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REACCIONES DE PRECIPITACIÓN
PRECIPITATION REACTIONS Miranda Silvera Mileinys, Montoya Ortega Lina
Pugliese Barbosa Katherine, Saavedra Castañeda Cristian
Universidad Del Atlántico 14-Noviembre del 2013
RESUMEN Describir la formación de precipitados (productos insolubles o poco solubles), como consecuencia de una reacción química entre iones libres, al mezclar dos disoluciones acuosas diferentes, cada una de las cuales aportará un ion a dicho precipitado, por lo general sales. Palabras Clave: Kps, precipitado, ion.
INTRODUCCIÓN:
La aparición de una fase sólida en el seno
de un líquido, bien por adición de un
reactivo que forme un producto insoluble
con alguno de los iones de la disolución, o
bien por concentración del mismo líquido
hasta sobrepasar la saturación, recibe el
nombre de precipitación. Al producto
sólido originado se le denomina
precipitado.
Las reacciones de precipitación por
interacción química de especies para
formar un producto poco soluble tienen
gran importancia en análisis químico,
utilizándose tanto para la identificación y
separación de iones en disolución
(finalidad cualitativa) como para la
determinación de iones por valoraciones
de precipitación o análisis gravimétrico
(finalidad cuantitativa).
En la precipitación intervienen los
equilibrios químicos heterogéneos que
tienen lugar entre una fase sólida y una
líquida. Para estudiar dichos equilibrios se
definen entre otros los conceptos de
solubilidad y producto de solubilidad.
Si consideramos un ión A- que puede
precipitar con el ión B+ para dar AB
precipitado. Si se añade progresivamente
el ión B+ a la disolución que contiene A-
comienza la precipitación cuando se
alcance el producto de solubilidad de ese
compuesto. No se puede hablar de un final
de precipitación porque la adición
continuada de B+ aumenta de forma
indefinida la cantidad del sólido AB. Podría
decirse que la precipitación no tiene final.
Sin embargo, puede considerarse como
final de la precipitación cuando la
concentración inicial de A- se ha reducido
considerablemente.[1]
Estas reacciones son muy prácticas y
permiten en muchos casos sintetizar un
determinado compuesto. Son típicas de los
compuestos iónicos. Los compuestos
iónicos, que comúnmente se les llama sales
debido a la participación de un metal, son
aquellos en los que no pueden identificarse
moléculas independientes, y cuya
estructura es la de una basta red de iones
"amarrados" por enlaces iónicos (en el
artículo Enlaces se dan detalles de lo que
decimos). Para una buena parte de las
sales, la disolución en agua rompe los
enlaces iónicos que conforman la red (lo
2
que se conoce como disociación), de forma
que en el medio acuoso los iones están en
forma libre (vea el artículo Soluciones) y
esta "libertad" les permite reaccionar con
otros iones presentes en el medio dando
lugar a nuevos compuestos.
En la reacción química efectuada, vista
desde el punto de vista iónico, puede darse
el caso que los compuestos originales
estaban disociados en iones al disolverse
(eran solubles), mientras que el producto
formado no lo hace y por tanto existe en
forma molecular precipitando como sólido.
Los métodos volumétricos basados en la
formación de precipitados escasamente
solubles se designan con el nombre de
volumetrías de precipitación. Los
requisitos que debe reunir una reacción
para ser utilizada en volumetría de
precipitación son los ya enunciados:
1- Rapidez: este requerimiento
generalmente no se cumple debido a que
son pocas las reacciones de precipitación
que presentan un período de inducción
breve. Y como en la vecindad del punto
final la concentración de los reactantes es
extremadamente baja, la velocidad de
reacción de precipitación puede ser
excesivamente lenta como para ser usada
en la práctica. Con el objeto de crear
condiciones favorables en estos aspectos
suelen utilizarse algunos de los siguientes
recursos: a) modificar la constante
dieléctrica del solvente por agregado de
alcohol u otro solvente, b) modificar la
temperatura, c) adicionar un exceso de
reactivo, que aunque reaccione con
lentitud, lo haga estequiométricamente y
llevar a cabo posteriormente una retro
valoración utilizando una reacción rápida.
2- Estequiometria y ausencia de
reacciones laterales: la estequiometria
debe ser perfectamente definida y
conocida. Otros factores negativos a tener
en cuenta son a) formación de soluciones
sólidas y b) coprecipitación en todas sus
formas. [2]
_________________________________________________ [1] Enrique Gutiérrez Ríos – Química – Editorial Reverté S.A - 1985 [2] F. Burriel Martí., F. Lucena Conde., S. Arribas Jimeno., J. Hernández Méndez - Química analítica cualitativa – Thomsom Editores Spain, Paraninfo S. A. – 18a edición – 2008.
METODOLOGÍA:
1. En un tubo de ensayo se vertieron 5
ml de cloruro de bario y gotas de
una disolución de carbonato de sodio
hasta que se observó la formación de
un precipitado claramente visible.
Seguidamente se añadió gota a gota una
disolución de ácido clorhídrico hasta que
se observó cambio.
(Img.1.0 precipitado de carbonato de Bario)
3
2. En un tubo de ensayo se vertieron 5
ml de nitrato de plomo y gotas de la
disolución de ioduro de sodio hasta que
se formó un precipitado claramente
visible.
(Img.1.1 precipitado de yoduro de plomo)
3. En un tubo de ensayo se vertieron
5ml de fosfato de potasio y gotas de
la disolución de cloruro de calcio hasta
que se formó un precipitado claramente
visible.
(Img.1.2 precipitado de fosfato de calcio)
4. En un tubo de ensayo se vertieron
5ml de nitrato de plata y gotas de la
disolución de cloruro de sodio hasta que
se formó un precipitado claramente
visible.
(Img.1.3 precipitado de cloruro de plata)
RESULTADOS Y DISCUSIONES:
El primer precipitado está conformado por
una sal poco soluble (Kps=2x10-9)
que se obtiene de la reacción mostrada en
la ecu.1:
(Ecu.1.0 formación del )
Pero en realidad esta no es la forma de las
especies en disolución, la mayoría de las
sales solubles son electrolitos fuertes, por
lo que se encuentran en forma ionizada en
disolución:
(Ecu.1.0a ecuación Iónica del )
[ ][ ]
(Ecu.1.0b Kps del )
El Kps permite definir las condiciones de
equilibrio en las disoluciones saturadas de
electrolitos fuertes poco solubles. Al
poseer un Kps tan bajo el en
soluciones permanece en su estado no
ionizado.
La solubilidad de este precipitado cuyo
anión se deriva de un ácido débil (H2CO3)
aumenta en presencia del ácido adicionado
(HCl), puesto que el ácido tiende a
combinarse con el anión y removerlo así de
la solución como se muestra en la siguiente
ecu.1.1:
(Ecu.1.0c descomposición de la sal )
4
2. El segundo precipitado está conformado
por el PbI2 con un Kps=8,3x10-9, que
resulta de la reacción mostrada en la
ecu.1.1
(Ecu.1.1 formación del )
Y su respectiva ecuación iónica ecu.1.1a:
(Ecu.1.1a ecuación iónica )
El Kps para el PbI2 está dado por la
ecuación:
[ ][ ] (Ecu.1.1b Kps del )
Este valor de Kps permite inferir que la sal
formada es muy poco soluble.
3. La siguiente reacción entre el cloruro de
calcio y el dihidrogenofosfato de sodio,
genera como producto con
un Kps= 4,8x10-9. Ecu.1.2
(Ecu.1.2 formación de )
Que se rige por la siguiente ecuación iónica
ecu.1.2a
(Ecu.1.2a ecuación iónica )
Para el Dihidrogenofosfato de calcio el Kps
está dado por la Ecu.1.2b
[ ][ ]
(Ecu.1.2b Kps del )
Que al igual que en los casos anteriores es
muy pequeño, lo que indica que dicha sal
también es muy poco soluble, lo que hace
evidente la razón por la que precipita.
4. Por último se hace reaccionar al nitrato
de plata con el cloruro de sodio para
formar la sal cloruro de plata
como se muestra en la ecu.1.3
(Ecu.1.3 Formación del )
Regida por la ecuación iónica ecu.1.3a:
(Ecu.1.3a Formación del )
[ ][ ] (Ecu.1.4a Kps del )
El es un compuesto poco soluble. En
disolución acuosa origina al menos
molecular e iones , por lo que se
cumplen dos equilibrios.
Que vienen regidos por sus respectivas
constantes de equilibrio.
5
PREGUNTAS 1. Escriba las ecuaciones que han tenido lugar en la experiencia.
Cloruro de bario + Carbonato de sodio
BaCl2 + Na2CO3 BaCO3 + 2NaCl
Carbonato de bario + ácido clorhídrico
BaCO3(s) + 2 HCl(ac) BaCl2(ac) + CO2(g)
+ H2O (l)
Nitrato de plomo + ioduro de sodio
Fosfato de sodio + cloruro de calcio
Nitrato de plata + cloruro de sodio
2. Qué diferencia hay entre ecuaciones
moleculares y ecuaciones iónicas.
Las ecuaciones químicas tienen como
función identificar los reactivos y los
productos, conocer la relación entre el
número de moléculas o iones con que cada
sustancia participa en la reacción. Existen
dos tipo de ecuaciones las iónicas y
moleculares; las ecuaciones moleculares
describen cada una de las sustancias
reaccionantes, como si en el medio acuoso
realmente existiesen dichas especies, es
decir, se escriben las fórmulas de reactivos
y productos, sin escribir los iones. En esta
ecuación de escribe el estado de cada
substancia (L), (AQ), (S) Y (G). Mientras
que las ecuaciones iónicas se escriben
todos los iones y luego se pone el sólido
como molécula y lo acuoso disociado (los
iones espectadores), es decir, describe
todo los electrolitos fuertes solubles como
iones.
3. Que son ionógenos poco solubles.
La constante del producto de solubilidad
para un ionogeno poco soluble establece el
criterio para la formación de un
precipitado, si el producto iónico es mayor
que el Kps se formara precipitado; por
tanto, lo ionogenos poco solubles se
presentan cuando el producto iónico es
mayor que el Kps.
4. Que es la constante del producto de solubilidad El producto de solubilidad o producto
iónico de un compuesto iónico es el
producto de las concentraciones molares
(de equilibrio) de los iones constituyentes,
cada una elevada a la potencia del
coeficiente estequiometrico en la ecuación
de equilibrio.
La constante del producto de solubilidad
de un compuesto depende de la
temperatura. El valor de Kps indica la
solubilidad de un compuesto iónico, es
decir, cuanto menor sea su valor menos
soluble será el compuesto.
5. Exprese la constante de solubilidad de los productos obtenidos en disolución acuosa.
BaCO3 [ ][
]
[ ][ ]
6
[ ][ ]
[ ][ ]
6. Investigue las constante de solubilidad de las sustancias obtenidas en la experiencia.
BaCO3
[ ][ ]
[ ][ ]
[ ][
]
[ ][ ]
CONCLUSIÓN
La sal ( ) que precipito al
mezclar Cloruro de bario y Carbonato de
sodio posee un Kps=2x10-9, el cual es
muy bajo y hace referencia a que la sal es
poco soluble. De igual manera ocurrió lo
mismo para la sal que precipito al
ocurrir la reacción de Nitrato de plomo
más ioduro de sodio con un kps de
, la sal que se obtuvo
de Fosfato de sodio más cloruro de calcio
que siguiere un Kps= 4,8x10-9 y el
precipitado de a partir de Nitrato de
plata más cloruro de sodio que estima un
kps de Teniendo en cuenta que
cuanto menor sea su valor del kps menos
soluble será el compuesto, se notó todas
estas sales tienes un kps bajo por ende
sales poco solubles, lo que indica que
permanece la sal en un estado no ionizado
en la solución.
Se pudo analizar el comportamiento de las
sales formadas en las reacciones de
precipitación y que estas presentaban una
concentración mínima de los iones
disueltos por tener pka bajos.
BIBLIOGRAFÍA:
- Enrique Gutiérrez Ríos – Química –
Editorial Reverté S.A – 1985- España.
- F. Burriel Martí., F. Lucena Conde., S.
Arribas Jimeno., J. Hernández Méndez -
Química analítica cualitativa – Thomsom
Editores Spain, Paraninfo S. A. – 18a
edición – 2008.