LABORATORIO DE QUÍMICA

REACCIONES DE PRECIPITACIÓN Y PROCESOS DE SEPARACIÓN

Práctica 2

Integrantes:

Macías J. Isabel María

Mejía Barragán Duvan

Naranjo Arroyo Cesar

Natera Fernández Jeymi Andrea

Olmos Osorio Karla

Ortiz Alvear Elsa Lorena

Universidad Libre Seccional Barranquilla

Programa Medicina

Pre-medico

Septiembre, 2015

1. OBJETIVO GENERAL

Realizar reacciones químicas que conlleven a la formación de un precipitado y su posterior separación a través de los diferentes métodos de filtración, relacionándolos con procesos industriales y en los seres vivos.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Determinar cualitativamente el reactivo límite y el reactivo en exceso.

Identificar las ecuaciones químicas de cada reacción.

2. FUNDAMENTO TEÓRICO

Precipitación y Filtración

La precipitación es un proceso de obtención de un sólido a partir de una disolución. Puede realizarse por una reacción química, por evaporación del disolvente, por enfriamiento repentino de una disolución caliente, o por cambio de polaridad del disolvente. El sólido así obtenido se denomina precipitado y puede englobar impurezas. En general será necesario cristalizarlo y recristalizarlo.

La precipitación encuentra aplicación en la separación de un componente de una mezcla de compuestos, ya sea por reactividad o bien por distinta solubilidad en un determinado disolvente.

Un precipitado es el sólido que se produce en una disolución por efecto de cristalización o de una reacción química. Dicha reacción puede ocurrir cuando una sustancia insoluble se forma en la disolución debido a una reacción química o a que la disolución ha sido sobresaturada por algún compuesto, esto es, que no acepta más soluto y que al no poder ser disuelto, dicho soluto forma el precipitado.

En la mayoría de los casos, el precipitado baja al fondo de la disolución, aunque esto depende de la densidad del precipitado: si el precipitado es más denso que el resto de la disolución, cae. Si es menos denso, flota, y si tiene una densidad similar, se queda en suspensión.

El efecto de la precipitación es muy útil en muchas aplicaciones, tanto industriales como científicas, en las que una reacción química produce sólidos que después puedan ser recogidos por diversos métodos, como la filtración, la decantación o por un proceso de centrifugado.

La obtención del precipitado se optimiza mediante la filtración, que se conoce como el proceso de separación de partículas sólidas de un líquido utilizando un material poroso llamado filtro. La técnica consiste en verter la mezcla sólido-líquido que se quiere tratar sobre un filtro que permita el paso del líquido pero que retenga las partículas sólidas. El líquido que atraviesa el filtro se denomina filtrado.

El filtro, en el laboratorio suele ser papel poroso, pero puede ser de otros materiales que permitan el paso de líquidos y retienen sólidos. En cualquier caso es necesario seleccionar la porosidad del filtro según el diámetro de las partículas que se quieren separar.

El proceso de filtración, aplicado en el organismo, se puede relacionar con el sistema renal, debido a que los riñones se encargan de purificar la sangre, liberándola de desechos, como la orina, y diferentes toxinas que esta pueda poseer.

Además, lo riñones mantienen la homeostasis, que en este caso se encargaría de controlar y mantener el equilibrio de agua y químicos en el interior del cuerpo, garantizando que los tejidos reciben suficiente cantidad para funcionar adecuada y saludablemente. Si no tuviéramos riñones, los productos de desecho y las toxinas pronto se acumularían en la sangre a niveles tóxicos y, por lo tanto, peligrosos.

Reactivo límite

Es aquel que, en el marco de la reacción, se consume en su totalidad. De este modo, delimita la cantidad de producto que puede formarse. Cuando el reactivo limitante se consume, la reacción se detiene.

Reactivo en exceso

Reactivo que se encuentra en mayor proporción y al finalizar la reacción este queda como sobrante debido a que no reacciona completamente.

3. MATERIALES Y REACTIVOS

Papel filtro.

Embudo para filtración.

Tubos de ensayo.

Vaso de precipitado.

Gradilla

Nitrato de plomo. Pb(NO3)2

Cloruro de bario. BaCl2

Yoduro potásico. KI

Ácido sulfúrico diluido. H2SO4

4. PROCEDIMIENTO

4.1. Para la realización de las reacciones de precipitación proceda así:

1. Medir en un tubo 3ml de solución de nitrato de plomo, hacerlo reaccionar con 3ml de yoduro de potasio, con agitación. Observe ¿qué sucede?

4.2. Para la identificación de reactivos límites y en exceso proceda así:

1. El centrifugado obtenido, divídalo en dos tubos de ensayo.

2. Agregarle a la primera porción, 4 gotas de nitrato de plomo y a la segunda porción, 4 gotas de yoduro de potasio.

3. Interprete los resultados.

4.3. Repita los procedimientos 4.1 y 4.2 utilizando solución de cloruro de bario y ácido sulfúrico diluido.

5. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES

1) Nitrato de plomo Pb (NO3)2 – Yoduro de potasio KI

Colocamos 3ml de Pb (NO3)2 en un tubo de ensayo y posteriormente adicionamos 3 ml de KI. Al agitar y mezclar, inmediatamente se observa que las sustancias reaccionan y la mezcla se torna se color amarillo, y al mismo tiempo en el fondo del tubo de ensayo queda un precipitado del mismo.

Luego procedemos a filtrar la mezcla por un papel poroso colocado en un embudo de filtración que en este caso sería el filtro, y el precipitado anteriormente mencionado, es decir la parte sólida, queda contenida en el papel filtro y la parte líquida pasa a estar contenida en el vaso de precipitado.

Debido a que el líquido aun poseía una tonalidad un poco amarillenta, procedemos a filtrarlo por segunda vez, y este adquiere un color más transparente debido a que los residuos sólidos restantes quedaron retenidos en el papel filtro.

El centrifugado obtenido, es dividido en dos tubos de ensayos. Al primero le agregamos 4 gotas de KI y automáticamente estos reaccionaron y la mezcla adquirió un tono amarillo, por lo cual deducimos que KI es el reactivo límite.

En el segundo tubo, agregamos 4 gotas de Pb (NO3)2, y en este caso las sustancias no reaccionaron, y así inferimos que este es el reactivo en exceso.

2) Ácido sulfúrico H2SO4 – Cloruro de bario BaCl2

En un tubo de ensayo colocamos 3ml de H2SO4 y adicionamos 3 ml de BaCl2. Luego de agitar y mezclar, notamos que la sustancia adquiere un tono blanco.

Procedemos a calentar la mezcla durante 2 minutos, y a medida que la temperatura de esta va aumentando, se observa que el precipitado va bajando hasta llegar al fondo del tubo de ensayo y queda un líquido sobrenadante.

Luego al filtrar, en el papel filtro va quedando el sólido el cual posee una textura arenosa, y el líquido que pasó a estar contenido en el vaso de precipitado, quedó con un tono blancuzco. Repetimos la filtración por segunda vez y procedemos a dividir el centrifugado en dos tubos de ensayo. Al primero le añadimos 4 gotas de ácido sulfúrico y las sustancias no reaccionan, por lo cual concluimos que H2SO4 es el reactivo en exceso. En el segundo tubo de ensayo añadimos 4 gotas de cloruro de bario y este reacciona, tomando un color aún más blanco y formando un nuevo precipitado, por esto se deduce que BaCl2 es el reactivo límite.

PREGUNTAS COMPLEMENTARIAS

1. Realice las ecuaciones químicas en cada caso, identificando los precipitados y centrifugados.

a) Pb (NO3)2 + KI → PbI2 ↓ + KNO3 (aq)

Precipitado: PbI2 Centrifugado: KNO3

b) H2SO4 + BaCl2 → BaSO4 ↓ + 2HCl (aq)

Precipitado: BaSO4 Centrifugado: HCl

2. Cite explicando someramente algunos ejemplos de filtración a nivel industrial o casero.

Filtración por Osmosis Inversa: Principalmente en la industria de agua, bebidas. El influente se conduce a las membranas semi-permeables, para pasar de un estado de alta concentración, a un estado bajo. Libera hasta en un 99.5% el agua tratada de sus contaminantes.

Micro filtración de productos como los vinos, zumos de manzana, mostos. Las membranas de micro y ultra filtración permiten la esterilización.

Filtro para aire acondicionado y sistema de ventilación en la Industria. Principalmente en la industria láctea. Su principal uso es para área de operación y lugares donde se exige un aire libre de gérmenes y bacterias.

Filtros al vacío: Su uso en la industria alimentaria es para la refinación de aceite. El producto a filtrar llega en forma continua a la cuba del filtro, un agitador pendular impide la sedimentación de los sólidos que lleva en suspensión. El tambor que gira en la cuba es el elemento filtrante. Su superficie exterior está dividida en celdas recubiertas por una tela filtrante. Aproximadamente un tercio de la superficie filtrante está sumergida en el líquido.

Cuando vamos a preparar la leche de soya, esta se cocina y en un paño se vierte la soya cocinada, para separar la soya cocida de la leche de soya que se extrae de esta misma.

4. Justifique la presencia del reactivo límite y en exceso en cada caso.

En la primera reacción, el reactivo límite es KI (yoduro de potasio), debido a que este reacciona con el centrifugado formando un nuevo precipitado, y cuando este se agota termina la reacción. El reactivo en exceso es Pb (NO3)2 (nitrato de plomo), ya que este no reacciona completamente y, por decir de una manera, sobra.

En la segunda reacción, el reactivo límite es BaCl2 (cloruro de bario), ya que se consume por completo al reaccionar con el centrifugado y determina la cantidad de producto que se puede producir en la reacción. El reactivo en exceso es H2SO4 (ácido sulfúrico), porque este queda como sobrante al finalizar la reacción y al mezclarse con el centrifugado no reacciona.

6. BIBLIOGRAFÍA

http://quimica.laguia2000.com/conceptos-basicos/reactivo-en-exceso

http://www.ub.edu/oblq/oblq%20castellano/precipitacio_fonament.html

http://www.ub.edu/oblq/oblq%20castellano/filtracio.html

http://kidshealth.org/teen/en_espanol/cuerpo.html

http://www.niddk.nih.gov/health-information/informacion-de-la-salud/anatomia/el-aparato-urinario-y-como-funciona/Pages/anatomia.aspx

http://lema.rae.es/drae/srv/search?id=1Pfi8RmNaDXX2MmcTAIf

http://www.lenntech.es/centrifugacion.htm

http://definicion.de/polaridad/

http://quimica.laguia2000.com/general/cristalizacion

PALABRAS CLAVES

Precipitación, filtración, precipitado, centrifugado, reactivo límite, reactivo en exceso, solución, reacción.

INTRODUCCIÓN

Los procesos químicos son de gran relevancia en diferentes aspectos de nuestra vida, en este caso estos tienen fines educativos.

Una reacción de precipitación, es un proceso mediante el cual se forma una base sólida en un líquido, a esta sustancia solida obtenida se le conoce como precipitado. Estas son de gran importancia en análisis químicos, debido a que cumplen un papel importante en la separación e identificación de iones en disoluciones. Además son esenciales en el estudio de los equilibrios sólido – disolución, con el fin de predecir lo que sucederá en una reacción y como estas pueden ser aplicadas en diferentes campos.

Por otro lado, la separación de sustancias en una mezcla es de gran importancia y utilidad para los químicos e industrias, debido a que muchos materiales elaborados son productos de mezclas y sus reacciones. Como por ejemplo el uso del proceso de la destilación para la preparación de bebidas, la evaporación que permite la obtención de la sal en el agua de mar, el uso de técnicas como la filtración para limpiar el agua de los acuarios, entre otros.

En esta práctica de laboratorio, conoceremos las características de las reacciones de precipitación, así como los tipos de separación de mezclas y cómo y cuándo utilizar estos correctamente dependiendo de la situación que se nos presente; para lograr darle a esto un uso en nuestra cotidianidad.

GLOSARIO

Disolución: Mezcla homogénea de dos o más sustancias que forman una única fase.

Centrifugación: Proceso de separación que utiliza la acción de la fuerza centrífuga para promover la aceleración de partículas en una mezcla de sólido-líquido.

Polaridad: Propiedad física que disponen aquellos agentes que se acumulan en los polos de algún cuerpo y que se polarizan.

Cristalización: Procedimiento de purificación por el cual se produce la formación de un sólido cristalino, a partir de un gas, un líquido o incluso, a partir de una disolución.