco/ tambi-n parcialmente diluido con ;2O c 0alió va por ' no mantuvo su color inicial. , recipitado de color blanco/ presentando tambi-n parcialmente diluido con ;&l al 2= ,ormando una solución de color amarillo p(lido.
c B , c ,
c 0iO2 B a+ua , re+ia c 0iO2 B , mescla de c (cidos
o se disolvió el color de la me%cla amarillenta. recipitado de color blanco/ diluido parcialmente desprendiendo un +as de color blanco lec1oso.
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E#"ERIMENTO N1(
A2UA DESTILADA
3Cl al (45
N3O) EN '6'
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A2UA RE2IA
ME8CLA DE ACIDOS :
c
No
Si
Muestra : Mi!eral /"+S$
No
c No
:
c
:
c
:
c
:
c
No
No
No
No
No
No
No No;
DONDE6 :6 :rio; c6 calie!te
N O!0">A&IO b0 B , recipitado de color plomo ' mescla de color plomo/ parcialmente diluido con ;2O. a+ua c o se disolvió la mescla era transparente destilada b0 B recipitado plomo ' mescla transparente ' un desprendimiento de vapor color marrón. ;&l , c recipitado de color plomo b0 B recipitado de color plomo ' mescla de color verde amarillenta desprendiendo un +as de ;O3 , color anaranjado ' una dilución de color amarillo. c recipitado de color plomo mescla verde amarillenta b0 B recipitado plomo mescla transparente diluido parcialmente desprendiendo un +as de ;F , color +ris. c o se disolvió precipitado plomo. b0 B , o se disolvió #uedando la solución de color verde limón. c
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E#"ERIMENTO N1)
4a dis+re+ación #ue permitir( la solubili%acion en a+ua o en (cidos de mol-culas antes inatacables. n toda dis+re+ación/ basada en reacciones especialmente ener+-ticas/ se en,renta el residuo insoluble/ 'a con otras sustancias solidas o me%clas salinas/ 'a con (cidos ,uertes o sus me%clas/ ' en +eneral/ con sustancias de intensa reactividad/ incrementada en casi todos los casos por ,uerte elevación de temperatura. ara la dis+re+ación de sólidos 1a' #ue considerar lo si+uiente. "econocimiento de la dis+re+ación del residuo insoluble ' las sustancias #ue lo inte+ran/ tipos de dis+re+antes/ ' por ultimo modos de e,ectuar la dis+re+ación.
E%&erime!to N1* N1
Muestra
3(O :
c
3Cl diluido :
c
3Cl 3NO) co!ce!tra Diluido do : c : c
'
NaCl
( ) *
"+Cl( M< 7e
?
"+
@
Cu
3
si
Mi!eral
si
Are!a
3NO) Co!ce!tra do : c
si si si si
si
si
10
A
O+ser=aci!
C Diluci! tra!s&are!te "rese!ta im&ure>as Es&o!ta!ea "reci&itado de color oscuro amarille!to si Diluci! de color &lomo Diluci! de de color =erde lim!. No se reali>o &or :alte reacti=o Diluci! de color a!ara!ado; des&re!de
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CONCLUSIONES.
n conclusión resulto #ue con al+unos (cidos no se disolvió entonces concluimos #ue se debe ele+ir un disolvente #ue pueda disolver todos los componentes de la muestra.
Al tratar de disolver un problema solido con acido clor1$drico se pueden desprender di,erentes +ases.
n sul,uro de plomo puede dar/ oxidación parcial de de a%u,re/ sul,ato de plomo. l acido n$trico es el mejor disolvente de la ma'or$a de los metales as$ como el acido clor1$drico lo es de los óxidos.
RECOMENDACIONES.
ara reali%ar los experimentos se debe tener en cuenta la limpie%a de los instrumentos sobre todo los tubos de ensa'o despu-s de utili%ar por#ue de lo contrario saldr(n resultados no deseados.
4a practica debe ser 1ec1o con muc1o cuidado/ prestar atención para poder ver los resultados ' con muc1a paciencia.
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Facultad de Ingeniería de Minas Geología y Metalurgia BIBLIO2RA7-A.
"ro:esor. A!to!io Ara!eo
,u9mica A!al9tica Cualitati=a.
/Editorial Mc2RAF3ILL LATINOAMERICANA S.A 7. Burriel; : .Luce!a; S. arri+as
''$
,u9mica A!al9tica Cualitati=a. /Editorial "ara!i!:o S.A$
Ma!ual De La+oratorio De ,u9mica A!al9tica Cualitati=a GCua!titati=a De I!maarcHi=osMuestrasKS olidas.&d: tt&6cie!cia('.:reeser=ers.comi!:ormes!eutra.Htm
ANE#O
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Resultado del &rimer e%&erime!to
Reacti=os utili>ados
Resultado del e%&erime!to N1*
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