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QUÍMICA II SALES POCO SOLUBLES

INTRODUCCIÓN

Muchas veces cuando juntamos dos sustancias (soluto y solvente) para poder obtener una solución lo que hacemos es agitar el sistema para así homogenizar el producto final. Pero en muchas ocasiones observaremos que después de terminada la reacción pueden quedar partículas que no se disolvieron en dicho proceso. Ya sea porque la solución esté saturada o quizás el solvente no es soluble en el solvente.

El estudio de estos casos se realiza basándonos en la solubilidad de las sustancias involucradas en la reacción.

Se estudia la solubilidad de ciertos compuestos entre otras cosas, con el fin de establecer su nivel de solubilidad en un sistema con un solvente o tal vez dos, si fuera así, ambos solventes deben ser insolubles entre sí, pero deben de solubilizar al soluto.

Dentro del grupo de sales podemos clasificar a estas en dos grupos de acuerdo a su solubilidad: Sales solubles y sales poco solubles.

Las sales solubles son sustancias que se disocian totalmente en una disolución. En cambio las sales poco solubles serán aquellas que se disocian parcialmente en la disolución; cabe resaltar que no existen sales absolutamente insolubles.

En esta práctica de laboratorio se ha practicado también la separación selectiva de cationes y su identificación, para así lograr relacionarnos más con dichas sustancias y las diferentes reacciones que podemos lograr con ellos.

FIGMM Página 1

http://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtml


OBJETIVOS

Aplicar los criterios de solubilidad, para la separación selectiva de sales solubles que precipitan bajo la acción de un reactivo común.

Identificar cationes en sustancias naturales e industriales.

FIGMM Página 2


FUNDAMENTO TEÓRICO

Para efectos de evaluación cualitativa o cuantitativa, muchas veces se aprovecha las solubilidades diferentes de las sales para separarlas.

Solubilidad es la facultad o tendencia de una sustancia a mezclarse uniformemente con otra, por ejemplo un sólido en un líquido. El grado de solubilidad de los sólidos varía entre 0 a 100%. Sin embargo usualmente se le conoce en unidades de mol/l cuando proviene de la constante de producto de solubilidad.

Solución saturada:Es aquella solución que se encuentra en estado de equilibrio dinámico con la fase solida correspondiente.

Sales solubles:Sustancia que en medio acuoso se disocia totalmente, como ocurre en las sales de carácter iónico (principalmente sales alcalinas y algunas alcalinotérreas).

Sales poco solubles:Sustancias que en medio acuoso se disocian parcialmente. También se les conoce erróneamente como sales insolubles, pero no existe sal absolutamente insoluble.

Producto de solubilidad (Kps):Esta constante es un caso particular de la constante de equilibrio. Cuando una sal AB es ligeramente soluble se tiene la siguiente expresión:

AX By=xA+ y+ yB− x

Kps=[A+ y ]x [B+x ] y

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MATERIALES Y REACTIVOS

MATERIALES:

FIGMM Página 4

Luna de reloj 1 cepillo 1 tenaza

Tubos de ensayo1 probeta

Agua destilada

Mechero BunsenMechero bunsen


REACTIVOS

NOTA: De estos reactivos se requieren soluciones en pequeñas cantidades (gotas), no tal como están en las fotos.

PARTE EXPERIMENTAL

EXPERIMENTO N° 1: Catión Ag+¿¿

, se utiliza AgNO30 ,1M .

PROCEDIMIENTO:

1. En tubos marcados como A y B, añadir 3 gotas del AgNO3 0.1M en cada tubo, y luego añadir 2 gotas del HCl 1M.

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Cromato de PotasioDicromato de Potasio Acido Clorhídrico

Acido nítricoNitrato de plata Hidróxido de amonio

Soluciones Ag+ , Hg+2 , Pb+2


2. Calentar en baño maría durante 5 segundos, luego del cual coloque sobre la gradilla para enfriar, reposar y decantar.

3. Eliminar la solución liquida, inclinando cuidadosamente el tubo y la parte que queda, absorber con papel filtro (decantar).

4. Lavar con 3 gotas de agua, y deseche el agua del lavado.

5. En el tubo marcado con “A” adicionar 12 gotas de agua y calentar por 3 a 5 minutos en baño maría (agua en ebullición); tratando de disgregar el precipitado con la ayuda de la bagueta. Observar si hay disolución.

6. Al tubo marcado con B agregar 3 gotas de NH4OH 1M y agitar.

7. Neutralizar la basicidad de la muestra anterior (tubo B) con HNO3 1M.

RESULTADOS:

Mencionaremos los resultados obtenidos de acuerdo a los pasos seguidos.

En el paso 1 al agregar HCl tendremos la siguiente reacción:HCl+Ag(NO3)→AgCl+HN O3

Donde AgCl será el precipitado formado de color blanco.

En el paso 5 al agregar agua al tubo A, no sucederá reacción alguna:AgCl+H 2ONo rxn

→

En el paso 6 al agregar NH 4OH al tubo B, se obtendrá la siguiente reacción:

AgCl+2NH 4OH→Ag ¿

En el paso 7 al agregar una gota de HNO3 al tubo A se obtiene la siguiente reacción:

Ag ¿

Se logra obtener precipitado de cloruro de plata.

EXPERIMENTO N° 2: Catión Hg2+2

(se escribe así, porque es un dímero), se utiliza Hg2 (N O3 )20 ,1M .

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Para este experimento es necesario seguir los mismos pasos o secuencia que para el ión Ag+¿¿ hasta el paso 6.

7.- La muestra obtenida en el tubo marcado con A depositar sobre una moneda limpia por tres minutos, si es necesario agregar una gota de HNO3enjuagar y secar con papel de filtro.

RESULTADOS:


En el paso 1 al agregar HCl tendremos la siguiente reacción:2HCl+Hg2 (N O3 )2→Hg2Cl2+2HN O3

Donde Hg2Cl2 será el precipitado formado de color blanco.

En el paso 5 al agregar agua al tubo A, se obtendrá la siguiente reacción:

Hg2Cl2+H2O→2HgO+2HCl+ 12O2

Donde se puede apreciar que la solución resultante es de color amarillo.

En el paso 6 al agregar NH 4OH al tubo B, se obtendrá la siguiente reacción:

Hg2Cl2+2NH 4OH→Hg (NH 2 )Cl+NH 4+¿+Cl−¿+2H 2O+Hg ¿¿

Donde el mercurio obtenido precipita y es de color negro, en cambio el Hg (NH2 )Cl cuyo nombre es “cloruro de mercurio amida” es de color blanco.

En el paso 7 al agregar una gota de HNO3 al tubo A se obtiene la siguiente reacción:HgO+HN O3→Hg ¿ Al depositar la muestra sobre una moneda vemos que esta empieza a esclarecerse, dado que la solución que hemos colocado sobre la moneda es una amalgama.

EXPERIMENTO N° 3: Catión Pb+2(se utiliza Pb (NO3 )20 ,25M).

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En este experimento también se seguirá la secuencia de pasos del 1 al 6 de los otros experimentos.

7.- La muestra obtenida en el tubo A en el paso 5 añadir 1 gota de K2Cr2O7 y/o cromato. Dejar enfriar.

RESULTADOS:


En el paso 1 al agregar HCl tendremos la siguiente reacción:2HCl+Pb (N O3 )2→PbCl2+2HNO3

Donde PbCl2 será el precipitado formado el cuál es insoluble en agua de color blanco e inodoro.

En el paso 5 al agregar agua al tubo A podremos ver que el PbCl2no se disuelve ni con la ayuda de la bagueta dado que dicho compuesto es insoluble en agua.

En el paso 6 al agregar NH 4OH al tubo B, se obtendrá la siguiente reacción:PbCl2+2NH 4OH→Pb (OH )2+2NH 4Cl

En esta reacción se obtiene al Pb (OH )2como precipitado, pero si seguimos añadiendo NH 4OHen exceso entonces dicho precipitado se disolverá.

En el paso 7 se puede utilizar K2CrO4 o K2Cr2O7 en este caso se ha utilizado K2CrO4 y se obtiene la siguiente reacción:

PbCl2+K2CrO4→PbCrO 4+2KCl

Donde PbCrO4 (cromato de plomo) es el precipitado obtenido de color amarillo.

PARTE II: MUESTRA PROBLEMA CATIONES Ag+¿¿, Hg+2, Pb+2

Realizar la marcha según el siguiente diagrama:

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Ag+¿¿, Hg+2, Pb+2

LIQUIDO SOBRENADANTE


PROCEDIMIENTO:

1. Colocar en un tubo A, 3 gotas de cada ión y verter 3 gotas de HCl.

2. Calentar el tubo de ensayo en baño maría durante 5 segundos, luego decantar el precipitado de PbCl2 en un tubo de ensayo B.

3. En el tubo de ensayo B, verter pocas gotas de cromato o dicromato de potasio.

4. La mezcla restante en el tubo A, debe calentarse a baño maría y se debe adicionar NH4OH con el fin de dimerizar el mercurio y obtener un precipitado.

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AgCl , PbCl2 , Hg2Cl2

PbCr2O7

PbCl2

SolubilizadoEn caliente

Dimerización del Hg

AgCl(s)


5. En un tubo de ensayo C, decantar el precipitado de mercurio.

6. En el tubo A se obtendrá un complejo amoniacal de plata, a esta solución se debe añadir unas cuantas gotas de ácido nítrico, con el fin de obtener un cloruro de plata.

REACCIONES:

Proceso por el que atraviesa la plata:

Ag+¿+HCl→AgCl ¿


Ag ¿

Proceso por el que atraviesa el plomo:

Pb+2+2HCl→PbC l2+H 2

PbCl2+K2Cr2O7→PbCr2O7+2KCl

Proceso por el que atraviesa el mercurio:

Hg+2+2HCl→HgCl2+H 2

Hg2C l2+NH 4OH→Hg (NH 2 )Cl+NH 4+¿+Cl−¿+2H 2O+Hg ¿¿

CUESTIONARIO

1. En cada bloque del diagrama (propuesto para el problema), escriba las reacciones que se producen en el experimento.

Proceso por el que atraviesa la plata:

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Ag+¿+HCl→AgCl ¿

AgCl+H 2ONo rxn→


Ag ¿

Proceso por el que atraviesa el mercurio:

Hg+2+2HCl→HgCl2+H 2

Hg2Cl2+H2O→2HgO+2HCl+ 12O2

Hg2C l2+NH 4OH→Hg (NH 2 )Cl+NH 4+¿+Cl−¿+2H 2O+Hg ¿¿

HgO+HN O3→Hg ¿

Proceso por el que atraviesa el plomo:

Pb+2+2HCl→PbC l2+H 2

PbCl2+2NH 4OH→Pb (OH )2+2NH 4Cl

PbCl2+K2Cr2O7→PbCr2O7+2KCl

EXP.Nº1

AgNO3(ac)+HCl(ac)⇌ AgCl(s )+H 3O(ac)+¿ +N O(ac)

−¿ ¿¿

EXP.Nº2Hg(NO3)2(ac )+2HCl(ac )⇌HgCl2(s)+2H 3O(ac)

+¿ +2N O(ac )−¿ ¿¿

EXP.Nº3Pb(NO3)2(ac)+2HCl(ac)⇌PbCl2(s)+2H 3O(ac)

+¿ +2N O(ac)−¿ ¿¿

FIGMM Página 11


2. Haga un gráfico de la solubilidad del PbCl2 en función a la temperatura.

Solubilidaddel PbCl2

3. Además del HCl , ¿Qué otros reactivos puede usarse para precipitar estos iones?

Ácido clorhídrico HCL

Ácido bromhídrico HBR

Ácido yodhídrico HI

Ácido sulfúrico H2SO4

Ácido nítrico HNO3

Ácido clórico HCLO3

Ácido perclórico HCLO4

4. La concentración del ión Ag+¿¿ en solución saturada de A g2C r2O 4 es de 2.2∗10−4mol /¿ calcular el Kps de A g2C r2O 4

A g2C r2O 4(s )→2 A g(ac)+ ¿ +Cr2O4

−2(ac)¿

- 2x x

FIGMM Página 12


mA g+¿=2.2∗10−4=[mC r2 O4−21 l ]

2

¿

mC r2O4−2=1.48∗10−2mol

Kps = ¿¿

Kps=3.2∗10−6

5. Si tanto una solución de HCl como una de H 2SO 4 Producen un precipitado sobre una solución determinada ¿Qué ion o iones es casi seguro que estén presentes y que ion o iones podrían estar ausentes de ella?

Los Metales

6. En Funcion a valores de Kps (Buscar en tablas), ordene de mayor a menor la solubilidad del AgCl2, HgCl2 PbCl2.

Soluto Kps

PbCl2 PbCl2⇌Pb +2+2Cl- 1.6*10-5

HgCl2 HgCl2 ⇌ Hg+2+2Cl−¿¿ 1.8*10-10

AgCl AgCl ⇌ Ag+1+Cl−¿¿ 1.3*10-18

CONCLUSIONES

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Las pruebas que se realizaron respecto a la solubilidad y los puntos de fusión representan características físicas de que la reacción entre las sales en solución a ocurrido.

Observamos que las sales poco solubles en medio acuoso se disocian parcialmente.

Observamos que los elementos reactivos son convertibles en iones solubles.

Pueden también precipitarse por reacción con un ion apropiado y luego ser separado para identificarlos mediante reacciones y/o propiedades particulares.

BIBLIOGRAFÍA

Química, Chang Raymond, Mc Graw Hill,

FIGMM Página 14


Química: la ciencia central, Brown Theodore L., Eugene H. Le May (jr), Bruce E. Bursten, Prentice Hall.

Mc. Murry. J. “Química Orgánica “ 3ª Edición. Addison-Wesley Iberoamericana.1994 . Bailey. P S. “Organic Chemistry” 4ª Edit. Allyn and Bacon Inc. 1990.

Guia de Laboratorio de Quimica II (QU114), Facultad de Ingeniería Geólogica, Minera y Metalurgica.

FIGMM Página 15

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