practicas inorganica

Universidad del Quindo, Facultad deCiencias Bsicas y Tecnologas Programa de Qumica, Prcticas de Laboratorios de Qumica Inorgnica I yII.

FERNANDO CUEN CABEZAS

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1. Prcticas de laboratorio de qumica inorgnica I.

1.1 Identificacin de cationes va hmeda (Pb2+, Hg2+, Fe3+, Co2+, Cu2+,

Cd2+)

1.2 Determinacin de algunos metales por qumica humedad (Ni, Cu, Fe,

Zn, Pb, Sn, Mn, Mg)

1.3 Ciclo del cobre(II).

1.4 Reacciones del hierro

1.5 Reacciones del cobalto

1.6 Reacciones de nquel

1.7 Reacciones de cobre

1.8 Determinacin de ligandos en compuestos metlicos

1.9 Determinacin de un compuesto a partir de su curva de

solubilidad

1.10 Determinacin del porcentaje de plomo y estao en una

aleacin.

1.11 Preparacin de acido ntrico

1.12 Obtencin y caracterizacin de cido clorhdrico

1.13 Obtencin y caracterizacin de amoniaco

1.14 Obtencin y caracterizacin de agua oxigenada

2.15. Sntesis y caracterizacin de oxalato de potasio y tetraoxalato de

potasio

2.16 Sntesis y anlisis trmico de los oxalatos metlicos del grupo 2

(IIA)

2.17. Preparacin de ioduro de estao II y IV

2.18. Estabilidad relativa de estao (IV) y plomo(IV)



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2. Prcticas de qumica inorgnica II

21 Sntesis y caracterizacin de oxalato de hierro(II) y tris(oxalato)ferrato(III) de Potasio. 2.2 Sntesis y caracterizacin de tris(Oxalato)Aluminato(III) trihidratado de Potasio. 2.3 Preparacin y caracterizacin de complejos de tris(oxalato)cromo(III) de potasio y la interpretacin de su espectro electrnico. 2.4 Sntesis y caracterizacin de hexaminocobalto(III). 2.5 Sntesis y caracterizacin de cloropentaminocobalto(II). 2.6 Preparacin y caracterizacin de TrinitrotriaminoColbalto (III) y de trinclorotriaminocobalto(III). 2.7 Preparacin y caracterizacin de [Co(NH3)4CO3] NO3 y su anlisis Espectrofotomtrico . 2.8 Preparacin y resolucin del ion tris(etilendiamina) Cobalto(III) en sus ismeros pticas 2.9 Sntesis y caracterizacin de Acetilacetonato de Aluminio. 2.10. Preparacin y caracterizacin de compuestos de coordinacin. ismeros de enlace. 2.11 Preparacin y caracterizacin de compuestos de coordinacin. ismeros de geomtricos 2.12 Sntesis y caracterizacin de hexaminoniquel(II). 2.13 Sntesis y caracterizacin de trisetilendiaminaniquel(II).

2.14. Sntesis y caracterizacin de complejos de cobre con trifenilfosfina. 2.15 Determinacin de las constantes de formacin de los complejos de Plata (I) - Piridina. 2.16. Preparacin y caracterizacin de un Caltrato de

DicianoaminoNquel (II). 2.17. Sales dobles: Preparacin y caracterizacin de Sulfato de

amonioniquel(II) y Sulfato de Amoniocprico (II). 2.18. Preparacin y caracterizacin de Tiocianoniquelato(I) de Potasio y

de Tetracianoniquelato(II) de Potasio. 2.19. Determinacin de la composicin de iones complejos en solucin

por un mtodo espectrofotomtrico 2.20. Sintesis y caracterizacin de sulfato de cobre y estudio

termogravimetrico del compuesto 2.21. Sntesis y caracterizacin de cobre con aminocidos a partir de

acetato de cobre 2.22. Efecto de la simetra sobre el espectro infrarrojo del grupo sulfato. 2.23. Hiponitritos: un estudio en estructura y reactividad.



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1.1 REACCIONES DEL HIERRO

INTRODUCCIN El hierro es el segundo metal ms abundante de la corteza terrestre y hay depsitos concentrados de mena de hierro en muchos lugares, lo que facilita la extraccin. Al hierro se le pueden aadir cantidades de otros elementos, se pueden crear aleaciones que tengan las combinaciones exactas de resistencia, dureza o ductilidad requeridas. El ion Fe3+ es pequeo y lo bastante polarizante como para que sus compuestos anhidros exhiban un carcter covalente. Por ejemplo, el cloruro de hierro(III) es un slido covalente color negro rojizo con una estructura de red covalente. El bromuro es similar al cloruro pero el yoduro no se puede aislar porque el ion yoduro reduce el hierro(III) a hierro(II):

Fe3+ + 2I- Fe2+ + I2

El ion [Fe(H2O)6]

3+, es de color prpura muy plido, el hierro(III) es un d5 de alto espn. Al carecer de transiciones electrnicas permitidas por espn, su color es muy plido en comparacin con los otros iones de los metales de transicin. El color amarillo del cloruro se debe a la presencia de iones como [Fe(H2O)5Cl]

2+, en los que puede ocurrir una transicin de transferencia de carga. El objetivo de la prctica es observar algunas de las reacciones que sufre el hierro. MATERIALES

MATERIAL CANTIDAD MATERIAL CANTIDAD Tubos de ensayo 6 Beaker 20mL 5

Soporte para tubos de ensayo

1 Varilla de agitacin 1

Esptula 1 Pipeta volumtrica de 1mL 2 Vidrio de reloj 1 Propipeta 1

REACTIVOS

Fe(NH4)2(H2O)6(SO4)2 Na2CO3 NaSCN ZnSO4 Fe(H2O)6(NO3)3 (NH4)SCN Cu(H2O)5(SO4) Agua de bromo

NaOH 4M KI Fe(CN)63+ Agua destilada

NH4OH NaS2O4 Fe(CN)62+

PROCEDIMIENTO Use una solucin fresca de sulfato de hierro(II) y amonio para las reacciones de hierro(II). Para estudiar las reacciones de hierro(III) utilice una solucin de nitrato de hierro(III). 1. A 2 ml de solucin de sulfato de hierro(II) y amonio adicione hidrxido de sodio 4M en

exceso. El hidrxido de hierro(II) es blanco. Anote los resultados.



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2. A 2 ml de solucin de sulfato de hierro(II) y amonio adicione solucin de amoniaco 4 M en exceso. Compare los resultados con la reaccin (1).

3. A 2 ml de solucin de hierro(II) y amonio adicione un exceso solucin de carbonato de sodio. Compare los resultados con la reaccin (1).

4. Repita las reacciones (1), (2) y (3) utilizando la solucin de nitrato de hierro(III). Anote

las observaciones 5. En tubos de ensayo diferentes adicione por separado muestras de sulfato de hierro(II)

y amonio y nitrato de hierro(III) y adicione solucin de tiocianato de amonio. Compare las dos reacciones.

6. A 1 ml de solucin de nitrato de hierro(III) adicione un exceso de solucin de yoduro

de potasio, luego aada una solucin de tiosulfato de sodio hasta que la mezcla se decolore. Ahora aada una gota de solucin de tiocianato de sodio. Comente las reacciones que ocurren aqu.

7. A 1 ml de solucin de de sulfato de hierro(II) y amonio adicione un exceso de solucin

de yoduro de potasio, luego adicione unas pocas gotas de solucin de sulfato de cobre(II). Compare esta reaccin con la reaccin (6).

8. A 1 ml de solucin de hexacianoferrato (II) adicione un exceso de yoduro de potasio,

luego adicione 1 ml de solucin de sulfato de zinc. Comente las reacciones que aqu ocurren.

9. Bombee de cido sulfdrico a travs de una solucin de nitrato de hierro(III). Comente

las reacciones que aqu ocurren. 10. A 1 ml de hexacianoferrato(II) y hexaciano ferrato(III) adicione 1 ml de solucin de

sulfato de hierro y amonio. Repita usando solucin de nitrato de hierro(III) en ves de sulfato de hierro y amonio. Compare las reacciones.

11. A 1 ml de solucin de sulfato de hierro y amonio adicione una gota de agua de bromo,

luego aada una gota de solucin de tiocianato. PREGUNTAS Cules compuestos de hierro han sido usados para esta estimacin cuantitativa y cualitativa? Qu estados de oxidacin de hierro estuvieron involucrados en stas reaccin de oxidacin-reduccin?



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1.2 REACCIONES DEL COBALTO

La mayora de los compuestos de cobalto(III) tienen forma octadrica; los complejos son muy inertes cinticamente, lo que implica que se pueden separar diferentes ismeros pticos cuando pueden existir. El complejo Na3[Co(NO2)6] es soluble en agua, sin embargo la sal de potasio es muy insoluble (lo mismo que las sales de rubidio y cesio), y la razn tiene que ver con los tamaos relativos de los iones. El in potasio tiene un tamao muy cercano al del ion poliatmico; por ello, tiene una mayor energa de red cristalina y menor solubilidad. sta es una de las pocas reacciones de precipitacin que se pueden usar para el ion potasio. El objetivo de la prctica es observar las diferentes reacciones que sufre el cobalto. MATERIALES





Estufa 1 goteros 2 REACTIVOS

[Co (H2O)6]Cl2 cido actico NaSCN HCl conc. [Co(H2O)6](NO3)2 KNO2 Dietil eter H2S

NaOH Piridina H2O2 6% Agua destilada PROCEDIMIENTO Reacciones del cobalto Utilice una solucin de cloruro de cobalto(II) nitrato de cobalto(II) 1. A 2 ml de la solucin de cobalto(II) adicione lentamente solucin de hidrxido de

sodio al 50%. Discuta que reacciones ocurren. 2. A 2 ml de solucin de cobalto(II) adicione en exceso solucin de hidrxido de sodio 4

M. Compare esta reaccin con la reaccin anterior. 3. A 2 ml de solucin de cobalto(II) adicione solucin de carbonato de sodio en exceso.

Compare esta reaccin con la anterior. 4. A 2 ml de solucin de cobalto(II) adicione solucin de amoniaco 4 M. Compare con

la reaccin (2). Luego adicione dos gotas de peroxido de hidrgeno al 6%, caliente la



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solucin con un exceso de hidrxido de sodio 4 M. Argumente que reacciones ocurren aqu.

5. A 2 ml de solucin de cobalto(II) adicione 1 gota de cido clorhdrico 2M. Burbujee

cido sulfhdrico a travs de la solucin. Comente lo observado. 6. A 2 ml de solucin de cobalto(II) adicione solucin de tiocianato de potasio, luego

adicione dos gotas de piridina. Comente. 7. A 2 ml de solucin de cobalto(II) adicione solucin de tiocianato de potasio, luego

adicione 2ml de dietil eter y acidifique la solucin con cido clorhidrico 4 M. Realice las anotaciones.

8. Acidifique 1 ml de la solucin de cobalto(II) con una solucin de cido actico y

adicione un poco de nitrito de potasio slido. Discuta las reacciones que ocurren. PREGUNTAS Cules compuestos de cobalto han sido usados para esta estimacin cuantitativa y cualitativa? Qu estados de oxidacin del cobalto estuvieron involucrados en estas reaccin de oxidacin-reduccin?



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1.3 REACCIONES DE NQUEL INTRODUCCIN

El estado de oxidacin ms comn es +2. Los complejos de nquel generalmente presentan las siguientes geometras octadrica como en [Ni(NH3)6]Cl2, tetradrica Ni(CO)4, cuadrado planar K2[Ni(CN)4] y pirmide de base cuadrada [Cr(en)3][Ni(CN)5]1.5 H2O. Un estado muy poco comn del Nquel es el +4 y ese observado en el complejo [NiF6]

2-, que es un compuesto diamagntico. El ion hexaacuonquel(II) tiene un color verde plido. La adicin de amoniaco produce el ion hexaaminonquel(II). El hidrxido de nquel(II) se puede producir si se aade una solucin de hidrxido de sodio a una solucin de una sal de nquel. PROCEDIMIENTO MATERIALES






[Ni (H2O)6]Cl2 H2O2 KSCN (NH4)OH peroxodisulfato de

potasio Na2CO3 KCN H2S

NaOH Piridina Agua destilada

Use una solucin de cloruro de nquel(II) o de sulfato de nquel(II).

1. Adicionar en exceso solucin de hidrxido de sodio 4M a 2mL de una solucin de nquel(II). Caliente la solucin hasta ebullicin. Enfriar y adicionar un poco de peroxodisulfato de potasio. Comente sobre lo observado y explique las reacciones.

2. Adicionar una solucin de hidrxido de amonio 4M en exceso a 2mL de la solucin de nquel(II). Compare esta reaccin con la de la primera parte. Adicione unas gotas de una solucin de perxido de hidrgeno al 6%. Luego agregar en exceso una solucin de hidrxido de sodio y calentar hasta ebullicin. Compare esta reaccin con la de cobalto.

3. Adicione en exceso una solucin de carbonato de sodio a 2mL de una solucin de nquel(II). Compare los resultados con la primera parte de la reaccin 1.

4. Agregar 2mL de una solucin de tiocianato de potasio a 2mL de una solucin de nquel(II). Adicione ahora unas gotas de piridina. Comente.

5. Esta reaccin debe ser realizada en la campana de extraccin. Lavar los tubos de ensayo y sus manos inmediatamente despus de realizar la reaccin.



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Adicione lentamente un exceso de una solucin de cianuro de potasio a 2mL de una solucin de nquel(II). Comente sobre la reaccin.

6. Adicione unas gotas de cido clorhdrico 2M a 2mL de una solucin de nquel(II). Burbujear sulfuro de hidrgeno a travs de la solucin. Luego adicione unas gotas de hidrxido de amonio 4m. Comente sobre lo observado.

7. Esta reaccin debe ser realizada en la campana de extraccin. Agregar hidrxido de potasio 4M en exceso a 2mL de una solucin de nquel(II). Burbujear cloro a travs de la solucin que debe estar enfriada en un bao de hielo. Lavar el precipitado cuatro o cinco veces por decantacin. Adicione una solucin de yoduro de potasio a el precipitado y acidificar con cido clorhdrico 4M.

Qu reacciones estn siendo usadas para una estimacin cualitativa y cuales para una estimacin cuantitativa de nquel?

Se estn utilizando reacciones de oxidacin-reduccin en la determinacin cuantitativa de nquel?



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1.4 REACCIONES DE COBRE INTRODUCCIN El cobre se conoce como un metal de acuacin, las razones son: se obtiene fcilmente en estado metlico, es maleable, es poco reactivo qumicamente. El cobre es de color amarillo, aunque una delgada capa de xido de cobre(I), hace que se vea rojizo Los estados de oxidacin ms comunes del cobre son el +1 y +2, pero es estado +2 es el que predomina en solucin acuosa. En solucin acuosa, casi todas las sales de cobre son de color azul, y el color se debe a la presencia del complejo [Cu(H2O)6]

2+. La excepcin comn es el cloruro de cobre, debido a la presencia de [CuCl4]

-2.

PROCEDIMIENTO MATERIALES






Cu SO4 .5H2O cido tartrico KSCN (NH4)OH NaOH Na2CO3 SO2 H2S

KI Agua destilada Las reacciones de cobre(II) son convenientemente estudiadas usando una solucin de sulfato de cobre(II). 1. Adicione lentamente una solucin de hidrxido de sodio 4M en exceso a 1mL de la

solucin de sulfato de cobre(II). Caliente la solucin. Comente sobre lo observado. 2. Adicione lentamente una solucin de hidrxido de sodio al 50% en exceso a 1mL de

la solucin de sulfato de cobre(II). Caliente la solucin. Comente sobre lo observado. 3. Agregar un poco de cido tartrico 1mL de la solucin de sulfato de cobre(II). 4. Adicionar lentamente una solucin de hidrxido de amonio en exceso a 1mL de la

solucin de sulfato de cobre(II). Compare con la reaccin 1. 5. Adicionar lentamente una solucin de carbonato de sodio en exceso a 2mL de la

solucin de sulfato de cobre(II). Caliente hasta ebullicin. Compare sus observaciones con la reaccin 1.

6. Esta reaccin debe ser realizada en la campana de extraccin. Lavar los tubos de ensayo, el material usado y sus manos inmediatamente despus de realizar



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la reaccin. Adicione lentamente una solucin de cianuro de potasio a 2mL de la solucin de sulfato de cobre(II). Burbujear sulfuro de hidrgeno a la solucin. Comente sobre lo observado.

7. Adicione lentamente una solucin de tiocianato de potasio a 2mL de la solucin de sulfato de cobre(II). Burbujear dixido de azufre a la solucin. Comente sobre lo observado.

8. Adicione lentamente una solucin de ioduro de potasio a 2mL de la solucin de sulfato de cobre(II). Compare con lo observado en la reaccin 6. de la prctica de reacciones del hierro.

Qu reacciones estn siendo usadas para una estimacin cualitativa y cuales para una estimacin cuantitativa de cobre?

En las reacciones anteriores se presentan reacciones de oxidacin-reduccin y cuales son los estados de oxidacin del cobre?



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1.5 IDENTIFICACIN DE CATIONES Y ANIONES POR VA HMEDA INTRODUCCIN La identificacin qumica de una sustancia (A) consiste, en general de la transformacin en otra sustancia (B) con propiedades caractersticas conocidas, por intermedio de un compuesto conocido (R), llamado reactivo:

A + R B La identificacin de la sustancia puede ser hecha de dos formas:

Por va hmeda: Las reacciones son hechas con las sustancias en solucin. Por va seca: ensayos de llama, espectromtrico, espectrofotomtrico, etc.

Para las reacciones de identificacin en solucin son utilizadas generalmente reacciones que produzcan un efecto macroscpico (cambio de color, formacin de precipitado, emanacin de gases) fcilmente visible o que afecten el sentido del olfato. El objetivo de esta experiencia es, por lo tanto, la identificacin de cationes y aniones en solucin a travs de reactivos qumicos. PARTE EXPERIMENTAL

MATERIALES

Material Cantidad Beaker de 50 mL 4

Esptula 1 Tubo de ensayo 12

Gradilla 1 Varilla de Agitacin 1

REACTIVOS

H2SO4 Concentrado ( D= 1,84g/mL, 98% en masa o 18M)

Solucin de [Co(H2O)6]Cl2

FeSO4. 7H2O Solucin de CuSO4 0.1 M HNO3 3M Solucin de K2CrO4 0.1 M Na2CO3 Solucin de KNO3 0.1 M

Solucin de [Pb(NO3)2] 0.1 M Solucin de Na2C2O4 0.1 M Solucin de KMnO4 0.1 M Solucin de [Hg(NO3)2] 0.1 M Solucin de FeCl3 0.1 M Solucin de K4[Fe(CN)6] 0.1 M

Solucin de KI 0.1 M



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PROCEDIMIENTO * Colocar em um tubo de ensayo cinco gotas de solucin de Pb2+(ac) y adicionar cinco gotas de CrO4

=(ac) como se indica en la tabla 1.

* Observar y anotar las alteraciones macroscpicas ocurridas en el sistema y escribir las frmulas qumicas de los productos, llenando el espacio correspondiente a la tabla1. * Proceder de manera semejante para los cationes de la tabla 1 y la tabla 2. * Descartar el material de los tubos de ensayo (Pb2+, Hg2+) en los frascos colectores.

Tabla 1. Reacciones caractersticas de algunos cationes

CATIONES REACTIVOS ALTERACIONES

Pb2+(aq) CrO4 2-

(aq): 5 gotas Hg2+(aq) I

-(aq): 5 gotas

I-(aq): (exceso)

Fe3+(aq) K4[Fe(CN)6](aq):5 gotas

Co2+(aq) Adicionar lentamente por la pared del tubo 5 gotas de NH4SCN

Cu2+(aq) I-(aq):5 gotas ,(centrifugar)

Tabla 2. Reacciones caractersticas de algunos aniones

CATIONES REACTIVOS ALTERACIONES

CO32-

(aq) H+

(aq): 5 gotas C2O4

2-(aq) MnO4

-(aq): 5 gotas

+ H2SO4 (conc): 2 gotas

SCN-(aq) Fe3+

(aq): 2 gotas

NO3-(aq) Colocar en el tubo de ensayo 1mL H2SO4 (conc), y

enfriar. Adicionar lentamente por la pared del tubo 1mL de FeSO4

+(aq)

CUESTIONARIO 1. Balancear las reacciones qumicas y clasificar las reacciones de acuerdo con los cambios macroscpicos observados (cambio de color, formacin de precipitado, emanacin de gases, etc.) a. Pb2+(aq) + CrO4

2-(ac)

b. Fe3+(aq) + SCN-(ac)

c. CaOaq) + H+

(ac) d. S2-(aq) + 2H

+(ac)



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e. Cd(OH)2 (aq) + 4NH3(ac)

2. Explicar porqu el precipitado formado por la reaccin entre Hg2+(ac) y I-(ac)

desaparece cuando se adiciona ioduro en exceso. 3. Explicar, usando una ecuacin qumica, porqu desaparece el color violeta en la

reaccin entre los iones oxalato y permanganato.



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1.6. CICLO DEL COBRE INTRODUCCIN El cobre se conoce desde tiempos remotos y la denominacin que tiene deriva del nombre latino de la isla Chipre (Cyprus), lugar donde haba muchos yacimientos de este metal. Se encuentra en estado nativo y ms frecuentemente en forma de sulfuro (calcosina) sulfuro doble de hierro y cobre (calcopirita), abundantes en todos los continentes. El cobre es de color rojo, es un metal muy dctil, maleable y tenaz. Es despus de la plata el metal que conduce mejor el calor y la electricidad, tiene la densidad 8,9g/cm3 y funde a 1100 0C y es inalterable en una atmsfera de aire seco, pero en aire hmedo que contenga anhdrido carbnico, se cubre con una capa de hidrxido bsico de cobre, denominada ptina, que protege el metal de ataque ulteriores. Con los cidos dbiles en presencia de aire y con los cidos fuertes diluidos se cubre con una capa verde de la sal de cobre correspondiente, que es venenosa. El objetivo de la prctica es observar las diferentes reacciones que sufre el cobre, tales como oxidacin, sustitucin, deshidratacin y reduccin. En esta prctica se somete una lamina de cobre a un ciclo en donde se obtienen las sales ms importantes de este metal y al final se recupera el cobre comprobndolo por el peso de la muestra final.

MATERIALES MATERIAL CANT. MATERIAL CANT.

Esptula 1 varilla de agitacin

1

Tubo de ensayo 1 embudo 1

Beaker de 50mL 1 erlenmeyer de 100mL

1

Estufa 1 papel filtro 1

gotero 1

REACTIVOS

Lamina de cobre HCl

Zinc metlico H2SO4

HNO3 NaOH



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PROCEDIMIENTO: 1. Tomar una lamina de cobre de peso desconocido (el peso slo lo conoce el profesor) y colocarlo en un beaker de 50mL, luego adicionar unas gotas de cido ntrico concentrado hasta la completa reaccin del metal. Observe la reaccin, es exotrmica o endotrmica ? De qu color son los gases que emanan de la reaccin ? 2. Enfriar la solucin y adicione unas gotas de hidrxido de sodio al 20 % hasta que deje de formarse el precipitado. Qu observa, que sucedi con la solucin? 3. Caliente el slido formado y observe. 4 Transfiera el slido a un tubo de ensayo y centrifuge el slido formado y realizar varios lavados para eliminar los otros iones que se encuentren presentes en la solucin. 5. Transfiera el slido nuevamente al beaker de 50mL y adicione unas gotas de cido sulfrico concentrado. Observe la reaccin. 6. Adicionar pequeas cantidades de zinc metlico en polvo hasta que pare la efervescencia y observe. Continu adicionando zinc hasta que precipite todo el cobre y no haya ms reaccin. 7. Si queda zinc en exceso adicione unas gotas de cido clorhdrico concentrado hasta la desaparicin del zinc metlico. 8. filtrar, lavar y secar el cobre y luego calcule el rendimiento de la reaccin. PREGUNTAS. a. Escriba la reaccin en cada una de las reacciones b. Los gases observados al adicionar el cido ntrico al cobre cules son ? c. D el nombre de cada una de las reacciones del ciclo del cobre. d. En lugar de Zn se puede utilizar Fe, Mg, Pb, Sn? e. Si se pueden utilizar otros metales para la reduccin del Cu, porqu no se utilizan? f. Porqu el cido clorhdrico ataca al Zn y no al Cu? explique 1.7 DETERMINACIN DE UN COMPUESTO A PARTIR DE SU CURVA DE SOLUBILIDAD Segn la definicin de solubilidad la cual dice la cantidad de slido necesaria para formar una solucin saturada de una cantidad dada de disolvente se conoce como solubilidad de ese soluto, por ese modo la solubilidad del nivel de agua a 00C es de 35,4gr., por cada 100mL de agua. est es la cantidad mxima de nivel que se puede disolver en agua para dar una solucin estable en equilibrio a esa temperatura. A medida que un soluto slido comienza a disolverse en un disolvente, aumenta la concentracin de partculas de soluto en una solucin; por consecuencia existe la probabilidad que choquen con la superficie del soluto, creando la posibilidad que se unan estas partculas con el soluto y se precipite, este proceso se denomina cristalizacin.



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En la situacin anterior suceden dos procesos los cuales son inversos, estos son la disociacin y la cristalizacin, la siguiente ecuacin ayuda a visualizar de una forma ms clara la relacin que existe entre estos dos conceptos.

disolvente soluto-disolvente soluto

cristalizador Existen dos conceptos que son importantes mencionar, el primero es solucin insaturada y el segundo solucin saturada. El primero hace referencia cuando se disuelve menos soluto del que es necesario para formar una solucin saturada y el segundo hace referencia cuando se forman soluciones que contienen una cantidad de soluto mayor que la necesaria para formar una solucin saturada. Existen varios factores que influyen en la solubilidad, algunos de ellos son: a. Interaccin soluto-disolvente: Esta interaccin es importante debido a que dependiendo de cual sea, una solucin puede ser ms soluble o poco soluble o insoluble. Las sustancias con fuerzas de atraccin intermoleculares similares suelen ser mutuamente solubles, esta generalizacin puede ser expresada como simplemente lo similar disuelve lo similar. b. Efecto de la presin En s, la presin no afecta apreciablemente a ala solubilidad de un slido o de un lquido; en cambio en cambio la de un gas si. La solubilidad de un gas aumenta al aumentar la presin. Un ejemplo tpico se ve en la forma como utilizan la presin para hacer que el dixido de carbono sea soluble en las gaseosas. Cuando se destapa la botella se libera el gas en forma de burbujas. c. Efecto de la temperatura: Cuando se disuelve un slido en agua, la solubilidad de esta solucin aumenta al aumentar la temperatura. Como ejemplo se tiene el hecho de que se puede disolver ms azcar en agua caliente que en agua fra. Existen muy pocas excepciones a este hecho, uno de ellos es el del Ce2(SO4)3, es menos soluble a medida que aumenta la temperatura. d. Naturaleza qumica del soluto: si se considera como solvente solamente el agua, esta constituye un excelente medio en el cual los electrlitos se disocian fcilmente en iones. Aquellas sustancias que contienen a al vez una parte polar y otra no polar su solubilidad en agua depende de la relacin entre cada uno de estos grupos. Por ejemplo, en una cadena hidrocarbonada, la presencia de grupos polares (OH, COOH), capaces de formar uniones por puente de hidrgeno; permite explicar la solubilidad de las sustancias en agua, siempre que el nmero de estos grupos sean prioritarios en la molcula. La solubilidad decrece a medida que estos grupos polares, disminuyen en la molcula. Uno de los objetivos de esta prctica es realizar una curva de solubilidad (gr de sustancia/ 100mL de agua) vs temperatura y luego compararla con la reportada en literatura y as determinar que sustancia se tiene.



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PARTE EXPERIMENTAL Sustancia Masa inicial (g) Volumen inicial (mL) Adiciones (mL) (NH4)2SO4 5 4,80 0,15

KNO3 5 2,73 0,20 NaNO3 5 3,20 0,20

CuSO4 5H2O 5 (8,4) 6,20 1,00 CuCl2 2H2O 5 (6,5) 3,90 0,30

MgSO4 7H2O 5 (10,23) 2,80 0,80 KClO3 5 11,62 2,00 NH4Cl 5 7,35 0,60

BaCl2 2H2O 5 (5,86) 8,20 0,50 K2CrO4 5 6,84 0,10 K2Cr2O7 5 7,46 1,50

(NH4)2Cr2O7 5 4,06 0,50 NaCl 5 12,82 0,10

K2SO4 5 22,72 1,00 KBrO3 5 13,20 2,00 KNO3 5 5,15 0,10

Nota: Slo el profesor conoce la sustancia problema. Realizar las siguientes grficas con las muestras.

MATERIALES

Material Cantidad Materia Cantidad

Termmetro 1 Pinzas con nuez 1

Varilla de agitacin 1 Pipeta graduada de 0,1mL 1

Tubos de ensayo Pipeta graduada de 1mL 1

mechero 1 Pipeta graduada de 5mL 1

Soporte universal 1 Probeta de 5mL 1



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1.8 DETERMINACIN DEL PORCENTAJE DE PLOMO Y ESTAO EN UNA ALEACIN El principal objetivo de esta prctica es utilizar la solubilidad de los compuestos para su separacin y posteriormente caracterizarlos y as determinar la cantidad de estos metales en una aleacin. La variedad de compuestos qumicos constituyen innumerables herramientas que incentivan nuestro ingenio para proponer nuevos mtodos en pro de diversificar compuestos y modificar la naturaleza (materias primas) para mejorar la calidad de vida, as mismo, esta prctica ayuda a visualizar macroindustriales y permite escalar los procedimientos hechos para contextualizarnos con lo que ser en un futuro un modo de vida. El estao (Sn), es un elemento metlico que fue utilizado desde la antigedad. Pertenece al grupo 14 (IV A), el estao es un metal muy utilizado en centenares de procesos industriales en todo el mundo. En forma de hojalata, se usa como capa protectora para los recipientes de cobre, de otros metales utilizados para fabricar latas, y artculos similares. El estao es importante en las aleaciones comunes de bronce (estao y cobre), en la soldadura (estao y plomo) y en el metal de imprenta (estao, plomo y antimonio). Tambin se usa aleado con titanio en la industria aeroespacial, y como ingrediente de algunos insecticidas. El sulfuro de estao (IV), conocido tambin como oro musivo, se usa en forma de polvo para broncear artculos de madera. Los pases mayores productores de estao son China, Indonesia, Per, Brasil y Bolivia. Con respecto al plomo, de smbolo Pb vemos que es un elemento metlico, denso, de color gris azuloso. Su nmero atmico es de 82, y se encuentra en el grupo 14. Es un metal blanco, maleable y dctil. El plomo reacciona con el cido ntrico, pero a temperatura ambiente apenas le afectan los cidos sulfricos y clorhdrico. En presencia de aire, reacciona lentamente con el agua formando hidrxido de plomo son venenosos. Aunque normalmente el agua contiene sales que forman una capa en las tuberas que impide la formacin de hidrxido de plomo soluble, no es aconsejable emplear plomo en las tuberas de agua potable. An as el plomo se emplea en grandes cantidades en la fabricacin de bateras y en e revestimiento de cables elctricos. Tambin se utiliza industrialmente en las redes de tuberas, tanques y aparatos de rayos X. Debido a su elevada densidad y propiedades nucleares, se usa como blindaje protector de materiales radiactivos. Entre las numerosas aleaciones de plomo se encuentra las soldaduras, el metal tipogrfico y diversos cojinetes metlicos. Una gran parte del plomo se emplea en forma de compuestos, sobre todo en pinturas y pigmentos.

PARTE EXPERIMENTAL En un beaker de 100mL, se hace reaccionar la 1 gramo de la aleacin con cido clorhdrico concentrado (5mL) con el fin de obtener el cloruro de ambos metales; esta es una reaccin muy lenta, despus de un tiempo La solucin resultante muestra un precipitado plateado (cloruro de plomo) y una capa grasosa en la superficie. Se filtra el precipitado y se lava con agua, se seca en un horno a 60 0C. Calcule el porcentaje de Pb en la aleacin.



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Debido a que el cloruro de estao se encuentra en solucin (filtrado), le adicionamos yoduro de potasio de donde se observa una reaccin muy rpida que deja ver un cambio de color de transparente a amarillo translucido, el precipitado es yoduro de estao que se puede separar fcilmente y secar, calcule el porcentaje de estao en la aleacin. Repetir esta reaccin pero en lugar de adicionar yoduro de potasio se adiciona cido oxlico. calcule los porcentajes de Pb y Sn en la muestra original. Al realizar la reaccin en cido ntrico (HNO3), se observa una reaccin igualmente lenta, que despus de un tiempo presenta un precipitado cido estaico de color blanco; el cual se filtra, lava., pesa y se calcula el porcentaje de estao en la aleacin, el nitrato de plomo, que se encuentra en solucin, se hace reaccionar con el yoduro de potasio, generando un precipitado de color amarillo intenso. MATERIALES

Material Cantidad Beaker de 100 mL 1

Esptula 1

Varilla de agitacin 1

Estufa 1

Embudo de vidrio 1 REACTIVOS

HCl Concentrado HNO3 Concentrado

KI Soldadura de Plomo



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1.9 PREPARACIN DE CIDO NTRICO

INTRODUCCIN El cido ntrico comercial se obtiene a partir de la reaccin de nitrato de sodio, compuesto natural, del cual se encuentra grandes yacimientos en Chile, con cido sulfrico concentrado. Se separa el producto deseado, lquido voltil, del residuo no voltil, por una destilacin simple. El avance de la tecnologa, ha permitido evaluar ste mtodo, utilizando catalizadores de platino y materia prima de mayor disponibilidad como es el aire, siendo de mayor rentabilidad.

PROCEDIMIENTO En el baln coloque 2g de nitrato de sodio y 2mL de H2SO4 concentrado. Monte el equipo de destilacin simple tal como se ha indicado previamente. Caliente suavemente la mezcla del baln. Cuando el lquido comienza a hervir se desprende unos vapores cafs y empieza a destilar el cido ntrico. Retire el mechero cuando deje de hervir el lquido. Mida el volumen colectado de HNO3 y reporte el rendimiento de su reaccin.

TRABAJO COMPLEMENTARIO a. En un tubo de ensayo coloque un trocito de alambre de cobre y aadale unas gotas del

producto de su destilacin. Despus de unos 30 segundos aada 2ml de agua. Observe. b. Repita el paso anterior usando HCl en lugar de HNO3. Compare y discuta los resultados. c. En un tubo de ensayo coloque un cristal de sulfato ferroso y disulvalo en unas gotas de

agua. Aada una gota de la solucin obtenida en el paso (a) y una gota de H2SO4 concentrado. No agite. Observe.

PREGUNTAS 1. Escriba las ecuaciones para todas las reacciones ocurridas en la prctica. 2. Averigua que importancia tiene la prueba ( c ) en qumica analtica. 3. Investigue los principales usos industriales del cido ntrico. 4. Investigue que son los vapores cafs que se desprenden durante la destilacin. 5. Consulte la estructura del cido ntrico. 6. Consulte el nuevo mtodo para la obtencin del cido ntrico.



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MATERIALES

Material Cantidad

Equipo de vidrio para destilacin sencilla 1

Mechero 1

Tubos de ensayo

Beker de 50 mL 1

Probeta de 10 mL 1

Balanza 1 REACTIVOS

H2SO4 Concentrado Cobre metlico

NaNO3 FeSO4

HCl



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1.10 OBTENCIN Y CARACTERIZACIN DE CIDO CLORHDRICO

INTRODUCCIN Se le llama cido a el producto que se obtiene por la disolucin de HCl(g) (cloruro de hidrgeno) en agua. El cloruro de hidrgeno es preparado en la industria, principalmente por la reaccin de H2 y Cl2 en presencia de un catalizador (los dos gases H2 y Cl2 son subproductos de la electrolisis del cloruro de sodio). En el laboratorio el cido clorhdrico es usualmente preparado por la accin de cido sulfrico sobre cloruro de sodio. La velocidad de reaccin puede ser acelerada por el calentamiento de las mezclas de los reactivos. El cloruro de hidrgeno gaseoso y el hidrogenosulfato de sodio son los productos de las reaccin en las condiciones usuales de laboratorio (temperatura de 300C).

NaCl(s) + H2SO4(ac) HCl(g) + NaHSO4(ac) El cido clorhdrico es utilizado para la sntesis de reactivos orgnicos (50%), cloracin del caucho, hidrlisis de amidas y de protenas (4%), refinamiento de azcar, activacin de posos de petrleo (18%), en procesos metalrgicos (obtencin de vanadio, tungsteno, tantalio, manganeso, germanio) (17%). En esta prctica el cloruro de hidrgeno producido se disolver en agua, luego ser caracterizado y adems se le determinar el rendimiento prctico del proceso. PARTE EXPERIMENTAL MATERIALES

MATERIAL CANT. MATERIAL CANT. Beaker de 50mL 3 Bureta de 100mL 1 Beaker de 250mL 2 Pipeta volumtrica de 5mL 1 Beaker de 500mL 1 Pipeta volumtrica de 20mL 1 Probeta de 100mL 1 Varilla de agitacin 1

Baln de destilacin de 500mL 1 Mechero Bunsen 1 Baln volumtrico de 250mL 1 Soporte metlico para bureta 1 Baln volumtrico de 100mL 1 Vidrio de reloj 1

Erlenmeyer de 250mL 3 mangueras 2 Embudo de vidrio 1 pinzas 2

Frasco lavador 1 Tapones de caucho 2 Frasco lavador para gases 1 Tubos de ensayo 10

Soporte para tubos de ensayo 1 goteros 3 Tubos de vidrio en ele 4 esptula 1

REACTIVOS H2SO4 concentrado NaCl NH4OH concentrado Papel indicador

Solucin de NaOH 1M Na2CO3 (s) Solucin AgNO3 0.1M Solucin Na2CO3 0,05M

Solucin alcohlica de fenolftalena 1% p/v Solucin de naranja de metilo



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PROCEDIMIENTO Hacer el montaje como se observa en la figura 1.

Figura1. Montaje para la obtencin de cido clorhdrico

En un beaker, preparar una solucin de cido sulfrico, diluyendo 20mL de H2SO4 concentrado en 25mL de agua destilada. (Adicionar el cido lentamente sobre el agua, agitando siempre y enfriando en un bao de hielo o agua). Triturar, 15g de NaCl, y transferir a un baln de destilacin de 500mL (A). Adicionar al baln la solucin de cido sulfrico que se prepar, colocar el tapn de caucho y sus tubos de vidrio como se muestra en la figura 1. Calentar suavemente la mezcla del baln de destilacin (A). Aproximar una varilla de vidrio humedecido con hidrxido de amonio concentrado, en las conexiones del montaje. La formacin de homos de color blanco indica que se esta presentando fugas de cloruro de hidrgeno Continuar el calentamiento hasta que cese el burbujeo en el beaker C, y quede en el baln A una solucin transparente. Retirar el calentamiento y verificar el pH de la solucin obtenida en el beaker C con el papel indicador. DETERMINACIN DEL RENDIMIENTO DE LA REACCIN: Transferir la solucin del beaker C, que contiene el cido clorhdrico a un baln volumtrico de 250mL. Completar el volumen con agua destilada. Agitar para homogenizar. Esta solucin es una solucin stock de cido clorhdrico. Parte de ella ser usada para determinar el rendimiento prctico del proceso y para la caracterizacin del cido clorhdrico obtenido, conforme se describir posteriormente. La solucin restante ser guardada en frascos debidamente rotulados. Transferir 20mL de la solucin stock a un baln volumtrico de 100mL y completar el volumen (esta solucin ser utilizada en la titulacin).



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Llenar una bureta de 50mL con la solucin preparada en el item anterior. Con una pipeta volumtrica, pipetear 5mL de la solucin patrn de Na2CO3 0,05M y transferir a un erlenmeyer de 250mL. Adicionar 5 gotas de una solucin de naranja de metilo. Titular con la solucin de cido clorhdrico (contenida en la bureta) hasta el viraje de color de amarillo a rojo. Anotar el volumen gastado y repetir el procedimiento. Calcular la concentracin en cantidad de materia de la solucin de cido clorhdrico y en seguida el rendimiento de la reaccin de obtencin. CARACTERIZACIN DE CIDO CLORHDRICO Con la solucin stock de cido clorhdrico realizar en tubos de ensayos las siguientes reacciones indicadas a continuacin Caracterizaciones de las soluciones cidas

a. Colocar 5 gotas de la solucin de NaOH en un tubo de ensayo. Adicionar dos o tres gotas de solucin alcohlica de fenolftalena. Adicionar la solucin stock de HCl hasta que ocurra un cambio de color en la solucin.

b. Colocar 5 gotas de solucin stock de HCl en un tubo de ensayo. Adicionar una pequea porcin de Na2CO3 slido, agitar. Observar y anotar los resultados.

c. Adicionar cinco gotas de la solucin de AgNO3 a cinco gotas de la solucin stock de HCl, agitar. Observar a anotar el resultado. Dejar en reposo en presencia de la luz. Observe y anote los resultados.

Cuestionario

1. Dar todas las ecuaciones de las reacciones involucradas en el experimento, inclusive aquellas relacionadas con la determinacin del rendimiento y con las caracterizaciones.

2. Cul fue la reaccin para detectar la fuga de HCl? 3. Cul es la diferencia entre cido clorhdrico y cloruro de hidrgeno.



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1.11.OBTENCIN Y CARACTERIZACIN DE AGUA OXIGENADA INTRODUCCIN El agua oxigenada es una solucin de peroxido de hidrgeno (H2O2). El H2O2 se desproporciona, descomponindose espontaneamente:

H2O2 H2O(l) + O2(g)

Como en H2O2 el oxgeno posee un estado de oxidacin de -1, el agua oxigenada puede actuar como oxidante o como reductor (cuando reacciona con oxidantes muy fuertes). Uno de los procesos industriales que produce H2O2, a travs de la electrlisis de una solucin al 50% de H2SO4. Por la electrolisis se obtiene una solucin a 30-35%. El agua oxigenada puede concentrarse por destilacin fraccionada a presin reducida hasta 98% en masa. electrlisis

H2O H2O2 + H2(g) H2SO4 En el laboratorio, el H2O2 es comnmente obtenido por la reaccin de perxidos metlicos con cidos minerales. Por ejemplo:

CaO2(s) + H2SO4(ac) H2O2(ac) + CaSO4(s)

La concentracin de agua oxigenada es expresada en %p/v o el volumen de O2(g) (ms usado comercialmente). Volumen de agua oxigenada es el volumen de O2(g) en mL liberado por la descomposicin de 1mL de la solucin. En el comercio se encuentra agua oxigenada de en las siguientes concentraciones: 100 vol. = 30,4% p/v; 20 Vol.= 6,1% p/v. Para el calculo de las concentraciones p/v el volumen de O2(g) se procede de la siguiente forma: Por ejemplo: H2O210 Vol.= 3,05% p/v. La reaccin es

H2O2(ac) H2O(l) + O2(g)

1 mol de H2O2(ac) libera 1 mol de O2(g) a condiciones estndar de presin y temperatura, asi: 3,05g de H2O2 1 mol H2O2 0,5mol O2 22,4L O2 VO2(g) = 1mL sol. x x x x 100mL sol. H2O2 34g de H2O2 1mol H2O2 1mol O2 VO2(g) = 0,010L = 10mL. Por lo tanto, 1mL de la solucin de H2O2 al 3,05% p/v libera 10mL de O2(g) en las condiciones estndar. La solucin es llamada agua oxigenada de 10 volmenes.



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El agua oxigenada es utilizada como reactivo de laboratorio, como antisptico, etc. El agua oxigenada es conservada en medio cido, en frascos de color mbar. Hay sustancias como el H3PO4, acetanilida que retardan su descomposicin e son usados como conservadores. En contraposicin ,luz, calor, medio alcalino, presencia de iones metlicos (como Fe3+ y Cu2+) aceleran su descomposicin. PARTE EXPERIMENTAL MATERIALES

MATERIAL CANT. MATERIAL CANT. Beaker de 250mL 1 Erlenmeyer de 250mL 3 Beaker de 5mL 1 Baln volumtrico de 250mL 1 Probeta de 5mL 1 Pipeta volumtrica de 20mL 1 Probeta de 50mL 1 Varilla de agitacin 1

Embudo de vidrio y soporte 1 Tubos de ensayo y soporte 4 Capsula de porcelana 1 Gotero 3

Bureta de 50mL 1 Vidrio de reloj 1 Esptula 1 Papel filtro 5

REACTIVOS REACTIVOS REACTIVOS

H3PO4 concentrado Solucin 0,1M de NaOH H2SO4 diluido (1:5) Solucin 0,1M de FeCl3

BaO2 Solucin 0,1M de CuSO4 Eter Solucin 0,1M de K2CrO4

H2O2 de 10 volmenes Solucin 0,1M de H2SO4 Solucin 0,1M de KMnO4, estandarizada Solucin 0,1M de H2SO4

PROCEDIMIENTO: Transferir 3g de BaO2 a un erlenmeyer de 250mL y adicionar 20mL de agua destilada fra en pequeas porciones, agitando el frasco vigorosamente despus de cada adicin. Observar y explicar porque se hace la agitacin. En un beaker de 50mL diluir 5mL de H3PO4 concentrado en 20mL de agua destilada, enfriando si es necesario. Adicionar la solucin cida a la suspensin de BaO2 en pequeas porciones. Agitar bien despus de cada adicin y conservar la solucin fra en bao de hielo. Explique porque se hace el enfriamiento. Despus de haber adicionado todo el cido esperar a que haya sedimentacin de los slidos y filtrar a gravedad dos veces la misma solucin y recibiendo el filtrado en un beaker de 250mL. Qu sustancias se encuentran en el papel filtro? Adicionar muy lentamente al filtrado 15 mL de H2SO4 (1:5), utilizar bao de hielo. Dejar sedimentar el precipitado formado. Filtrar a gravedad usando dos hojas de papel filtro. Cules son las sustancias que quedan en el papel filtro? Centrifugar la solucin.



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Transferir el filtrado a un baln volumtrico de 250mL e completar el volumen con agua destilada. ECUACIONES BaO2 + H3PO4 BaHPO4(S) + H2O2(ac) BaHPO4(S) + H2SO4 BaSO4(S) + H3PO4(ac)

*

__________________________________________________________ BaO2 + H2SO4 BaSO4(S) + H2O2(ac)

El H3PO4(ac) acta como conservante.

DETERMINACIN DEL RENDIMIENTO Pipetear 20mL de agua oxigenada obtenida en la prctica y transferir a un erlenmeyer de 250mL. Adicionar a la solucin 2mL de H2SO4(1:5) y titular con una solucin patrn de KMnO4 0,020M. Calcular el rendimiento de la reaccin. Calcular el porcentaje p/v y el volumen de O2 de agua oxigenada obtenida. Comparar el rendimiento encontrado con el rendimiento terico para este proceso. Caracterizacin de H2O2 Hacer en tubos de ensayo las siguientes reacciones: Adicionar a un tubo de ensayo 10 gotas de Solucin 0,1M de K2CrO4, 5 gotas de H2SO4 (1:5), 20 gotas de eter y 10 gotas de la solucin de agua oxigenada. No agitar la mezcla. Observar y explicar lo ocurrido. Adicionar a un tubo de ensayo 10 gotas de Solucin 0,1M de KI, 5 gotas de H2SO4 (1:5) y 10 gotas de la solucin de agua oxigenada. No agitar la mezcla. Observar y explicar lo ocurrido. Adicionar 10 gotas de H2O2 de 10 volmenes en cuatro tubos de ensayo. Adicionar sucesivamente a los cuatro tubos de ensayo dos gotas de solucin 0,1M de H2SO4, NaOH, FeCl3, CuSO4. Usar un solo reactivo en cada tubo. Observe lo que ocurre, comparar los resultados y explquelos.



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1.12. SNTESIS Y CARACTERIZACIN DE OXALATO ACIDO DE POTASIO Y TETRAOXALATO DE POTASIO.

INTRODUCCIN Cualquiera de estas sales, se venden como Sales de Sorrel y se utilizan para remover manchas de tintas y estn presentes en algunos detergentes. El compuesto oxalato de cido de potasio (KHC2O4) se prepara reemplazando 1 de los tomos de K. Entonces el oxalato cido de potasio se puede combinar con otra molcula de cido oxlico para formar el tetraoxalato de K.(KHC2O4.H2C2O4.2H2O). MATERIALES

Material Cantidad

Beaker 1

Papel Indicador

Papel filtro

Erlenmeyer para vaco 1

Buchner 1

REACTIVOS KOH cido Oxlico

K2CO3

PROCEDIMIENTO A. Oxalato cido de K Disuelva 1g de cido oxlico en 10ml de agua destilada, divida la solucin en 2 porciones iguales. Tome una de las porciones y neutralcela con solucin KOH 10%. Esto produce la sal normal (oxalato de K) Ahora adicione la segunda solucin cida a la porcin neutralizada evapore la solucin hasta que quede de su volumen inicial y deje en reposo hasta que cristalice. Filtre, recoja los cristales y squelos. registre el espectro infrarrojo del compuesto B. Tetraoxalato de K. Disuelva 2g de cido oxlico en 20ml de agua destilada. Separar de este volumen y despus caliente la solucin hasta ebullicin. Neutralice con carbonato de potasio. La solucin de carbonato de potasio se prepara disolviendo 1g K2CO3 en 10ml de agua destilada. Se puede chequear la neutralizacin un papel indicador o cuando la adicin de una pequea cantidad de carbonato no produce ms efervescencia.



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Tome solucin restante caliente hasta ebullicin y adala a la porcin neutralizada. Si se forma aqu precipitado redisulvalo con la mnima cantidad de agua caliente. Enfre la solucin rpidamente filtre al vaco y recristalice en agua caliente. Despus seque los cristales. registre el espectro infrarrojo del compuesto.

TRABAJO COMPLEMENTARIO 1. Pruebe la solubilidad de sus sales en agua. 2. Determine la pureza del tetraoxalato de potasio titulado con KMnO4. 3. Analice y compare los espectros infrarrojos del tetraoxalato y el oxalato cido de potasio

PREGUNTAS 1. Escriba todas las ecuaciones correspondientes a las reacciones efectuadas en el

laboratorio. 2. Calcule el rendimiento del oxalato cido de potasio con base en su titulacin. 3. Investigue los principales usos de estas sales. 4. Investigue sobre las estructuras del KHC2O4 y K2C2O4.2H2O. Como se explica que el

K2C2O4.2H2O sea planar y el KHC2O4 no?.



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1.13 PREPARACIN DE OXALATO DE HIERRO (II) Y TRIS(OXALATO)FERRATO(III) DE

POTASIO La finalidad de esta prctica es la sntesis de los oxalatos de hierro(II) y (III) comparar sus estructuras y sus espectros infrarrojos, adems de caracterizarlos a travs de la titulacin con KMnO4 MATERIALES

Material Cant. material Cant. Tubos de ensayo 6 Beaker 20mL 5

Soporte para tubos de ensayo 1 Varilla de agitacin 1 Esptula 1 Pipeta volumtrica de 1mL 2

Vidrio de reloj 1 Propipeta 1 Estufa 1 Beaker 100mL 3

Embudo de vidrio 2 Pipeta volumtrica de 10mL 1 Bureta de 50mL 1 Pinza y soporte para bureta 1

Papel filtro 5 Baln de 25mL 2 REACTIVOS

(NH4)2Fe(SO4)2.6H2O Acetona cido oxlico Oxalato de potasio Fenantrolina Sulfato ferroso

H2SO4 NaSCN KMnO4 Zn

SNTESIS DE OXALATO DE HIERRO(II) Disolver 8g el sulfato ferroamnico(II) en 25 mL agua que haya sido acidificada con 1mL de cido sulfrico 2M. Adicionar una solucin de cido oxlico (5g / 30mL de agua) y hervir. Filtrar el precipitado amarillo en un embudo Buchner y lavar bien con agua caliente. Finalmente, lavar con acetona y secar al vaco. Registrar el rendimiento. Trabajo complementario:

1. Determinar la composicin del producto por el procedimiento seguido. Disolver 0.2 0.3g (exactamente pesados) del producto en cido sulfrico 2M y titular con solucin de permanganato de potasio estndar. Cuando el color del permanganato se tarde en desvanecerse, caliente la solucin alrededor de 60C y contine la titulacin hasta que el usual Punto Final del permanganato sea logrado. Hervir la solucin con 2g Zn en polvo por 20 minutos cuando la solucin estar con menos color. Probar una gota de la solucin con solucin de tiocianato; si no hay un inmediato color rosa el resto de la titulacin puede ser realizada. Si hay un color rosado contine hirviendo por ms de 10 minutos. Esta prueba es muy sensible y un ligero color puede ser tolerado sin algn efecto serio en la titulacin subsiguiente. Filtre la solucin a travs de un vidrio de lana y lave el zinc residual y el erlenmeyer completamente con Acido sulfrico 2M. Titule los filtrados y lavados combinados con la solucin estndar de permanganato. Determine el hierro, oxalato y agua contenidos en el producto. Derive una frmula emprica. Explique la qumica de las etapas en la determinacin.



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Cul es la posible frmula estructural del oxalato de hierro (II)? SNTESIS DE OXALATO DE HIERRO(III) Disuelva 1.54g de sulfato de amonio ferroso (NH4)2Fe(SO4)2.6 H2O en 5 mL de agua caliente acidulada con cido sulfrico. Agregue 0.75g de cido oxlico en la solucin. Continu calentando cuidadosamente la mezcla hasta ebullicin. Un precipitado amarillo puede aparecer (FeC2O4.2H2O). Enfri el recipiente de reaccin y lave dos o tres veces el precipitado por decantacin. Luego de purificar el precipitado amarillo, aada 3mL de agua y 1.0g de oxalato de potasio monohidratado. Posteriormente agregue gota a gota (suavemente) perxido de hidrgeno con agitacin constante hasta que la solucin se torne marrn. Deje que la temperatura baje a 40C. Alguna efervescencia es sntoma que la solucin se encuentra muy caliente. El precipitado ahora es marrn. Agregue una cantidad justa de cido oxlico (de pizca en pizca con agitacin continua) que permita la redisolucin del precipitado marrn, filtre la solucin en caliente (para eliminar impurezas) y al filtrado adicione 5 mL de metanol. Deje cristalizar en la oscuridad. Cuando los cristales verdes aparezcan, filtre la solucin y lave los cristales con acetona. Deje secar en la oscuridad. Pese el producto y encuentre el porcentaje de rendimiento CARACTERIZACIN CUALITATIVA La caracterizacin cualitativa se realizar por espectroscopia visible. Disuelva 0.05g del complejo en 10 mL de agua y observe sus bandas de absorcin en el espectrofotmetro visible. Tome un espectro infrarrojo al compuesto verde sintetizado, comprelo con el obtenido para el cido oxlico y el del oxalato de hierro(II) (los cuales tambin deber tomar). CARACTERIZACIN CUANTITATIVA Adicional de la caracterizacin cualitativa se efectuar un anlisis cuantitativo que ayude a visualizar la estructura del complejo. 1. Determinacin de oxalatos Tome 0.1200g del complejo verde y disulvalo en cido sulfrico diluido, caliente la solucin hasta 60 C y titule con una solucin de permanganato de potasio 0.01 M. La solucin de permanganato de potasio debe ser estandarizada con 0.1g de oxalato de sodio anhidro, el procedimiento es anlogo al anterior La semireaccin entre el manganeso y los oxalatos viene dada por:

Mn+4 + 5e - Mn+2

2 CO2 + 2 e

- [C2O4]- 2

Luego la relacin estequiomtrica entre el Manganeso(IV) y el oxalato viene dada por: Mn+4 + 2.5 [C2O4]

- 2 Mn+2 + 5CO2 2. Determinacin de hierro (III) La determinacin de hierro se efectuar por colorimetra. Pese 0.0120g del complejo de oxalato de hierro (III) y disulvalo en agua destilada hasta 25 mL, marque esta solucin como A. En un baln aforado de 25 mL coloque 2.5 mL de la



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solucin A, 5 mL de una solucin 0.5 % de fenantrolina y 5 mL de un buffer pH 4.0. Posteriormente enrace, marque esta solucin como B, la cual debe ser foto-reducida por luz normal durante 3 o 4 horas. Prepare 5 estndares de hierro de la siguiente forma: En un baln de 25 mL coloque 2.0 mL de sulfato de hierro 0.0005 M, 5 mL de fenantrolina al 0.5% y 5 mL de la solucin buffer; enrace con agua destilada. Repita el mismo procedimiento con 3.0, 4.0, 5.0, 6.0 mL de sulfato ferroso 0.0005 M No olvide preparar un blanco de 5 mL de fenantrolina, 5 mL solucin buffer y agua destilada. Realice una determinacin por espectroscopia visible de los estndares y del compuesto ya fotoreducido

2. Anlisis de resultados cuantitativos

Con base a la curva de calibracin de los estndares, establezca la concentracin de la solucin B, y a partir de ella encuentre la concentracin de la solucin A. Con la cantidad de hierro en la solucin A encuentre el peso del hierro y su porcentaje en el complejo. Calcule el porcentaje de oxalato con la titulacin de permanganato de potasio y la relacin molar del oxalato y del hierro en el complejo. Encuentre el porcentaje de potasio asumiendo que la relacin K/ C2O4 = 1 El porcentaje total debe ser 100 %. Escriba todas las reacciones y explquelas Explique porque los cristales no deben ser expuestos a la luz.

Figura 1. Espectro Infrarrojo de tetraoxalato de potasio



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1.14. SNTESIS DE TRIS(OXALATO)ALUMINATO(III) TRIHIDRATADO DE POTASIO

INTRODUCCIN En virtud de que el aluminio es un metal con gran potencial de reduccin estndar negativo, es de esperar que sea muy reactivo. Al igual que otros metales pulverizados, el polvo de aluminio arde con flama para dar una nube de polvo de xido de aluminio:

4Al(s) + 3O2(g) 2Al2O3(s) El aluminio, como el berilio, es un metal anftero que reacciona tanto con cidos como con bases 2Al(s) + 6H+(ac) 2Al

3+(ac) + 3H2(g)

2Al(s) + 2OH-(ac) + 6H2O(l) 2[Al(OH)4]-(ac) +3 H2(g)

Una de las caractersticas del aluminio es la formacin de complejos por su facilidad de utilizar orbitales d vacos que lo hacen un cido de lewis.

PROCEDIMIENTO Aada 0.10g de polvo de aluminio a un beaker de 50ml que contiene 10ml de agua. Con adecuada ventilacin aada 2ml de solucin acuosa KOH al 20% (p/v) gota agota a la mezcla. Cuando cese la reaccin vigorosa caliente el contenido del beaker a ebullicin en una plancha (evite mechero por lo inflamable del H2(gas) para efectuar la oxidacin completa del aluminio. Aada 0.8g de cido oxlico hidratado en porciones, con agitacin a la solucin caliente. Inicialmente, la adicin del cido causa formacin de hidrxido de aluminio como un precipitado gelatinoso. Contine la adicin hasta que la solucin sea clara; casi siempre se necesita todo el cido. Mientras la solucin est caliente fltrela en un buchner y transfiera a un beaker de 15ml.Permita el enfriamiento a temperatura ambiente. Aada etanol al 99% gota a gota hasta ligera turbidez (aproximadamente 1 ml). Coloque la solucin en hielo por 20 minutos. Filtre por succin los cristales blancos y lvelos con 1ml de solucin de etanol al 50% seguido de 10ml de etanol al 95%. Deje secar por succin de aire pese el producto. Realice pruebas de solubilidad en agua solventes polares y no polares. La pureza puede determinarse por titulacin con permanganato. Tome el espectro IR. MATERIALES

Material Cantidad

Beaker de 50 mL 2

Plancha 1

Equipo filtracin 1

Gotero 1



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REACTIVOS

Aluminio en polvo Solucin estandar de KMNO4

KOH al 20 % Acetona

cido Oxlico Etanol al 99 %

PREGUNTAS 1. Escriba las ecuaciones qumicas que ocurren 2. Cul es el rendimiento de la reaccin? 3. Calcule el porcentaje de pureza del compuesto 4. Consulte el pH al cual existe el anftero 5. Que tipo de enlace forma el aluminio y el oxalato y que tipo de ligando es el oxalato? 6. Dibuje la estructura del complejo.



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1.15 DETERNIMACIN DE LAS CONSTANTES DE FORMACIN DE LOS COMPLEJOS

DE PLATA(I) -PIRIDINA INTRODUCCIN La plata forma muchos complejos en solucin acuosa y el nmero de coordinacin generalmente es dos, por lo tanto, es posible estudiar la sustitucin de molculas de agua en soluciones acuosas iones de plata (I), por uno o dos ligandos diferentes, esto puede determinarse midiendo la velocidad de sustitucin o midiendo las constantes de equilibrio para la reaccin general:

H2O Ag OH2L L

H2O Ag L+

+ H2O L Ag L +H2O + +

En esta prctica se determinar las constantes de formacin B1 y B2 para la reaccin de los iones de plata (I) acuosos con piridina (py). La reaccin puede representarse como una serie de pasos de la siguiente forma:

Py Ag +

Ag+ + PyPy

+Py Ag Py

En donde la constante de formacin B2 es la constante de formacin total. Las constantes de formacin termodinmica son definidas en trminos de actividades as:

Ag +

Py Ag2Py

Py

+

Ag+ Ag+

B1 B2Py

2

Si las soluciones son mantenidas a una resistencia inica constante, los coeficientes de actividad son aproximadamente igual a uno y las concentraciones pueden ser usadas igual a uno, las concentraciones pueden ser usadas como actividades. Las constantes de formacin as calculadas no son termodinmicamente exactas, pero pueden ser comparadas con otras obtenidas bajo condiciones similares. En este experimento las medidas son hechas en una solucin 0,1 M de nitrato de potasio.



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MATERIALES

Material Cantidad Material Cantidad

Beaker de 100 mL 2 Esptula 1

Beaker de 200 mL 2 Baln de 100 mL 2

Magneto pequeo 1 Vidrio reloj 1

Bureta 100 mL 1 Multimetro digital 1

Pinza para bureta 1 Electrodo de calomel 1

Soporte universal 1 Electrodo de plata 1

Plancha agitadora 1 Caimanes (cables) 2

Baln de 200 mL 2 Caiman Banana (cable) 2 PARTE EXPERIMENTAL: Preparar 200 mL de una solucin 0.1 M de nitrato de potasio en agua, la cual ser utilizada para preparar las siguientes soluciones. 100 mL de una solucin de 2 x 10-3 M de nitrato de plata (AgNO3) y 50 mL de una solucin de 0,3 M de piridina, El equipo es un conjunto de materiales tpicos para una titulacin potenciomtrica en donde se medirn las concentraciones de iones plata libres a cada paso de la titulacin de 100 mL de AgNO3 2x10

-3 M con alcuotas de una solucin de piridina. Las alcuotas de piridina deben ser pequeas y pueden aumentar para poder objetar los cambios de e.m.f. Se debe utilizar un electrodo de Colomel como electrodo de referencia. Densidad de la piridina 0.982 g/mol E= Eo 0,0592/n log[FAG] Mida el potencial de la solucin de plata y determine el valor de Eo. TEORIA Y CALCULOS: TAG = Concentracin total de plata. FAG = de iones plata en la solucin. Tpy = de piridina. 1. Realice las grficas de cambio de potencial sobre cambio de volumen vs volumen

(E/d vs V), los cuales corresponden a los dos puntos de titulacin correspondientes al primer y segundo equilibrio, con los cuales se puede determinar los valores de B1 y B2, con las ecuaciones que se dan a continuacin. Compararlas con las de la ecuacin E = -0.0592 logBn n logCpy, donde n es 1 o 2.

Realice la grfica de potencial vs volumen (E vs V). 2. Muestre que si las concentracin de AgPy [AgPy]+ puede ser despreciable, entonces

B2, es igual a.



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B2TAG FAG

FAG TPY (TAG FAG) 22

Y especifique las condiciones bajo las cuales la concentracin AgPy+ ([AgPy]) puede ser

despreciable. 3. Derive la expresin: (FAG B2) Fpy

2 + Ppy + (TAG - FAG - Tpy) = 0 Y utilcelo para calcular Fpy, [AgPy+] no puede ahora ser despreciable. 4. Demuestre que:

B1FPY TPy (TAG FAG)

FAG x FPY+ 2

Y selo para calcular B1. 4. Calcule B2 para el punto final de titulacin y use estos valores para calcular B1, para el sexto punto de la titulacin. Muestre estos clculos en su reporte del experimento. 5. Calcule el grado de formacin, , otra vez para el mismo punto como en 2. El grado de formacin es definido como el nmero promedio de ligandos por ion metlico.

= Concentracin total del ligando complejadoConcentracin total del in metlico

6. realice una grfica de B2 vs Volumen y determine cual es el mejor valor el mejor valor de B2 para sus datos. Obtenga el mejor valor de B1, haga un comentario sobre la variacin de B1. Porqu B1 es

solo calculado de los puntos cercanos en la titulacin. Comente sobre los valores de . 7. Discuta sobre las fuentes de error las cuales surgen del procedimiento experimental y los

clculos. Haga una sugerencia para limitar errores. 8. Compare los valores de B2 determinados de las ecuaciones y de las grficas, son

diferentes ? Porqu ?

9. Haga un comentario sobre los siguientes valores de B1 y B2 obtenidos bajo condiciones similares.



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SISTEMA Log B1 Log B2 Log B3 Lob B4 Ag+ -piridina 2.04 4.22 Cd+2 -piridina 1.40 1.45 2.27 2.50 Ag+ -NH3 3.39 7.31 Ag+ -CH3NH2 7.0 Ag+ - (CH2)2 NH2 5.5 Ag+ -Etilendiamina 7.7 BIBLIOGRAFIA:

Cotton y Wilkinson, Qumica Inorgnica Avanzada. Rossotti y Rossotti, Determinacin de las constantes de estabilidad. Skoog .Qumica Analtica, 4 edicin, Madrid, Mc Grraw Hill, 1989 Skoog .Qumica Instrumental, Madrid, Mc Grraw Hill, 1989



40

1.16 DETERMINACIN DE LA COMPOSICIN DE IONES COMPLEJOS EN SOLUCIN POR UN MTODO ESPECTROFOTOMTRICO La formacin de un complejo en solucin est acompaado con frecuencia por la aparicin de un color. La medida de la densidad ptica de una solucin tal permitir una medida de la cantidad de in complejo en solucin. Para una reaccin del tipo, (1) la cantidad de in complejo en solucin puede ser determinada colorimtricamente por varias proporciones de [Mn+] hasta [L]; la concentracin total del in metal y el ligando se conserva constante. Las medidas de densidad ptica en la longitud de onda apropiada mostrarn un mximo cuando la proporcin de ligando a metal es igual que en el complejo. El mtodo es conocido como Mtodo de Job, despus del creador, y a menudo se refiere como Mtodo de Variacin Continua. Las medidas pueden ser hechas en cualquier longitud de onda donde el complejo muestre una absorcin apreciable. Se prefiere la posicin de mxima absorcin. Si las medidas son hechas a una sola longitud de onda el sistema debe ser tal que slo un complejo sea formado. Esto puede ser verificado haciendo medidas en un nmero de longitudes de onda dentro del espectro de absorcin de el(los) complejo(complejos). Si las medidas en todas las longitudes de onda dan el mismo resultado puede concluirse que un solo compuesto se ha formado. Note que coincidir la formacin de un complejo coloreado puede ser pasada por alto por este mtodo. Teora La discusin ser limitada al caso donde slo una especie compleja es formada. Considere la reaccin (1). Tendremos c1, c2, y c3 = concentracin de M

n+, L, y [MLy]n+, respectivamente. Las mezclas de

L y Mn+ son preparadas mezclando una solucin de a moles/L en la relacin x:(1 x) por volumen. As conservando la concentracin total constante. c1 = a(1 x) c3 (2) c2 = ax yc3 (3) c1c2

y = Kc3 (4) donde K = constante de equilibrio de la reaccin (1). La condicin para un mximo en la grfica de c3 contra x es que dc3/dx = 0 derivando las ecuaciones, (2), (3) y (4), dc1 = -a _ dc3 (5) dx dx dc2 = a _ y dc3 (6) dx dx c2

y dc1 + yc1c2(y 1) dc2 = Kdc3 (7)

dx dx dx Cuando Dc3/dx = 0 c2

y dc1 + yc1c2(y 1) dc2 = 0 (8)

dx dx Dividiendo la ecuacin (8) por c2

(y 1) resulta c2 dc1 + y

c1 dc2 = 0. dx dx Sustituyendo por dc1/dx y dc2/dx de las ecuaciones (5) y (6), y teniendo en cuenta la condicin dc3/dx = 0, entonces -c2a / yc1a = 0



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por lo tanto c2 = yc1. Sustituyendo yc1por c2 en la ecuacin (3) se tiene: yc1= ax yc3 (9) Multiplicando la ecuacin (2) por y resulta; yc1= a y (1 x) c3 y (10) restando (10) de (9) da: 0 = ay (1 x) ax de tal forma que, y = ax = x (11) a(1-x) 1-x Por lo tanto para determinar el valor de x para el cual c3 es un mximo, y puede ser calculada.



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2.1 SNTESIS Y CARACTERIZACIN DE COMPLEJOS DE COBRE(I) CON TRIFENILFOSFINA

INTRODUCCIN La preparacin de compuestos ha sido siempre uno de los aspectos ms importantes de la qumica. La investigacin en la industria qumica esta orientada hacia la sntesis de materiales nuevos y tiles. Los qumicos estn muy interesados en preparar compuestos nuevos porque constituye una excelente forma de aumentar los conocimientos de la qumica. Para la preparacin de los complejos metlicos se pueden emplear varios mtodos , el mtodo ms empleado es el de las reacciones de sustitucin en disolucin acuosa . Este mtodo consiste en la reaccin de una sal del metal en disolucin acuosa y un agente coordinante. El complejo [Cu(NH3)4]SO4, por ejemplo se prepara fcilmente entre una disolucin acuosa de CuSO4 y un exceso de NH3 , el cambio de color de azul claro a un azul oscuro indica que a temperatura ambiente el agua de coordinacin se reemplaza instantneamente por amonaco. La sal de color azul oscuro cristaliza en la mezcla de reaccin al adiciona etanol.

[Cu(H2O)5]SO4 + 4 NH3 [Cu(NH3)4]SO4 + H2O azul claro azul oscuro La espectroscopia infrarrojo es un tcnica muy importante la cual ayuda a determinar que tipos de enlace se presentan en una determinada molcula, por ejemplo para el grupo -SCN presenta una banda fuerte alrededor de 2100 cm-1 la cual es asignada a la frecuencia de vibracin del enlace CN terminal y los enlaces M - S generalmente se encuentran aproximadamente a 720 cm-1. La finalidad de la prctica es la de sintetizar complejos de cobre y utilizando espectroscopia infrarrojo caracterizar los complejos. Observar las reacciones de sustitucin acuosas y por espectroscopia IR comprobar que realmente hubo reaccin. Determinar la presencia del cobre en las sales sintetizadas. PARTE EXPERIMENTAL REACTIVOS

Cloruro de Cobre II Fenantrolina

Trifenilfosfina Amonaco

cido perclrico Sulfuro de Hidrgeno

Acetona cido clorhidrico

Etanol Nitrito de Sodio

Tiocianato de Sodio



43

MATERIALES

Material Cantidad

Beaker de 100 mL

Equipo de reflujo

Esptula

Vidrio Reloj

Embudo Gooch

Varilla de Agitacin

Estufa

Pipeta

Probeta

Tubos de ensayo

Equipo de filtracin 1. Sntesis y caracterizacin del complejo [ Cu( PPh3 )Cl ]4 Disuelva 0,57gramos de cloruro de cobre(II) [CuCl22H20], en 18 mL de etanol (o acetona), obtenindose una solucin verde. En otro recipiente adicione 1,31gramos de trifenilfosfina a 10 mL de etanol ( o acetona ) . Mezcle las soluciones y djelas en reflujo por 20 minutos, hasta la desaparicin del color verde, indicando que el cobre(II) a sido reducido a cobre(I) por la trifenilfosfina. Al mismo tiempo un slido de color blancuzco se precipita en la solucin, el cual es filtrado en un embudo gooch y lavado con etanol, obtenindose unos slidos finos de color beige plido, los cuales se dejan secar en un horno a una temperatura de 80*C. Determine el rendimiento de la reaccin y el punto la fusin del compuesto. 2. Sntesis y caracterizacin del complejo Cu(PPh3)(SCN) Pese 0,45 gramos del complejo [Cu( PPh3)Cl]4 y disulvalos en 2 mL de agua y caliente suavemente , luego adicione 2 mL de HCl al 2 % y caliente suavemente . Adicione tiocianato de sodio hasta que no se produzca efervescencia, luego adicione 2 mL de HCl concentrado y colquelo en un bao de agua hielo hasta observar un precipitado, filtre los slidos, squelos determine el rendimiento de la reaccin, tome el espectro infrarrojo y determine cual de los ismeros esta presente (tiocianato o isotiocianato), explique. D el nombre correcto de su compuesto. 3. Sntesis y caracterizacin del complejo Cu(PPh3)(NO2) Pese 0,45gramos de [Cu(PPh3)Cl]4 y siga el procedimiento de la sntesis anterior, adicionando nitrito de sodio. Registre el espectro infrarrojo y determine cual de los ismeros esta presente, el nitro o nitrito

DETERMINACIN DE LA PRESENCIA DE COBRE Para cada complejo realice el siguiente procedimiento:



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Caliente 0,1gramo de su compuesto en un 1mL de cido perclrico concentrado y un mL de cido ntrico concentrado, en un beaker de 50 mL hasta que todo el slido se haya disuelto. Debe entonces aparecer una solucin azul verdosa tpica de los complejos de cobre(II), adicione 5 mL de agua y filtre . Divida el filtrado en dos partes y trtelos de la siguiente manera. a. Para una de las partes adicione 3 mL de hidrxido de amonio concentrado, para obtener el color azul del complejo [Cu(NH3)4]

2- b. A la otra solucin, adicione sulfuro de hidrgeno para obtener un precipitado de color caf-negruzco tpico de los complejos de sulfuro de cobre(II). Trabajo complementario a. Registre los espectros de infrarrojo (en pastilla de Kbr) y asigne las frecuencias vibracionales de cada uno de los complejos. b. Proponga la estructura de sus complejos

Figura 1. Espectro infrarrojo de la PPh3 libre



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Figura 1. Espectro infrarrojo del complejo [CuCl(PPh3)]4

Figura 2. Espectro infrarrojo de la sntesis de [CuCl(PPh3)]4 con tiocianato.



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2.2 PREPARACIN DE UN CALTRATO DE DICIANOAMINONQUEL (II)

Reactivos requeridos:

Solucin de amonio (S.G. 0.88) Sulfato de nquel o sulfato amnico de nquel (II)

Cianuro de potasio Benceno

cido actico p-Xileno Advertencia, cuando est usando KCN. Lave sus manos y los instrumentos completamente despus de completada la reaccin. Limpie cualquier salpicadura inmediatamente. A una solucin de 2 g de Sulfato de nquel (II) o 2,8 g de Sulfato amnico de nquel (II) en 8 mL de agua, adicione 8 mL de solucin de amoniaco. Luego adicione 4 mL de una solucin al 25% de KCN, enfre en hielo y deje reposar por unos pocos minutos. Filtre los cristales de Sulfato de potasio el cual precipita y divide la solucin en dos partes, parte A y B. Solucin A

A la solucin A adicione lentamente 10 mL de cido actico al 60% v/v (6 mL de cido diluido con 4 mL de agua), agitando el lquido completamente hasta que una exigua turbidez se produzca. Adicione 2 mL de una mezcla preparada conteniendo volmenes iguales de benceno y p-xileno, y agite vigorosamente la mezcla. Guarde un poco de la mezcla de benceno-p-xileno para los anlisis comparativos. Deje reposar por unos minutos y filtre con vaco. Lave completamente con agua, alcohol, y ter, y seque el filtrado. Pese el producto y registre el rendimiento.

Solucin B

Tome la solucin B y repita el procedimiento descrito para la solucin A pero esta vez no adicione la mezcla benceno-p-xileno. Encorche el tubo y agite vigorosamente por unos pocos segundos. Deje reposar y si el precipitado se demora en formarse adicione otra gota de cido actico. Repita la agitacin y deje reposar la solucin antes de iniciar la precipitacin. Filtre, lave, y seque como es descrito arriba. Pese el producto y calcule el rendimiento.



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Trabajo complementario: 1. Disuelva cada muestra en amoniaco en solucin. Discuta. 2. Encienda una pequea cantidad de cada muestra. Discuta. 3. Dibuje la estructura del compuesto complejo, indicando como es incluida la molcula

aromtica. Cul sera la estequiomtria del compuesto caltrato si todos los sitios disponibles fueran ocupados?

4. Tome el espectro IR a cada producto, como un Nujol mull. Note que la intensidad del espectro del producto A disminuye con el tiempo en haz de IR.

5. Disuelva 0,5 g de producto A en 10 mL amoniaco acuoso concentrado a 40 C. Enfre, extraiga la solucin con 2 mL de ter, y separe. Inyecte 0,5 l del extracto etreo en una columna de cromatografa lquido-gas. Compare las bandas obtenidas con las bandas producidas inyectando separadamente ter, benceno, y p-xileno en la columna. Compare tambin el cromatograma del extracto etreo con el cromatograma de la mezcla preparada de p-xileno-benceno. Identifique la molcula aromtica que ha formado el compuesto caltrato. Una separacin satisfactoria de los componentes orgnicos fueron logrados usando una columna de 5 pies llena con Apiezon sobre Celita y una corriente de Nitrgeno a la velocidad de 50 mL/min.

6. Determine por mtodo gravimtrico el porcentaje de nquel en las dos muestras del producto. Comente.

7. Registre los espectros infrarrojo de los compuestos y analcelos.

Figura 2. Espectro infrarrojo de dicianoaminonquel(II) caltrato, solucin B.



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Figura 3. Espectro infrarrojo de dicianoaminonquel(II) caltrato, solucin A.

Bibliografa

Rayner, J. H. y Powell, H. M., J. Chem. Soc., (1952), 319. Drago, R. S., Kwon, J. T. y Archer, R. D., J. Amer. Chem. Soc., (1958), 80, 2667.



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2.3 PREPARACIN DE TRICIANONIQUELATO(I) DE POTASIO Y DE TETRACIANONIQUELATO(II) DE POTASIO

INTRODUCCIN PARTE EXPERIMENTAL REACTIVOS

Potasio metlico amoniaco Sulfato de nquel (II) hidratado dimetilglioxima

Cianuro de potasio, KI gua destilada MATERIALES

MATERIALES CANT. MATERIALES CANT. Esptula 1 Beaker de 100mL 4

Pipeta graduada de 10mL 1 Frasco lavador 1 Vidrio de reloj 1 Varilla de agitacin 1

Estufa 1 PREPARACIN DE TETRACIANONIQUELATO(II) DE POTASIO Prepare soluciones conteniendo 6g de sulfato niqueloso hexahidratado en 20mL de agua, y 3g de KCN en 7mL de H2O. Adicione lentamente, con agitacin, la solucin de KCN a la solucin de sulfato de nquel a temperatura ambiente. Filtre el precipitado de cianuro niqueloso y lave con agua. Disuelva el precipitado como pasta en una solucin de 3g cianuro de potasio en 5 mL de agua. Evaporar la solucin roja hasta casi la mitad de su volumen, enfre y filtre los cristales amarillo-naranja. Seque en una corriente de aire sobre el filtro. PREPARACIN DE TRICIANONIQUELATO(I) DE POTASIO Prepare una solucin saturada de tetracianoniquelato(II) en 5 mL de amonaco. Adicione una pequea pieza de potasio metlico limpio, y deje puesto el tubo en un bao de hielo. Evite la adicin de lcali metlico en exceso. Un precipitado rojo aparece Lave por decantacin con varias porciones de 5 mL de amoniaco. Las trazas remanentes de amoniaco despus del ltimo lavado pueden ser removidas por evaporacin. Trabajo Complementario: Adicione un poco del slido seco a

1. 2 mL de agua. 2. 2 mL de AgNO3

Comente sus observaciones El tetracianoniquelato(0) de potasio puede ser tambin preparado por reduccin metlica alcalina en amonaco, pero a causa de su inestabilidad en el aire esta no puede ser preparada en tubos abiertos.



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Tenga precaucin cuando use el KCN. Lave sus manos y aparatos completamente despus de completada la reaccin. Limpie cualquier salpicadura inmediatamente. Efecte la reaccin en una campana de extraccin. Trabajo Complementario

Figura 1. Espectro infrarrojo de tetracianonquelato(II) de potasio.

Bibliografa

Fernellius, W. C. y Burbge, J. J.,Inorg. Synth., 2, 227. Eastes, J. W. y Burgess, W. M., J. Amer. Chem. Soc., (1942), 64, 1187.



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2.17 SALES DOBLES: PREPARACIN Y CARACTERIZACIN DE

SULFATOAMONIONIQUEL(II) Y SULFATOAMONIOCOBRE(II)

PREPARACIN DE SULFATO DE AMONIOCPRICO (II) Materiales: Reactivos

Sulfato de Cobre (II) Pentahidratado Sulfato de Nquel (II) hexahidratado

Sulfato de Amonio Disolver 4g de CuSO45H2O y 2 g de (NH4)2SO4 en 10 mL de agua caliente. Enfre la solucin, y filtre los cristales en la bomba. Seque en una hoja de papel filtro. Evapore la solucin hasta alrededor de 5 mL, enfre, filtre y seque el segundo lavado del filtrado. Registre el peso total del producto pero guarde las dos muestras por separado. Calcule el rendimiento. Trabajo Complementario:

1. Disuelva un poco del producto en agua y adicione yoduro de potasio en solucin. 2. Determine por mtodo yodomtrico el porcentaje de cobre en las dos muestras del

producto. 3. Mida la absorcin espectromtrica en el rango de 350 750 m de una solucin de

la sal doble. Compare esta con el espectro de soluciones equimolares de soluciones de sulfato de cobre (II) pentahidratado y Sulfato de tetramincobre (II). Comente.

PREPARACIN DE SULFATO NIQUELAMNICO (II) Disolver 4,5 g de sulfato de nquel (II) y 2,0 g de Sulfato de amonio en 15 mL de agua caliente. Deje la solucin en fro y filtre los cristales en la bomba. Seque los cristales presionando entre una almohadilla de papeles filtros. El filtrado puede ser concentrado hasta alrededor de la mitad de su volumen original para obtener una segunda produccin de cristales. Filtre, y seque en la misma forma como la primera produccin. Registre el peso total del producto pero guarde las dos muestras por separado. Trabajo Complementario:

8. En cul de los componentes de las sales basara usted su porcentaje de rendimiento?

9. Disuelva un poco del producto en agua. Pruebe para nquel, sulfato e iones de amonio.



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2.3 PREPARACIN Y CARACTERIZACIN DEL COMPLEJO TRIS(OXALATO)CROMO(III) DE POTASIO Y LA INTERPRETACIN DE SU ESPECTRO

ELECTRNICO En esta prctica se ilustra la aplicabilidad de la teora del campo cristalino hacia la interpretacin de espectros electrnicos de complejos de metales de transicin. Se prepararn soluciones de concentracin conocida y se registrarn los espectros electrnicos en la regin visible usando el espectrofotmetro. A partir de los espectros se realizarn las siguientes operaciones. Clculo de los coeficientes de extincin y de la fortaleza del oscilador, de las bandas

correspondientes para los diferentes complejos. Usando los diagramas de Tanabe Sugano se interpretan los espectros electrnicos que se

registran para los diferentes complejos.

PARTE EXPERIMENTAL Preparacin de [Cr(en)3]Cl33H2O Triture finamente 0,5 gramos de CrCl3.6H2O en un beaker de 50mL, aada 0,1gr de carbn activado decolorante y en varias porciones 1mL de etilendiamina. Cubra con vidrio de reloj y caliente la mezcla en un bao Mara ms o menos tres horas. Despus de enfriar aada etanol(2,5mL) y despus de una hora muela en un mortero, filtre el etanol y repita el procedimiento varias veces con pequeas porciones de etanol para remover todo el exceso de etilendiamina (no debe de utilizar ms de media hora haciendo este procedimiento). Despus de sacar agite la mezcla con HCl (2,5mL) 2M a 600C por un minuto, filtre rpidamente con un buchnner y aada el filtr

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