UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR CENTRO DE QUÍMICA LABORATORIO DE QUÍMICA INORGÁNICA II INFORME No. 2 TEMA: Preparación del ácido bórico OBJETIVOS: -
Sintetizar ácido bórico a partir de Bórax Calcular el rendimiento en la obtención de ácido bórico Determinar el punto de fusión del ácido bórico
INTRODUCCIÓN: El ácido bórico o ácido trioxobórico (III) es un compuesto químico, ligeramente ácido. Es usado como antiseptico, insecticida, retardante de la llama y precursorde otros compuestos químicos. Es usado también como agente tampón para regulación del pH. Hasta 1983 se usaba como ingrediente en abonos foliares y en la conservación de alimentos como el marisco, aunque a partir de 1981, por recomendación de las administraciones, se fue sustituyendo por el metabisulfito sódico y, en la actualidad, su uso es ilegal. Según afirma, El ácido bórico se volatiliza mucho con el vapor de agua. Si se seca a 100º C, se transforma enácido metabórico HBO2, el cual, si continúa aumentando la temperatura, se convierte enanhídrido sin que se formen cuerpos intermedios. El anhídrido funde a 580º C. ( Baele J. 2000). El ácido bórico se puede preparar por reacción de calentamiento del bórax (tetraborato sódico decahidrato) con un ácido inorgánico, como inorgánico, como el ácido clorhídrico.
Na2B4O7·10H2O + 2 HCl → 4 B(OH)3 [o H3BO3] + 2 NaCl + 5 H2O
MATERIALES Y REACTIVOS: Materiales: -Vaso de precipitación de 50ml -Erlenmeyer de 50ml, -probeta graduada 50ml -2 papeles filtro -baño de hielo -mechero -aro metálico -malla de amianto -soporte universal -embudo sin vástago -capilar -termómetro -baño de aceite -pinza con doble nuez -tapón perforado.
Reactivos:
GRÁFICO:
-Agua destilada -Na2B4O7·10H2O (bórax comercial) -H2SO4 (c) -hielo
CÁLCULOS, RESULTADOS Y ECUACIONES QUÍMICAS: Ecuación química Na2B4O7 .10H2O + H2SO4
Reactivo limitante:
→ 4H BO + Na SO + 5H O 3
3
2
4
2
1,84 × 0,5 m= 0, 92 gr , 0,92gr = × , × × =2,350 gr de m=
Reactivo en exceso: Na2B4O7 .10H2O
.O × , = × × , .O .O
5 gr Na2B4O7 .10H2O 3, 28461 gr de
Peso de H3BO3 obtenido
Peso obtenido de cristales− Peso de papel filtro 2,16− 0,48 = 1,68 Peso de H3BO3 Peso experimental Peso teórico
Peso (gr) 1,68 2,3496
1,68 ×100=71,489% % = 2,350 Porcentaje de error
% = |2,350−1,68 2,350 | ×100=28,51% Punto de fusión del ácido bórico
Punto de fusión del H3BO3 (°C) experimental 170,5 teórico 168,85
=
Porcentaje de error
% = |168,85−170,5 168,85 | ×100=0.98% DISCUSIÓN DE RESULTADOS: El ácido bórico es el producto final de hidrolisis y se obtiene por acidificación de una solución acuosa de bórax (Harris, 2003). Aquella solución se filtró con agua caliente para eliminar las impurezas de la sal y para garantizar la solubilidad del bórax, ya que el bórax tiene aproximadamente un Kps de 5,81x10 -10 esto quiere decir que al aumentar la temperatura se lograra tener una mejor solubilidad (Mindat, 2008) Al colocar ácido sulfúrico concentrado en la solución, hace que se rompa el enlace del solido (Na) con la sal, y esta puede protonarse, para así obtenerse el ácido (Wade, 2008), al poco tiempo se observó la formación de un precipitado, esto se debe al descenso de la temperatura del sistema y al medio que es insoluble (Departamento de Química Inorgánica, 2007). Mediante la realización de los cálculos de la experimentación se obtuvo un rendimiento de , el porcentaje no es tan favorable esto se debe a distintos factores como; la temperatura adecuada durante la filtración, al colocar el bórax en el erlenmeyer se perdió considerada cantidad y al colocar H2SO4 en el sistema caliente se vaporizo y se pierde dicha sustancia, también quiere decir que el bórax no estuvo al 100% de pureza ya que el utilizado era de uso comercial (Harris, 2003).
71,489%
El Ácido Bórico preparado tuvo un punto de fusión de 170,5 al comparar con el teórico que es de 168,85 se adquirió un porcentaje de error del (Correa, 2014).
0.98%
CONCLUSIONES: -
-
-
Se sintetizo H3BO3 a partir de bórax (Na 2B4O7 .10H2O), el cual es el producto final de hidrólisis obtenida por la acidificación de soluciones acuosas de bórax, formando así una sólido de color blanco con apariencia cristalina, este método es relativamente eficaz por el buen rendimiento conseguido, debido a que el H3BO3 es un compuesto muy poco soluble a bajas temperaturas lo que facilita su síntesis, también depende en gran medida a la correcta realización del procedimiento para la obtención. Se calculó el porcentaje de rendimiento mediante el valor teórico de 2,35 gramos, el cual se obtuvo por estequiometria de la ecuación y el valor experimental del producto obtenido el cual fue de 1.68 gramos después de pesar y restar el peso del papel filtro, obteniendo así un rendimiento del 71.49 %, el mismo que es razonable considerando que parte del proceso de obtención no fue realizado adecuadamente. Se determinó el punto de fusión experimental del H 3BO3 mediante el uso de un capilar con el producto, sumergido en aceite a alta temperatura, el cual es de 170,5 °C y el punto de fusión teórico es de 168,85 °C, dando así un porcentaje
de error del 0,98 %, podemos concluir que la muestra estaba pura debido al bajo porcentaje de error calculado.
CUESTIONARIO: El boro como elemento químico, estado natural y propiedades.
El boro es un elemento químico de la tabla periódica que tiene el símbolo B1 y número atómico 5, su masa es de 10,811. Es un elemento metaloide, semiconductor, trivalente que existe abundantemente en el mineral bórax. Hay dos alótropos del boro. El boro amorfo es un polvo marrón, pero el boro metálico es negro. La forma metálica es dura (9,5 en la escala de Mohs) y es un mal conductor a temperatura ambiente. No se ha encontrado libre en la naturaleza. Es un elemento con vacantes electrónicas en el orbital; por ello presenta una acusada apetencia de electrones, de modo que sus compuestos se comportan a menudo como ácidos de Lewis, reaccionando con rapidez con sustancias ricas en electrones (Alonso R.N. y Hoya L. 2005). Estructura química de los ácidos del boro
El Boro es trivalente, puede formar 3 enlaces, debido a que tiene vacantes de electrones en el orbital externo, lo que le proporciona una “apetencia de electrones”
Á ci do metabórico HB O 2 Á ci do pirobórico H 4B 2O 5
Á ci do bórico H 3B O 3
Á ci do tetrabóric o H 2B 4O 7
BIBLIOGRAFÍA APA 6TA EDICIÓN: Baele J. (2000), Boro; Mining Engineering. V 52, 29-30.
Departamento de Química Inorgánica. (2007). Obtenido de PRÁCTICAS DE:
https://www.uam.es/departamentos/ciencias/qinorg/Grado_Practicas_2_Q_Inor ganica.pdf Harris, D. C. (2003). Análisis químico cuantitativo. Barcelona, Buenos Aires : Reverte . Mindat. (2008). Obtenido de Datos mineralógicos del bórax:
https://www.mindat.org/min-722.html Alonso R.N. y Hoya L. (2005), Boratos; Secretaría de Minería y Recursos Energéticos, Bolivia Correa, R. (12 de mayo de 2014). quimica inorganica. Obtenido de https://prezi.com/jdu600woijic/proceso-para-la-obtencion-del-acido-borico/ Wade. (2008). quimica organica. mexico: pearson. Hall, P. (1979). Quimica, Fundamentos experimentales . REVERTE, S.A. . Lacasa, A. I. (1919). Elementos de química...: parte. Química descriptiva. EDSA.
