ENSAYOS POR VÍA HÚMEDAI. OBJETIVOS: Saber que procedimiento realizar si la muestra se encuentra al estado sólido y qué hacer cuando la muestra se encuentra en solución. II. Conocer las diversas formas de identificación en los análisis por vía húmeda. Identificar elementos (iones) o componentes en una solución. FUNDAMENTO TEÓRICO: Opera con la sustancia problema disuelta, generalmente, en agua o en ácidos y emplea reactivos igualmente en solución. Constituye la base del análisis químico cualitativo clásico actual. Los principales procesos y tipos de reacción que utiliza, entre los cuales a veces hay muchos puntos de contacto, son los siguientes: Precipitación Formación de compuestos insolubles coloreados o no al mezclar disoluciones de las sustancias por cuya reacción nacen; se lleva a cabo en un tubo de ensayo, en placa de porcelana o sobre papel de filtro según la técnica seguida. Este tipo de reacción lo utilizan un sinfín de ensayos, usados tanto para la separación de iones entre sí, como para su identificación; la variación apropiada de los factores que sobre ella influyen (pH del medio, formación de complejos, procesos redox, adición de disolventes orgánicos, etc.) permite un amplio juego de posibilidades a las que se debe principalmente la actual sistematización del análisis de cationes y de aniones mediante su separación en grupos. y’ el logro de muchos en sayos específicos. 2 Imagen 1. Precipitados. Coloración y decoloración Fundadas en la aparición o desaparición de un color; se llevan a cabo en tubo de ensayo, placa de porcelana o papel de filtro y menos frecuentemente, sobre fibras textiles. En algunos casos se trata de las mis más reacciones de precipitación en las que, debido a la dilución o a otros factores, no se produce más que una coloración sin que llegue a rebasarse el producto de solubilidad del precipitado coloreado. En general, pueden utilizarse los más diversos procesos químicos, de algunos de los cuales son ejemplo los siguientes: Formación de un compuesto coloreado mediante un proceso redox: reconocimiento de Mn+2 oxidándolo a MnO4 de color violeta. Formación de complejos de distintas clases con reactivos orgánicos, como la coloración roja del Fe+2 con o, o fenolftaleína, o inorgánicos. como la también roja de Fe+3 con tiocianato. Formación de lacas con diversos colorantes. Sirvan de ejemplo las que origina el Mg+2 al reaccionar con Magneson I o con amarillo de titano en medio básico. 3 Decoloraciones, así la del permanganato por muchos reductores para el reconocimiento de éstos. Cambios de color, como los que muestran los indicadores ácido-base (fenolftaleína, rojo de metilo, etc.) al variar el pH del medio operatorio. Imagen 2. Cambio de color en sustancias. Desprendimientos gaseosos Un considerable número de ensayos se basan en la posibilidad de producir, mediante la adición de un reactivo, el desprendimiento de un gas cuyo olor o color es característico o cuya reaccionabilidad permite su caracterización por uso de una solución o papel reactivo; así el reconocimiento de NHI, por el desprendimiento de NH; que origina en el tratamiento con hidróxido sódico, amoníaco que se puede caracterizar por su olor, por su reacción alcalina al papel indicador de pH o por la mancha negra que produce en un papel de filtro humedecido con sal mercuriosa; o los numerosos desprendimientos que tienen lugar al tratar por un ácido fuerte las sales de ácidos débiles y volátiles y que permiten el reconocimiento de los gases desprendidos; sulfuro de hidrógeno de olor típico, de los sulfuros; anhídrido carbónico y sulfuroso, de carbonatos y sulfitos; vapores nitrosos, pardos, de los nitritos, etc. 4 III. PARTE EXPERIMENTAL: III.I. MATERIALES.- Tubos de ensayo Piceta III.II. REACTIVOS. Cloruro de sodio (ClNa) Nitrato de plata (AgNO3) Cloruro de bario (Cl2Ba) Cromato de potasio (CrO4K2) Nitrato de plomo (NO3)2Pb Carbonato de sodio (CO3Na2) Ácido clorhídrico (HCl) Cloruro de amonio (ClNH4) Hidróxido de sodio (NaOH) Cloruro de hierro (Cl3Fe) Sulfocianuro de amonio (SCN(NH4)) Sulfato de cobre (CuSO4) Agua destilada 5 III.III. PROCEDIMIENTO.A) FORMACIÓN DE PRECIPITADO a. Para determinar Cl se emplea ClNa en solución Imagen 3. Nitrato de plata y cloruro de sodio. 1. En un tubo de ensayo se agregó ClNa 2. Se adicionó el AgNO3 Imagen 4. Mezcla de las soluciones. 6 b. Para determinar Ba+2 se emplea Cl2Ba en solución 1. En un tubo de ensayo se agregó Cl2Ba 2. Se adicionó CrO4K2 (reactivo) Imagen 5. Mezcla de las soluciones. c. Para determinar Pb se emplea Pb(NO3)2 1. En un tubo de ensayo se agregó (NO3)2Pb 2. Se adicionó CrO4K2 (reactivo) Imagen 6. Nitrato de plomo y cromato de potasio. 7 B) DETERMINACIÓN DE GASES a. Para determinar carbonato (CO3) para ello se emplea solución de CO3Na 1. En un tubo de ensayo se agregó CO3Na2 2. Se adicionó HCl Imagen 7. Reacción ante la mezcla de las soluciones. b. Para determinar el ión amonio (NH4)se emplea solución de ClNH4 1. En un tubo de ensayo se agregó ClNH4 2. Se adicionó NaOH 3. Colocamos sobre el tubo papel indicador en la boca del tubo Imagen 8. Cambio de la coloración del papel indicador. 8 C) CAMBIOS DE COLOR a. Determinamos Fe empleando cloruro férrico líquido 1. En un tubo de ensayo se agregó Cl3Fe 2. Se adicionó SCN (NH4 ) Imagen 9. Cloruro férrico y sulfocianuro de potasio. b. Determinamos Fe empleando cloruro férrico líquido 1. En un tubo de ensayo se agregó SO4Cu 2. Se adicionó agua destilada 3. Se adicionó hidróxido de amonio Imagen 10. Agua destilada y sulfato de cobre. 9 IV. RESULTADOS: ClNa + AgNO3 Cl2Ba + CrO4K2 (NO3)2Pb + CrO4K2 Se formó un precipitado de color blanco lechoso característico del Cl Ag. (Precipitado insoluble). Se formó un precipitado de color amarillo pastel o amarillo lechoso de CrO4Ba Se formó un precipitado de color amarillo intenso CrO4Pb 10 CO3Na2 + HCl ClNH4 + NaOH Cl3Fe + KSCN SO4Cu + agua destilada Se observó el desprendimiento de CO2 (burbugeo) El papel tornasol se puso de color azul este indica la presencia de amoniaco Se formó un color rojo sangre esto indica la presencia de hierro Se formó un color azul intenso esto indica la presencia del cobre formando un complejo. 11 V. DISCUSIONES: El contenido de cloruros de una muestra puede determinarse por adición de un exceso de solución de nitrato de plata a la solución de la muestra desconocida y pesada del cloruro de plata precipitado. El precipitado de cloruro de plata puede clasificarse como un precipitado cuajado. Las partículas son muy pequeñas y han de coagularse en agregados para poder ser filtrados. (Robert B. Fischer & Dennis G. Petters) La práctica que se hizo en el laboratorio también se realizó por adición de nitrato de plata, y la reacción dio un precipitado de coluro de plata, por ello podemos decir que coincide con lo citado. Para la determinación del amoniaco puede emplearse una solución diluida de cloruro de amonio o agua destilada común, que generalmente contiene suficiente amoniaco. (A. Vogel, 1961) VI. El ensayo descrito coincide con la práctica realizada en el laboratorio. CONCLUSIONES: Luego de lo experimentado en esta práctica, se puede afirmar que los ensayos por vía húmeda se llevan a cabo mediante la adición de un reactivo a la muestra a analizar y mediante la obtención de un precipitado, un cambio de color o la formación de un gas. Uno de los métodos para identificar agua destilada es añadiendo a la muestra a analizar una solución de nitrato de plata (AgNO3), de ser agua destilada no ocurrirá ninguna reacción al no tener presencia de cloruros caso contrario al agua de grifo. 12 Con los diversos métodos estudiados tanto por vía seca como húmeda podemos identificar una gran cantidad de especies químicas. VII. RECOMENDACIONES: Otro método en el ensayo por vía húmeda puede ser la formación de un compuesto coloreado mediante un proceso redox: reconocimiento de Mn+ oxidándolo a MnO4de color violeta. Se recomienda no realizar el ensayo de desprendimiento de gas que involucra al sulfuro de sodio con el ácido clorhídrico sin una campana extractora o sin los implementos de seguridad necesarios, pues al reaccionar se libera un gas que tiene olor a huevo podrido, sin embargo ese gas liberado resulta ser cancerígeno. CUESTIONARIO 1. Efectúe las ecuaciones que se producen en la reacción Formación de precipitado: I. NaCl + AgNO3 → NaNO3 + AgCl↓ II. BaCl2 + K2CrO4 → 2KCl + BaCrO4 ↓ III. Pb(NO3)2 + K2CrO4 → PbCrO4 + 2KNO3 ↓ Por desprendimiento de gases: I. Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2↑ + H2O II. NH4Cl + NaOH → NH3 ↑ + H2O + NaCl Cambios de color: I. FeCl3 + 3KSCN → Fe(SCN)3 + 3KCl II. CuSO4 + 2NH4OH → (NH4)2SO4 + Cu(OH)2 13 2. ¿Qué es un precipitado? 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.Posteriormente se utilizará la decantación o la filtración para el aislamiento, y se aplicarán técnicas de purificación [cristalización, cromatografía en columna] hasta obtener el compuesto puro. 3. Mencione 3 diferencias entre reacciones por vía sea y vía húmeda VÍA SECA Muestra en estado sólido, es decir, VÍA HÚMEDA Ensayos con muestra disuelta, como ensayos a la llama, a la perla, densidad, sean ya la marcha analítica, o ensayos coloración, etc. de determinación específicos. Calcinar la muestra a una temperatura Oxidar la materia orgánica mediante la de 400-700ºC utilizando una capsula de porcelana, según los utilización de uno o varios ácidos. elementos minerales que se quieran determinar. Ensayos de coloración de la llama de metales alcalinos. Posee más métodos: precipitación, coloración y decoloración, desprendimiento gaseoso, catálisis, etc. 14 VIII. REFERENCIAS: 1. Buscarons. F, Capitán García. F, Capitán Vallvey L. Análisis inorgánico cualitativo sistemático [Internet]. España: Reverté. 1986. [fecha de acceso 24 de abril de 2015]. Disponible en: https://books.google.es/books?id=5xjctvSHSJIC&printsec=frontcover&hl=es&source=gbs _ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false 2. F. Burriel, F. Lucena, S. Arribas & J. Hernández. Química analítica cualitativa [Internet]. Reimpresa. España: Editorial Paraninfo.2002 [fecha de acceso 25 de abril de 2015]. Disponible en: https://books.google.es/books?id=QChYqMlUlL8C&hl=es&source=gbs_navlinks_s 3. Universidad de Barcelona. Precipitación. [Internet] s.a. [fecha de acceso 25 de abril de 2015] Disponible en: http://www.ub.edu/oblq/oblq%20castellano/precipitacio_fonament.html 4. Ronald J., Aurelio B. Química [Internet]. Reverte. España: Editorial Reverte.1988 [fecha de acceso 18 de abril de 2015]. Disponible en: https://books.google.es/books?id=dlGugYOOwxQC&hl=es&source=gbs_navlinks_s 15