Universidad Nacional Mayor De San Marcos: Facultad De Química E Ingeniería Química

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

FACULTAD DE QUÍMICA E INGENIERÍA QUÍMICA PRACTICA Nº 10 “Elementos del grupo IA y IIA” E.A.P.: Ingeniería Química Curso: Laboratorio de Química Inorgánica Profesora: Marcela Paz Castro Horario: Martes de 1:00 a 5:00 p.m. Integrantes:

Fecha de entrega:

- Canchari Josh Ariluz

14070125

- Icanaqué Espinal Pool Francisco

14070040

- López Amésquita Gustavo

14070141

18/11/14

-2014-

FACULTAD DE QUÍMICA E INGENIERÍA QUÍMICA

TABLA DE CONTENIDO

OBJETIVOS................................................................................................................... 2 MATERIALES................................................................................................................ 3 REACTIVOS.................................................................................................................. 3 DESARROLLO EXPERIMENTAL......................................................................................4 1.

Preparación de la luz de Bengala a color...........................................................4

2.

Preparación del peróxido de sodio y superóxido de potasio..............................5

3.

Reacciones del ion K.......................................................................................... 7

4.

Reacciones del Magnesio Metálico....................................................................7

4.2.

Reacción con agua (calor)..............................................................................7

4.3.

Reacción con yodo y agua (en frío)................................................................8

5.

Algunas Propiedades de las Sales de Magnesio.................................................8

5.1.

Parte 1........................................................................................................... 8

5.2.

Parte 2........................................................................................................... 8

5.3.

Parte 3........................................................................................................... 9

CONCLUSIONES......................................................................................................... 11

Práctica de Laboratorio Nº 10 Página 1


OBJETIVOS  Realizar la preparación a nivel de laboratorio peróxido de sodio y superóxido de potasio.  Realizar la preparación de luz de bengala de diferentes colores con diferentes compuestos: litio, sodio y potasio.  Verificar experimentalmente las reacciones del ion K y del magnesio metálico.  Verificar experimentalmente las propiedades de las sales de magnesio y la reacción del cloruro de calcio en agua de jabón.  Estudiar las características de las soluciones de sales Ca+2, Sr+2 y Ba+2.



MATERIALES         

1 mechero bunsen Trípode con rejilla Capsula Mortero con pilón. Plancha metálica. Gradilla Pinza Vaso de precipitado Bagueta

REACTIVOS                   

KClO3 (Clorato de Potasio) C12H22O11 (Sacarosa) LiCl (Cloruro de litio) NaCl (Cloruro de sodio) KCl (Cloruro de potasio) H2SO4 (Ácido sulfúrico) HClO4 (Ácido perclórico) Magnesio en polvo HCl (Ácido clorhídrico) MgSO4 (Sulfato de magnesio) Na2CO3 (Carbonato de sodio) Na2HPO4 (Bifosfato de sodio) Mixtura magnesiana NH3 (Amoniaco) Oxina Jabón líquido (NH4)2C2O4 (Oxalato de amonio) CaCl2, SrCl2 y BaCl2 Fenolftaleína



DESARROLLO EXPERIMENTAL 1. Preparación de la luz de Bengala a color 1.1.

Luz de Bengala de litio

a) Procedimiento: - En un mortero moler por separado KClO3, sacarosa y LiCl ; luego mezclar en proporciones 2:2:1. - Colocar la mezcla sobre una lámina metálica en forma acumulada, dejar caer sobre la mezcla gotas de H2SO4(cc). b) Reacción química: KClO3(s) +Sacaro C12H22O11 + HLiCl C + H2O + Cl2 + CO 2 Rojo 2SO4(cc + ) ClO2 + O2 + Li+ ↑

1.2.

Luz de Bengala de sodio

a) Procedimiento: - En un mortero moler por separado KClO3, sacarosa y NaCl ; luego mezclar en proporciones 2:2:1. - Colocar la mezcla sobre una lámina metálica en forma acumulada, dejar caer sobre la mezcla gotas de H2SO4(cc). b) Reacción química: KClO3(s) + C12H22O11 + NaCl C + H2O + Cl2 + CO2 Sacaro Naranj H2SO24(cc+ O2 + Na+ ↑ + ClO )

1.3.

Luz de Bengala de potasio

a) Procedimiento: Práctica de Laboratorio Nº 10 Página 4

a

FACULTAD DE QUÍMICA E INGENIERÍA QUÍMICA -

En un mortero moler por separado KClO3, sacarosa y KCl ; luego mezclar en proporciones 2:2:1. Colocar la mezcla sobre una lámina metálica en forma acumulada, dejar caer sobre la mezcla gotas de H2SO4(cc).

c) Reacción química: KClO3(s) + C12H22O11 + KCl C + H2O + Cl2 + CO2 + Morad Sacaro + HClO 2SO4(cc 2 + O2 + K ↑ o

)

Observaciones: En los tres casos realizados anteriormente se observa la formación de luz de bengala de los metales alcalinos litio, sodio y potasio, donde cada uno emite un color característico de ellos. El litio forma color rojo, el sodio color naranja y el potasio color morado. En los tres casos se escucha el sonido de una chispa debido a la formación del dióxido de cloro (ClO2), también hay formación de CO2 y otros gases productos de la reacción. El H 2SO4 actúa como agente deshidratante actuando sobre la sacarosa. Nota: El color obtenido con cada metal es debido a que la energía de la reacción se transfiere a la sal metálica, haciendo que sus electrones se eleven a estados excitados y luego liberan energía en forma de radiación visible cuando sus electrones regresan a su estado basal. 2. Preparación del peróxido de sodio y superóxido de potasio 2.1.

Peróxido de sodio

a) Procedimiento: - Calentar en una plancha metálica un pedazo de sodio metálico hasta que se funda. - Una vez fundido esparcir de manera que ocupe el mayor espacio posible. - Finalmente al enfriarse y estar en contacto con el oxígeno del aire se observara el peróxido de sodio.

b) Reacciones químicas: Na(s)



Na(l)

 O 2


Na2O2

FACULTAD DE QUÍMICA E INGENIERÍA QUÍMICA c) Observaciones Primero se realizó la fundición del sodio y luego este reacciona con el oxígeno del aire para formar peróxido de sodio el cuál se observa de color amarillo.

El peróxido de sodio Na2O2 tiene como nombre común “oxilita” y se usa para la obtención de peróxido de hidrógeno H2O2 y como agente decolorante de fibras textiles. 2.2.

Superóxido de potasio

a) Procedimiento: - Calentar en una plancha metálica un pedazo de potasio metálico hasta que se funda. - Una vez fundido esparcir de manera que ocupe el mayor espacio posible. - Finalmente al enfriarse y estar en contacto con el oxígeno del aire se observara el superóxido de potasio. b) Reacciones químicas:

K(s)



K(l)

 O

KO2

2

c) Observaciones Primero se realizó la fundición del potasio y luego este reacciona con el oxígeno del aire para formar superóxido de sodio el cuál se observa de color naranja.

El superóxido de potasio se utiliza en cápsulas espaciales y submarinos porque absorbe el dióxido de carbono (y la humedad) exhalados y libera dioxígeno.

3. Reacciones del ion K


FACULTAD DE QUÍMICA E INGENIERÍA QUÍMICA a) Procedimiento: - Verter 1ml de KCl 0.5N en un tubo de ensayo. - Luego agregar NaClO4 o HClO4. - Observar la formación de precipitado. b) Reacción química: KCl(aq) + HClO4 KClO4↓ + HCl c) Observaciones: Luego de agregar el ácido perclórico (HClO 4) al cloruro de potasio (KCl) se observa la formación de precipitado de color blanco de perclorato de perclorato de potasio (KClO4). 4. Reacciones del Magnesio Metálico 4.1.

Reacción con ácidos

a) Procedimiento: - En dos tubos de ensayo colocar 0.20 g de polvo de Mg. - Luego adicionar a uno de los tubos 2mL de HCl 0,1 N - Luego adicionar al otro tubo 2mL de H2SO4 0,1N b) Reacciones químicas: Mg(s)

+

HCl(aq)

Mg(s)

+

H2SO4(aq)

MgCl 2

+

H2(g)

Mg(SO 4)

+

H2(g)

c) Observaciones: En ambas reacciones se observa la formación de sales de magnesio de color blanco y también se observa desprendimiento de gas hidrógeno. En ambas reacciones no se necesitó calentamiento. De las dos reacciones la más rápida fue con el HCl ya que se observó con más rapidez el desprendimiento de gas H2 y la formación de su sal respectiva. 4.2.

Reacción con agua (calor)

a) Procedimiento: - En un tubo de ensayo colocar 0.20 g de polvo de Mg. - Luego adicionar 5mL de agua destilada y hacer hervir. - Luego de enfriarse agregar unas gotas de fenolftaleína. b) Reacción química: Mg(s)

+

H 2O

Mg(OH)2

+

H2

c) Observaciones: En el proceso del calentamiento se logra observar el desprendimiento de gas hidrogeno y también la formación del hidróxido de magnesio (Mg(OH)2) el cuál se logra identificar luego de agregar fenolftaleína, haciendo que la solución incolora adquiera un color rojo grosella por la presencia de la base.


FACULTAD DE QUÍMICA E INGENIERÍA QUÍMICA 4.3.

Reacción con yodo y agua (en frío)

a) Procedimiento: - Mezclar en un tubo de ensayo, partes iguales de yodo y magnesio en polvo - Añadir agua destilada y observar. b) Reacciones químicas:

MgI2

Mg(s)

+

I2(s)

+

H 2O

MgI2 Mg(OH)2

+

H2

+

c) Observaciones: En la reacción se logra observar la formación de yoduro de magnesio, y luego de agregar agua se logra apreciar la reacción exotérmica por el desprendimiento de calor. También se observa el desprendimiento de H 2 y la solución cambia a color rojo. 5. Algunas Propiedades de las Sales de Magnesio 5.1.

Parte 1

a) Procedimiento: - Verter en un tubo de ensayo 2mL de solución de MgSO4 al 5%. - Luego añadir gota a gota solución de Na2CO3 0.1 N b) Reacción química: MgSO4

+

Na2CO3 + Na2SO4

MgCO3 ↓

c) Observaciones: Luego de la reacción se observa la formación de precipitado blanco de carbonato de magnesio el cual es insoluble. 5.2.

Parte 2

a) Procedimiento: - Verter en un tubo de ensayo 1mL de Na2HPO4 al 5%. - Luego agregar 1mL de mixtura magnesiana. b) Reacción química: Na2 HPO4

+

MgCl2 + NH4Cl + MixturaMgNH Magnesiana 4PO4↓

NH3

c) Observaciones: Luego de agregar la mixtura magnesiana al bifosfato de sodio se observa la formación de precipitado blanco de fosfato amónico magnésico el cual tiene un aspecto lechoso. 5.3.

Parte 3

a) Procedimiento: - Mezclar en un tubo de ensayo 1mL de MgSO 4 al 5% con 1mL de NH3 0.1N - Luego agregar 10 gotas de oxina. Práctica de Laboratorio Nº 10 Página 8


b) Reacción química: MgSO4

+ NH3 + C9H6NOH Mg(C Oxina 9H6NO)2↓

c) Observaciones: Luego de agregar el amoniaco y la oxina se logra observar la formación de precipitado amarillo-verdoso de oxiquilinato de magnesio (MgNH4PO4). 6. Reacción del Cloruro de Calcio en agua de jabón a) Procedimiento: - Mezclar en un vaso de precipitado 1mL de agua destilada con 20 gotas de jabón líquido. - Agitar hasta que se forme abundante espuma limpia y persistente. - Luego añadir 1mL de CaCl2 b) Reacción química: CaCl2

+

CH3(CH2)16COONa + NaCl

Jabón Ca(CH3(CH2)16COO)2↓

c) Observaciones: Primero luego de mezclar el jabón líquido con el agua se obtuvo la espuma abundante y persistente en la superficie del vaso. Luego de agregar el cloruro de calcio disminuyo la espuma y se observa la formación de grumos de Ca(CH3(CH2)16COO)2 el cuál es de color blanco. 7. Algunas características de las soluciones de las sales Ca+2, Sr+2 y Ba+2 Preparar dos series de tres tubos conteniendo 1mL de soluciones al 5% de CaCl2, SrCl2 y BaCl2 para analizar sus características. 7.1.

Parte 1

a) Procedimiento: - A la primera serie agregar 1ml de solución de NH3 más 1ml de oxalato de amonio ((NH4)2C2O4) 0.1N. - Luego al precipitado obtenido agregarle 1ml de CH3COOH 0.1N y apreciar la diferencia de solubilidad de cada uno. b) Reacciones químicas: CaCl2 CaC2O4 SrCl2 SrC2O4 BaCl2

+

+ (NH4)2C2O4 NH4Cl + CH3COOH H 2C 2O 4 +

NH3

+ (NH4)2C2O4 NH4Cl + CH3COOH H 2C 2O 4 +

CaC2O4↓ + +

NH3

NH3


SrC2O4↓ +

+ (NH4)2C2O4 NH4Cl

BaC2O4 + CH3COOH

(CH3COO)2Ca

(CH3COO)2Sr BaC2O4↓

H 2C 2O 4

+

+

+

(CH3COO)2Ba


c) Observaciones: Primeramente luego de agregar amoniaco y el oxalato de amonio se formó precipitado de color blanco, presentándose mayor cantidad de precipitado con el CaCl2 y menor cantidad de precipitado con el BaCl 2, esto quiere decir que las sales de Ca +2 son poco solubles y las sales de Ba+2 son más solubles. Luego de agregar el CH3COOH se logra observar que el precipitado aumenta en todos los tubos, es decir hace que la solubilidad en todos los tubos disminuya. 7.2.

Parte 2

a) Procedimiento: - A la segunda serie adicionar a cada tubo 1mL de dicromato de potasio K2Cr2O7 al 5% - Observar en que tubo se observa precipitado b) Reacciones químicas:

CaCl2

+

K2Cr2O7

CaCr2O7

+

2KCl SrCl2 BaCl2

+

K2Cr2O7 +

SrCr2O7

K2Cr2O7

BaCr2O7

+

2KCl +

2

KCl c) Observaciones: Luego de agregar el dicromato de potasio (color naranja) se logra observar que en el único tubo que se forma precipitado es en la reacción con el BaCl2.



CONCLUSIONES  Una manera de diferenciar los metales alcalinos es que en presencia de llama cada uno tiene un color característico.  El magnesio reacciona con ácidos y con desprendimiento de gas hidrógeno.  Las sales de magnesio forman precipitados con otros compuestos.  Se puede diferenciar los iones calcio, estroncio y bario por su precipitación cuando reaccionan con dicromato de potasio ya que solo precipita el del bario.


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