Laboratorio 3.docx

3. ¿Qué precauciones se deben tener en cuenta al manipular el reactivo polisulfuro de amonio y que inconvenientes se presentarían si se usara el reactivo sulfuro de amonio? Justifique su respuesta. El polisulfuro de amonio es un líquido transparente de amarillo a rojo con un olor similar al de huevos podridos o del amoníaco. Se utiliza como reactivo o insecticida. Debemos tener cuidado de no inhalarlo porque puede irritar la nariz, la garganta y el pulmón. Además, debemos tener en cuenta que el polisulfuro de amonio puede liberar sulfuro de hidrógeno. Evitar el contacto de la piel, utilizando quipos de protección individual de materiales que no puedan ser permeados ni degradados por esta sustancia. En el caso del trabajo con amoniaco líquido usar guantes de butilo y Viton. Y toda la ropa de protección (trajes, guantes, calzado) debe estar limpia y disponible. Por último, al trabajar con líquido debemos usar una protección de gafas antiimpacto y antisalpicadura con ventilación indirecta.

Polisulfuro de amonio

6. En la identificación del catión As3+: ¿Por qué fue necesaria la adición de la disolución concentrada del HCl 12M y no 6M para su reconocimiento? Haga uso de reacciones químicas para justificar su respuesta. Para la identificación del As3+, tenemos la solución que contiene las tiosales, será diluida ligeramente y luego acidificada con gotas de 𝐻𝐶𝑙 6𝑁 para después calentar ligeramente, filtrar y desechar la solución, El precipitado obtenido puede contener: AsS5, Sb2S5, Sb2S3, SnS2 y S0. Posteriormente se traspasará el precipitado con ayuda de unos ml. de 𝑯𝑪𝒍 𝟏𝟐𝑵 a un vaso, calentar ligeramente, filtrar. El precipitado contiene 𝑨𝒔𝟐 𝑺𝟓 , el cual solo precipita en caso de una elevada acidez en la solución. Y al esperar un tiempo, el presente en la solución (después de calentado la solución ligeramente) +5

+3

y con un pH=0.5, el As se reduce a As y se forma un precipitado de 𝑨𝒔𝟐 𝑺𝟑 . Esto se debe a las tiosales que se descomponen y los sulfuros correspondientes junto con el azufre formado a partir del sulfuro de sodio.

2(NH4) AsS4 + 6HCl(6N) = 3H2S +As2S5↓ + 6NH4Cl As2S5 +Na2S =As2S3↓ +… 9. Si Ud. añade NaNO3 0.02N, ¿Cómo variaría la solubilidad del sulfato de plomo: PbSO4 obtenido? Al sulfato de plomo agregamos una sal (NaNO3) que no posee iones comunes. Sucede que cuando PbSO4ac es atacado por los iones Na+ac y NO-3ac, estos fijan los iones Pb+2ac y SO42-ac, formando de esta manera los electrolitos fuertes Pb (NO3)2ac y Na2SO4ac, aumentando

drásticamente la solubilidad y dicho de otra manera los factores de actividad de los iones Pb+2ac y SO42-ac disminuyen. Reacciones: PbSO4(s) → PbSO4(ac) PbSO4(ac) ↔ Pb+2ac y SO42-ac NaNO3ac + PbSO4(ac) ↔ Na2SO4ac + Pb (NO3)2ac Inicio:

↑

Reacción

↓

↓

Equilibrio

↑

↑

↑

↑

Según el principio de Le-Chatelier, al aumentar o agregar NaNO3ac al soluto PbSO4(ac); entonces el equilibrio se desplaza hacia la derecha, aumentando de ese modo su solubilidad. 10. La constante de disociación del compuesto complejo: Cd (CN)4= es 1.4*10-17, determine el valor de su respectiva constante de estabilidad. [Cd (CN)4=]↔ Cd+2 + 4CN -1ac

Kd =

Inicio:

C

-

-

Reacción

𝛼𝐶

𝛼𝐶

4𝛼𝐶

Equilibrio

C(1-𝛼)

𝛼𝐶

4𝛼𝐶

[𝐶𝑑+2 ][𝐶𝑁𝑎𝑐]4 [𝐶𝑑(𝐶𝑁)= 4]

Kd = (𝛼𝐶)(4𝛼𝐶)4 /C (1-𝛼) = 𝛼 5*44C4/1-𝛼 …(1)

Cd+2 + 4(CN)-1ac ↔ [Cd (CN)4=] Inicio:

C

4C

−

Reacción

𝛽𝐶

4𝛽𝐶

𝛽𝐶

Equilibrio

C(1-𝛽)

4𝐶(1 − 𝛽)

𝛽𝐶

Kf= [Cd (CN)4=]/[ Cd+2][CN-]4

Kf=𝛽/(1-𝛽)5*44*C4 …(2) Sabemos: Kd*Kf=1 …(3) ↔ Vd=Vi Entonces: 𝛽𝐶 = 𝐶(1 − 𝛼) 𝛽 = 1− 𝛼 De (1) y (2) en (3): [𝛼5*44C4/1-𝛼 ][ 𝛽/(1-𝛽)5*44*C4]=1 Deducimos: Kf=1/Kd Kf=7.14x1016

OBJETIVOS  Identificar correctamente los cationes del Grupo II, a través de su comportamiento frente a los reactivos. Obteniendo los precipitados, por separado, de los cationes del subgrupo IIA (Hg2+, Pb2+, Bi3+, Cd2+ y Cu2+) y del subgrupo IIB (As3+, As5+, Sb3+, Sb5+ y Sn2+, Sn4+).  Esta práctica tiene como objetivo la adquisición de conocimientos referente a equilibrio químico de soluciones iónicas, determinación de la presencia y la separación de sus respectivos iones.  Lograr identificar las diferentes características (color, textura, etc.) en sus respectivos precipitados.  Uso correcto de los instrumentos de laboratorio.  Interpretación de los resultados obtenidos.  Familiarizarnos con la base práctica del análisis químico aplicado a la industria.

OBSERVACIONES  

Notamos que para obtener una correcta precipitación de los cationes del grupo II debemos trabajar en medio ácido. Todos los sulfuros de subgrupo del Arsénico se disuelven en sulfuro de amonio, con excepción del SnS, que para disolverse necesita del polisulfuro de amonio.

 



 

El arsénico es insoluble en los ácidos clorhídrico y sulfúrico diluídos; mientras que se disuelve facilmente en ácido nítrico diluído, ácido nítrico concentrado o agua regia. Notamos que los sulfuros de antimonio se disuelven por calentamiento en HCl concentrado; mientras que los sulfuros de arsénico precipitan (Ejm: As 2S5). Los cationes de este grupo tienen la particularidad de que forman sulfuros insolubles en ácidos diluidos. El polisulfuro de amonio separa a los cationes que pertenecen al Subgrupo IIA y aquellos cationes del Subgrupo II B en un precipitado (subgrupo II A) y una solución (subgrupo II B). Si no hay cationes del Grupo IIA en la muestra, el tratamento com polisulfuro de amonio es naturalmente innecesario. El sulfuro de mercurio es uno de los precipitados menos solubles conocidos, es insoluble en agua, ácido nítrico caliente, hidróxidos alcalinos o sulfuro de amonio. Es por esta razón que cuando se trabaja con el precipitado (II A) y se agrega el HNO3 y se hierve el sulfuro de mercurio permanece como un precipitado de color negro.

RECOMENDACIONES  La precipitación completa nos permite una buena separación de los cationes por ello debe realizarse con cuidado, ya que un exceso o defecto de reactivo precipitante dificultaría la realización de la práctica.  Siguiendo con lo anterior es indispensable lavar todos los precipitados para eliminar la pequeña cantidad de solución que queda en los mismo; de otro modo estará contaminado con los iones presentes en el filtrado.  Colocar correctamente el papel filtro para que de esa forma este logre capturar todo el precipitado que se ocasiono en la primera reacción.  Limpiar muy bien los tubos de ensayo antes de realizar las reacciones para que de esa forma las impurezas que contienen en su interior los tubos no afecten o altere las reacciones que se producirán en el laboratorio.

 Es indispensable lavar todos los precipitados para eliminar la pequeña cantidad de solución que queda en los mismo; de otro modo estará contaminado con los iones presentes en el filtrado.  Tomar nota de la textura y el color de las reacciones que se realizaron en la práctica de laboratorio y de ser necesario tomar fotos a cada una de estas reacciones para una mejor observación al finalizar con el laboratorio.  Tener cuidado con la manipulación de los reactivos ya que algunos de estos pueden ser muy concentrados y causar lesiones a los estudiantes.  Realizar los experimentos en los lugares indicados (campana de extracción) para no contaminar el laboratorio y a los estudiantes.  El uso de bata es obligatorio, deberá estar siempre cerrada y no ser utilizada fuera del laboratorio.  Hay que familiarizarse con los elementos de seguridad disponibles y localizar las salidas principales de emergencia.  Los productos químicos derramados tienen que ser recogidos y eliminados inmediatamente, siguiendo los protocolos establecidos.

CONCLUSIONES  

  



Todos los sulfuros de subgrupo del Arsénico se disuelven en sulfuro de amonio, con excepción del SnS, que para disolverse necesita del polisulfuro de amonio. El Polisulfuro de Amonio, separa a los cationes que pertenecen al subgrupo IIA y aquellos cationes del subgrupo II B en un precipitado (subgrupo II A) y una solución (subgrupo II B). El Cu, Cd, Pb, Bi y el Hg reaccionan con el Na2S formando sulfuros precipitados en su mayoría oscuros. Se debe tener en cuenta que los cationes del grupo II en forma de sulfuros en un medio común un grupo puede ser soluble y el otro insoluble. El KCN es un reactivo que permite la identificación del cobre y el cadmio, siendo observados como complejos, que son más estables también el KCN cambia de viraje a la solución. Al calentar las soluciones, se permitirá que el azufre se elimine como gas, luego de añadirle al precipitado inicial el polisulfuro.

  



El éxito de la operación que se realiza depende en gran medida del grado de saturación de la disolución en que se precipitan los sulfuros. En comparación con los cationes del grupo I este grupo requiere de una precipitación selectiva para su reconocimiento particular. El calor necesario en las distintas operaciones de laboratorio debe darse hasta una observación particular de formación o variante de sustancia, no siendo necesario el tiempo, sino que se realice las reacciones. Concluimos que debido al tiempo corto que tenemos en el laboratorio, debemos venir preparados; ya que este tipo de laboratorios es necesario ser práctico y eficaz durante el laboratorio.