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“IDENTIFICACIÓN DE IONES METÁLICOS”
Polo Beitia, Andrea Viktoria ID (8-943-2411) Álvarez Zapata, Byron Elhyel ID (4-833-2160) Franco, Luiggi ID (4-806-757)
Curso de Química general (QM 112) , Escuela de Química, Facultad de
Ciencias Naturales y Exactas, Universidad Autónoma de Chiriquí. David,
Chiriquí, República de Panamá
Emails : andyskywalker18@hotmail.com
Beaz1310@hotmail.com
Luiggifg7@gmail.com
I. RESUMEN:
En el presente informe que a continuación describimos, se procedió a trabajar con diferentes iones metálicos; los cuales están presentes en las diferentes sustancias que procedimos a utilizar en el laboratorio, con el propósito de estudiar y observar los cambios y propiedades que presentan estos al reaccionar con otras sustancias, y así poder identificarlos con solo observar los productos en una reacción química en la cual estén involucrados dichos iones. Para empezar, procedimos a mezclar algunos reactivos como el cromato de potasio , hidróxido de amonio , ácido clorhídrico entre otros más, con compuestos que contenían iones metálicos: en su composición atómica y observar las diferentes reacciones que ocurrieran en cada caso. Al proceder con el experimento, como resultado obtuvimos diferentes reacciones químicas; entre las cuales destacaban la formación de diferentes precipitados, turbidez, efervescencia, cambios de color y cabe destacar que en variados casos, no ocurrió reacción alguna. Finalizada esta parte, procedimos a iniciar con la prueba de la llama, la cual consistía en someter compuestos que contienen los iones metálicos a una llama y observar los cambios de color que cada ión presentaba. Como conclusión podemos decir que cada mezcla de compuesto con los diferentes iones metálicos que utilizamos resultaron ser diferentes puesto que cada ión metálico utilizado posee diferentes propiedades a la hora de mezclarse con otro reactivo, y estas propiedades características de cada ión nos permiten en un futuro a detectarlos con más facilidad.
II. PALABRAS CLAVES : iones metálicos, reacciones de precipitación,
disoluciones, reactivos, productos, moléculas.
III.
hipertensión disfunción renal, inmunotoxici dad y toxicidad reproductiva Por lo general no presenta toxicidad, sin embargo, irrita levemente la nariz y moderadam ente los ojos.
5 gotas
Es poco tóxico en dosis bajas pero por encima de los 30 mg/kg puede provocar náuseas, vómito y diarrea.
5 gotas
Puede afectar al inhalarlo y podría absorberse por la piel; puede irritar y quemar la piel y los ojos.
5 gotas
Sobre los ojos: quemaduras . Quemadura
5 gotas
s de las mucosas. Peligro de coloración en la córnea Por ingestión: vómitos, espasmos estomacales , descomposi ción, muerte, poco absorbente a través del tracto intestinal. Puede ser fatal si se ingiere. Muy dañino si es inhalado o absorbido por la piel. El cromo es un riesgo conocido de cáncer, aunque se encuentre en pequeñas cantidades.
5 gotas
Por inhalación del polvo: Irritaciones en vías respiratorias En contacto con la piel:
5 gotas
Nocivo para la salud. Por ingestión de grandes cantidades: ansiedad, espasmos, ataxia (trastornos de la coordinación matriz) Efectos sistemáticos : efectos en el sistema nervioso central, trastornos cardiovascul ares. No se descarta: alteraciones de la circulación, no se descartan otras característic as peligrosas. Irrita los ojos. La exposición repetidas puede provocar sequedad o formación de grietas en la piel. La inhalación de vapores
5 gotas
puede provocar somnolencia y vértigo. No nos consta una descripción de síntomas tóxicos.
5 gotas
Puede producir irritación, edema y corrosión del tracto respiratorio, bronquitis crónica. Puede producir necrosis en la córnea, inflamación en el ojo, irritación ocular y nasal, úlcera nasal.
5 gotas
VIII. Cálculos y resultados.
(CUADRO 3) A. (Mezcla de iones metálicos con diferentes compuestos)
(Verde)
Color: Se tornó amarillo neón
No hubo reacción
Color: verde claro
Color: Rojo vino Se formó un precipitado color rojo (complejo )
El verde inicial se tornó más opaco
(blanco)
Color: La disolución se tornó amarillo claro. Se formó un precipita do chocolate .
No reaccion ó
No reaccio nó
No reaccionó.
Se tornó lila opaco
Reactivos amarillo incoloro incoloro incoloro^ i ncoloro
Ión
Blanco
Color: Amarillo Se formó un precipitado amarillo
Color : transpar ente con blanco Se presenta turbidez en la solución Se presenta un precipita do.
Color : transpar ente Se formóun Precipit ado blanco
Eferve scenci a
Color: Blanco
Se formó un precipitado
Blanco
Color: Amarillo No se produjeroncambios notables.
Color: (incolor o). turbidez
Color: Transpa rente.
Color Turbide z.
Color: Transparent e. Hubo efervescenc ia.
Naranja
Color Naranja Precipitado color rojo.
Color: La solución se tornó color negro. Precipit ado color negro. (complejo)
Color: La solución se tornó naranja. Se formó un precipit ado rojo vino
Color : Se tornó marrón. No se formó precipit ado.
Color: Amarillo.
No hay reacción
GRUPO B
Figura A. Placa de reacción con las mezclas ya preparadas. Ecuaciones
2. Pb(C 2 H 3 O 2 ) 2 + 2KSCNPb(SCN 3. Pb(C 2 H 3 O 2 ) 2 + 2 NH 4 OH Pb(OH) 2 + 2 C 2 H 7 NO (^2) 4. Pb(C 2 H 3 O 2 ) 2 + C 4 H 8 N 2 O 2 Pb(C 4 H 8 N 2 O 2 )+ 2C 2 H 3 O 2 5. Pb(C 2 H 3 O 2 ) 2 + 2 HCl PbCl 2 + 2 CH 3 COOH 6. 2 NaHCO 3 + K 2 CrO (^4) Na 2 CrO 4 + 2 KHCO (^3) 7.^ NaHCO^3 + KSCN KHCO^3 + NaSCN 8.^ NaHCO 3 + NH^4 OH NaOH + NH 4 HCO (^3) 9.Na(C NaHCO 3 + C^4 H^8 N^2 O^2 4 H^8 N^2 O2) + HCO^3 10.^ NaHCO^3 + HCl^ CO^2 + NaCl + H 2 O 11.^ FeCl^3 + K^2 CrO^4 FeCrO^4 + K^2 Cl 3
- [Fe(SCN)6]3+ 3 KCl FeCl^3 + 3 KSCN
FeCl 3 + 3 NH 4 OH → 3 NH 4 Cl +Fe( OH) 3
- FeCl^3 + C^4 H^8 N^2 O^2 → Fe(C 4 H 8 N 2 O 2 ) + Cl
- FeCl 3 + HCl^ →^ FeHCl^4
- NiSO^4 + K^2 CrO^4 →^ NiCrO^4 + K 2 SO 4
- NiSO 4 + 2KSCN^ →^ Ni(SCN)^2
- NiSO^4 + 2 NH^4 OH^ →^ Ni(OH)^2 + (NH 4 ) 2 SO (^4)
19. NiSO 4 +^ C^4 H^8 N^2 O^2 →^ Ni( C^4 H 8 N^2 )
+ SO^4
21.2 AgNO 3 + K^2 CrO^4 →^ Ag^2 CrO^4 + KNO (^3) 22.AgNO 3 + KSCN^ →^ AgSCN + KNO^3
- 2 AgNO^3 + 2 NH 4 OH → Ag 2 O +2 NH 4 NO 3 + H 2 O
- AgNO 3 + C^4 H^8 N^2 O^2 → Ag(C 4 H 8 N 2 O2)
- AgNO 3 + HCl^ →^ HNO^3 + AgCl
(CUADRO 4) A.2 Prueba de la llama Reactivo Resultado Al someter el a la llama, obtuvimos que el color de la llama no cambió, en la espátula se formó un sólido blanco. Se produjo efervescencia, sin olor característico. Al someter el a la llama, obtuvimos que la llama no
GRU PO A
compañero se denominan reacciones de intercambio o reacciones de metátesis (BROWN, 2009). Basándonos en este enunciado sabemos que los reactivos utilizados en cada reacción intercambiaron sus iones. Los productos sólidos insolubles de estas 3 reacciones son Según las reglas de solubilidad “Los cromatos son insolubles excepto los del grupo IA, y los del zinc, magnesio y calcio” Phillips, S. W. (2000). Al no ser una excepción ninguno de estos productos , se formó un precipitado en cada una de las reacciones. Ahora analizamos los resultados de los precipitados que se formaron al mezclar tiocianato de potasio) con los iones previamente mencionados encontrados en el (cuadro 3). Como resultados se formo 1 precipitado : la mezcla de + ,^ y^ se obtuvo así un precipitado color blanco. Sabiendo ya de el intercambio de iones entre los reactivos (metátesis); (BROWN, 2009). obtuvimos 1 sólido de esta reacción: Pb(SCN (^). La regla de los tiocianatos según ( Phillips, S. W. 2000) enuncia: “Las solubilidades de los (SCN-) son similares a las de los yoduros correspondientes: Son solubles todos los yoduros (I-), excepto los de Ag+, Pb2+, Cu+, y Hg22+. Al ser este sólido que se produjo en la mezcla excepción de la regla de los tiocianatos, este formó un precipitado, concordando así con los resultados obtenidos en el laboratorio Procedemos ahora a analizar los precipitados que se
forman al mezclar con los iones utilizados anteriormente mencionados. Como resultados obtuvimos que se formaron 2 precipitados : + el^ cual^ formó^ un precipitado color blanco , y el último fue la combinación de + y este mismo presento un color rojo vino. Teniendo en cuenta el intercambio de iones de los reactivos (metátesis) (BROWN, 2009), obtuvimos 2 precipitados sólidos:^ Pb(OH)^2 (s) y Fe(OH) 3 (s). Según^ ( BROWN,^2009 ). Compuestos que contienen ) Son insolubles a excepción de los compuestos de los cationes metales alcalinos, y. Basándonos en esta información, las sustancias que obtuvimos resultaron ser insolubles y por ende, se forma un precipitado; los resultados del laboratorio concuerdan con la cita mencionada. Ahora observaremos ahora los resultados obtenidos de la cuarta sustancia utilizada: dimetilglioxima (DMG) con los diferentes iones usados anteriormente. Como resultado, no se obtuvo ningún precipitado en todas las reacciones. Por último analizaremos las reacciones de precipitado en la mezcla de el ácido clorhídrico (HCl) con cada ión utilizado en el experimento. Como resultado obtuvimos la formación de 1 solo precipitado al mezclar (Pb(C2H3O2)2 +HCl), se produjo un precipitado color blanco. En esta reacción se combinaron los iones por metátesis (BROWN, 2009). como antes lo
habíamos mencionado y como resultado se produjo PbCl 2. Según^ (BROWN, 2009). ”Todo compuesto iónico que contenga Cl-^ es soluble, a excepción de Compuestos de Ag +, Hg^ +2^ y Pb+2”^.^ Al ser el Pb +2^ una excepción de la regla, se forma un precipitado. Así, damos por concluido el análisis de los precipitados que se formaron en las diferentes reacciones. Proseguimos con el segundo cambio notable que se observó en las reacciones trabajadas en el laboratorio y esta fue una clase de opacidad, que hacía que las mezclas se vieran con pequeños sedimentos flotando en la solución. Sólo 3 mezclas presentaron esta característica : la primera fue la mezcla de Pb(C2H3O2)2 + KSCN, la segunda fue con la mezcla de NaHCO 3 +^ KSCN^ y la última fue de la mezcla de NaHCO 3 + KSCN. Concluimos que esta característica se debía a la turbidez que existía en cada una de las mezclas señaladas. La turbidez es un término que hace referencia a una medida, la cual nos indica el grado de falta de transparencia de^ un líquido, debido en gran medida, a la presencia de partículas que se encuentren en suspensión en dicho líquido. Así, cuanto mayor sea la cantidad de sólidos en suspensión presentes en un agua, mayor será la sensación de suciedad de esta, y por lo tanto, mayor será la turbidez. (Guzmán, 2005 ).^ En conclusión,
al haber partículas sólidas, las sustancias que se forman al mezclar los compuestos antes mencionados provoca que las disoluciones se opaquen como lo vimos en el experimento. Otro de los cambios principales que notamos en todas las reacciones de las mezclas de los diferentes compuestos fue la efervescencia en dos sustancias las cuales fueron: + y NaHCO 3 + HCl.^ Basados en nuestra experiencia en reacciones que presenten efervescencia , sabemos que existe la liberación de un gas Petrucci. (2013) , en este caso por la liberación de hidrógeno gaseoso, el cual se percibe por las burbujas que presentaba la reacción en la reacción de + , de misma manera ocurre con NaHCO 3 +^ HCl ,^ formulando^ las ecuaciones químicas como producto se libera^ CO^ 2 (g). El cual es el causante de el burbujeo en la mezcla señalada. Otro punto que es importante señalar es que en las mezclas realizadas 8 mezclas no cambiaron de color ni se presenció reacción química en ellos y estos fueron los siguientes: Para los compuestos iónicos mezclados con^ K 2 CrO^ 4, sólo no
reaccionó la mezcla de^ NaHCO^3 +
K 2 CrO^4.^ Si nos basamos en las reglas
de solubilidad en este caso, por el intercambio de iones llamado metátesis (BROWN, 2009). obtuvimos los siguientes productos en la reacción^ : Na 2 CrO 4 + 2 KHCO 3 Se puede decir que
DMG. Como resultado se produjo un color marrón. La tercera combinación es la mezcla de FeCl 3 + HCl ,^ el color del^ FeCl^3 es naranja y el HCl es incoloro. Al mezclarse ambas, se formó un color amarillo claro. Por último tenemos la mezcla de AgNO 3 + HCl.^ El AgNO 3 es blanco, y el HCl es incoloro. Como resultado obtuvimos un color lila opaco. Al observar los resultados se nos presentaron las siguientes interrogantes. ¿A que se deben estos cambios de coloración?. Una reacción química consiste de forma sencilla en la destrucción de unos enlaces (los de los reactivos) y en la formación de otros (los de los productos). Pero tanto los enlaces de los unos como los de los otros pueden ser de naturaleza muy diferente. El color normalmente se debe a la "conjugación" (deslocalización) de los electrones que forman un enlace, lo que hace que absorba una determinada longitud de onda y el ojo vea su color complementario. Pues si desaparecen conjugaciones anteriores o aparecen conjugaciones nuevas lo más normal es que haya un cambio de color. (Fernández & Uriel, 1966). Basándonos en el dato bibliográfico enunciado, podemos decir que ocurren cambios de color ya que al reaccionar ambas sustancias y estas contienen un espectro de luz propio y al mezclarse, cambian sus propiedades, y logran ser percibidas por nuestros ojos de
un color diferente al que pudimos observar en sus dos componentes sin mezclar. Para finalizar , como últimos dos resultados obtuvimos la formación de 2 complejos. El primero fue entre la reacción NiSO 4 + KSCN^ el cual produjo un complejo de color negro rojizo intenso. Este ión complejo se forma mezclando una disolución transparente de tiocianato de potasio, KSCN, con otra de cloruro de hierro (III), FeCl3, de color amarillo claro. Los iones tiocianato, SCNˉ, reaccionan con los iones hierro (III), Fe+3, dando lugar al ión [Fe(SCN)6]3ˉ de color negro rojizo. (Montenegro, 2007 ). El^ segundo complejo se forma por la mezcla de NiSO 4 +^ DMG^ tal^ mezcla^ generó^ un precipitado de color rojo. ¿A que se debe esto? La dimetilglioxima es una sustancia incolora usada en la química principalmente para determinar la presencia de níquel en diferentes
compuestos. (Garzón,^2007 )^.^ Sabiendo
que es un proceso muy utilizado en la química para identificar este tipo de iones, el dimetilglioxima nos funciona como detector en cualquier tipo de compuesto que contenga Ni +,^ en^ nuestro^ caso^ el NiSO 4 contiene^ el^ ion^ níquel,^ y^ el dimetilglioxima lo detectó, produciendo así los resultados obtenidos.
A. 2 Prueba de la llama
Cuando los iones o compuestos de ciertos metales, se calientan a temperaturas elevadas o son expuestos a una llama, la llama que estos producen adquieren colores brillantes que son característicos de cada metal. (Nancy Melo de Mendoza,
- Como sabemos los metales son de
los elementos más extraños y más capaces de realizar diferentes funciones químicas en este caso producir un cambio en la coloración de la llama de un mechero de Alcohol. El primer metal que utilizamos en la prueba de la llama fue el Plomo (Pb) en un compuesto: Pb (C2H3O3) , al calentar dicho compuesto la llama del mechero no cambio, esto no quiere decir que no se produjo una llama distinta; es decir, la llama del mechero producida por el alcohol es azul en la parte inferior y naranja en su parte superior, esto quiere decir que si se presentó el cambio, ya que la llama producida por cualquier compuesto que contenga Plomo es de color azul, sin embargo no se aprecio un cambio notablemente visible debido a que la llama del mechero ya tenía el color azul. El segundo compuesto utilizado fue el NaHCO3 con el Na como metal, este fue algo similar al anterior, debido a que la llama que se produce normalmente al calentar Na es de color amarillo; a simple vista parece ser que nada ocurrió, pero si observamos detenidamente podemos distinguir el cambio de coloración que se
produce, aunque este sea muy pequeño; en esta oportunidad la llama bajo su tonalidad naranja tornándose muy pálida, casi amarillenta. Para el tercer punto de la prueba de la llama utilizamos FeCl3 con el Fe como metal, este compuesto fue el que presentó mayor cambio de los 5 que empleamos. Al calentar el FeCl3 la llama se torno un poco rojiza además de que lanzaba destellos de color dorado, lo que es muy acertado con respecto al color estándar de la llama del Fe que es de color dorado, esto nos da a entender que el hierro es uno de los metales más fáciles de identificar a través de la prueba de la llama debido al color de emisión de su espectro. En el caso del NiSO4 pudimos observar un pequeño cambio en la llama, no tanto en su color si no mas bien, en la cantidad de llama, ya que esta incremento su tamaño y lanzaba chispas de color dorado; algo no tan acertado, porque el Níquel comúnmente produce una llama verdosa aunque en un bajo nivel de concentración se tornan mucho mas azules, lo que nos arroja un resultado correcto con respecto a la coloración de su llama (Ni). Por último aplicamos la prueba de la llama al AgNO donde la plata (Ag) es su metal representativo, al someter al AgNO3 a la llama pudimos observar que la llama aumentaba, mas, nos se apreciaban cambios significativos lo que nos daba algo de incertidumbre con respecto a este resultado, sin embargo al investigar
