REPORTE DE LABORATORIO DE QUÍMICA INORGÁNICA PRACTICA N°: 07 NOMBRE DEL EXPERIMENTO : FÓSFORO, ARSÉNICO, ANTIMONIO, BISMUTO. INTEGRANTES DE GRUPO: BERROSPI CASANO FERNANDO BRICEÑO BRICEÑO MARIA DEL ROSARIO HERRERA MELQUISEDED PROFESORA: MARIA LINO PACHECO
FECHA : 05/11/12
OBJETIVOS
Observar la combustión del fosforo y su fosforescencia Identificar el ion fosfato, fosfato, el oxido de arsénico y antimonio. Propiedades anfóteras del oxido de arsénico Propiedades reductoras de arsina Hidrólisis de sales de antimonio y bismuto
1. COMBUSTIÓN DEL FÓSFORO-FOSFORESCENCIA
Bajo los efectos de la luz, y con producción simultanea de fenómenos luminosos, el fosforo blanco se transforma en la modificación roja más estable. Además reacciona con el oxígeno del aire, inflamabilidad espontáneamente, con desprendimiento intenso de calor y formación de pentóxido de fósforo. P 4O10 (2P2O5). En el proceso de combustión del oxígeno, el grado de oxidación pasa desde cero en el fósforo hasta pentavalente positivo en el P 4O10.
2. IDENTIFICACIÓN DEL IÓN FOSFATO PO43- + (NH4)2MoO4 + HNO3
+
(NH4)3[PMo12O40](p)
Al añadir molibdato de amonio al al sulfato, y luego HNO 3. Al dejar en reposo se observa un precipitado amarillo.
3. REACCIÓN DE IDENTIFICACIÓN DEL As 2O3 3.1
As2O3 + H2O + H3AsO3 + HCl AsCl3 + H2S
H3AsO3 AsCl3 + H2O As2S3(p) + HCl
Al tratar la solución con H 2S se forma un precipitado amarillo de As2S3 conocido como arsenopirita. 3.2
Cs + As2O3 +
As(p) + CO2
Después de calendar se observara el As en las paredes del tubo, de forma brillante.
4. PROPIEDADES ANFOTÉRICAS DEL As 2O3
As2O3 + 6HCl As2O3 + NaOH
2AsCl3 + 3H2O Na3AsO3
En cada reacción se deben usar poca cantidad de trióxido de arsénico para que sea soluble con NaOH o HCl.
5. PROPIEDADES REDUCTORAS DEL AsH3 (arsenamina o arsina)
As2O3 + 6Zn + 12HCl 2AsH3 + 6ZnCl2 +3H2O AsH3 + 6AgNO3 +3H20 6Ag + H3AsO3 +6HNO3
La reacción es muy rápida y produce arsenina, la cual reduce el nitrato de plata a plata metálica, la cual se observa por el oscurecimiento del papel filtro humedecido de nitrato de plata.
6. IDENTIFICACIÓN DEL ANTIMONIO 6.1
2SbCl3 + 3Zn + Calor 2Sb + 3ZnCl 2 (en medio ácido fuerte)
Al terminar el calentamiento se observa la formación de un precipitado negro (Antimonio) debido a la acción reductora del Zinc sobre el tricloruro de antimonio. 6.2
Sb2O3 + 6HCl (cc) 2SbCl3 + 3H2O 2SbCl3 + 3(NH4)2S Sb2S3 + 6NH4Cl
Se observa la formación de un precipitado color naranja intenso, esto debido al agente precipitante (sulfuro de amonio) que proporciona los iones sulfuro para la formación del Sb 2S3.
7. HIDRÓLISIS DE LAS SALES DE ANTIMONIO Y BISMUTO. 7.1
SbCl3 +H20 SbOCl + 2HCl SbOCl + 2HCl SbCl3 + H2O
7.2
BiCl 3 +H2O BiOCl + 2HCl BiOCl + 2HCl BiCl3 + H2O
En ambos casos se observa la formación de precipitados blancos, esto debido a la formación de las sales Oxigenadas SbOCl y BiOCl insolubles. Al agregar HCl el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disolviendo las sales SbOCl y BiOCl y formando nuevamente SbCl 3 y BiCl3.
CONCLUSIONES:
Se observo que este reactivo (As2O3) con el ácido es insoluble, quedando partículas blancas. Lo que no ocurre con la soda totalmente soluble. El carbón actúa como agente reductor al pasadle trióxido de di arsénico a arsénico puro. El trióxido de di arsénico es insoluble en agua fría, lo que se tuvo que calentar para efectuar la reacción.
Fluorescencia y Fosforescencia Fluorescencia viene de fluorita, porque el fenómeno se observó por primera vez en este mineral y es la propiedad de algunas sustancias de emitir luz mientras reciben la excitación de ciertas radiaciones. Es la propiedad, presente en distintos materiales, de emitir luz en frío aparentemente de forma espontánea. Forma, junto con la fosforescencia, las dos manifestaciones más importantes de la fotoluminiscencia. En general, puede considerarse que lo que distingue la fluorescencia de la fosforescencia es que es en esencia un fenómeno independiente de la temperatura y que la duración media del fenómeno es mucho menor (el tiempo de vida media típico es del orden de 10 -8s). Toma el nombre de un compuesto, llamado fluorina, utilizado como material fundente en la industria metalúrgica por su capacidad de facilitar la precipitación de la escoria. El proceso físico que da lugar a este fenómeno consiste en la transición electrónica radiactiva, que realizan los átomos de estos elementos al ser irradiados por radiación electromagnética de una energía concreta, que depende de cada material. Lennard, en 1909, estableció la hipótesis, luego confirmada experimentalmente, de que cada átomo, al ser irradiado con luz de frecuencia n, incrementa su energía una cantidad DE = hn, donde h es la constante de Planck. El átomo pasa entonces a encontrarse en un estado excitado, desde el que realiza transiciones radiactivas, y emite a su vez luz de cierta frecuencia, característica del espectro energético del átomo en cuestión. Estas des excitaciones no se producen de forma instantánea, sino que la intensidad de la radiación emitida decae exponencialmente con un tiempo característico, llamado tiempo de vida media, que puede ser del orden de millonésimas de segundo o de días. La vida media de un estado excitado está relacionada directamente con la probabilidad de que la transición a otro nivel de energía sea mayor o menor. Cada nivel energético queda descrito por los números cuánticos que los electrones poseen en él. Existen ciertas reglas de selección que nos dicen entre qué niveles está o no permitida la transición radiactiva. Uno de ellos nos señala que el espín total del átomo debe permanecer constante. Si, ya sea por colisiones con otros átomos o moléculas o por cualquier otra causa, el espín del átomo varía, la transición energética se realizará con una probabilidad mucho menor.
La fosforescencia es la propiedad que tienen algunos cuerpos de desprender luz en la oscuridad, sin que se dé elevación apreciable de temperatura: la fosforescencia que a veces tiene la superficie del mar se debe a los organismos que en él habitan. La fosforescencia es un fenómeno de Fotoluminiscencia, caracterizado por la emisión de luz, durante un lapso de tiempo relativamente largo, después de haber sido irradiada con luz de cierta frecuencia. Se ha encontrado, experimentalmente, que tanto la intensidad de la radiación emitida como la duración del fenómeno dependen de la temperatura, de forma que a menor temperatura la duración aumenta y la intensidad disminuye. Este comportamiento permite distinguirlo del proceso de la fluorescencia, que esencialmente es independiente de la temperatura. En ambos casos, la causa del fenómeno consiste en la absorción de energía por parte de un átomo, modificando su energía y realizando luego una transición radiactiva al estado inicial. Un átomo o molécula queda cuánticamente descrito por un conjunto de niveles discretos de energía, niveles en los que se encuentran ordenados los electrones de acuerdo con el principio de exclusión de Pauli. Se conoce como estado fundamental al estado de menor energía del átomo, que se consigue cuando los electrones ocupan aquellos niveles de energía más baja. El principio de exclusión de Pauli exige que sólo puedan ser ocupados por dos electrones con distinto número cuántico de espín. Dado que el espín, cuando el electrón se encuentra confinado en un átomo o molécula o en presencia de un campo magnético, sólo puede tomar dos valores, la única forma de que dos electrones se encuentren en el mismo estado es con espines distintos (antiparalelos). Se dice entonces, de una forma antropomórfica, que los electrones se encuentran apareados. Al incidir la radiación en el átomo, los fotones son absorbidos por los electrones, e incrementan su energía de forma que son excitados hacia un nivel de energía mayor. Se puede demostrar que solamente absorberán fotones, cuya energía sea alguno de los valores discretos de los niveles atómicos. Los procesos de luminiscencia consisten en la emisión posterior de fotones por parte de estos electrones excitados, al relajarse a un nivel de energía menor. Al excitarse, los átomos poseerán dos niveles a medio llenar. Al tratarse de dos estados energéticamente distintos, los espines no tienen por qué obedecer el principio de exclusión de Pauli, y pueden ser paralelos o antiparalelos. Cuando los espines de ambos electrones son anti paralelos, la función de onda del sistema se denomina singlete, y cuando son paralelos, triplete. Esta denominación proviene del desdoblamiento observado en los espectros de líneas que estos niveles de energía sufren en presencia de un campo magnético: el estado singlete no se desdobla, mientras que el triplete lo hace en tres.
Los dos tipos principales de luminiscencia se distinguen en el tipo de estado energético desde el que realizan la transición: en la fluorescencia, el estado excitado es singlete, mientras que en la fosforescencia es triplete. Debido a que muchas moléculas poseen un estado fundamental singlete, con todos los electrones apareados, la producción directa de un estado singlete (absorción de un fotón) está considerada como una transición permitida por las reglas de selección de espín. En cambio, la producción de estados triplete está prohibida por dichas reglas debido a que el espín total del sistema cambia, lo que tiene como consecuencia que las transiciones singlete-singlete tengan una probabilidad mucho mayor de producirse que las transiciones singletetriplete, que se refleja en la mayor duración o vida media de los estados excitados triplete, y con ello la duración del fenómeno de luminiscencia.
