Gui on 0304

EXPERIMENTACIÓN EN

QUÍMICA INORGÁNICA(7.5 Créditos)

Licenciatura en QuímicaFacultad de Ciencias

Universidad de Navarra

Experimentación en Química Inorgánica

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INDICE

- Normas de seguridad y funcionamiento en el laboratorio

- Prácticas

1. Obtención de sulfato de hierro(II) heptahidratado y de la sal de Mohr

2. Preparación de diamintetranitrocobaltato(III) de amonio monohidratado (sal

de Erdmann)

3. Preparación de hexacloroplumbato(IV) de amonio

4. Disgregación básica de silicatos: preparación de sílice, alumbre y alúmina

hidratada

5. Preparación de sulfato de hierro(II) heptahidratado y de alumbre de hierro

6. Obtención de nitrato de plomo(II) y de cloruro de plomo(II)

7. Preparación de un complejo de manganeso(III)

8. Preparación de sulfato doble de potasio y cromo(III) 12-hidratado (alumbre

de cromo)

9. Preparación del óxido de cromo(III)

10. Preparación de trioxalato aluminato(III) de potasio trihidratado.

Determinación del contenido en oxalato del complejo

11. Preparación de ioduro de mercurio(II) sublimado

12. Preparación de cromo por aluminotermia

13. Preparación de trioxalato cromato(III) potásico

- Anexo

- Tablas


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NORMAS DE SEGURIDAD Y FUNCIONAMIENTO EN EL LABORATORIO

1.- Ver la situación de puertas de salida y de emergencia, colocaciónde extintores y posición de duchas de agua.

2.- Avisar si se padece alguna alergia.

3.- No utilizar lentillas en el laboratorio.

4.- No probar nunca los reactivos.

5.- No pipetear nunca con la boca.

6.- No dirigir hacia uno mismo ni hacia los demás: Tubos de ensayo,matraces, etc. que estén calentándose o emitiendo vapores.

7.- Siempre que se emitan vapores, conviene hacer la manipulación envitrina de gases con buen tiro. ¡Leer siempre con detenimiento el guión de unapráctica antes de comenzar a hacerla!

8.- Los ácidos se añaden sobre agua. (¡NO AL REVES!).

9.- Los ácidos se añaden diluidos y muy lentamente, sobre las bases oel agua. Y viceversa.

10.- Los agentes oxidantes se añaden diluidos y muy lentamente sobrelos agentes reductores, y viceversa.

11.- Los líquidos, cuando se quieran hacer hervir (p.ej. destilación), secalientan con plato poroso en su interior.

12.- Si en algún caso no dispusiera de material esmerilado y hubiera deutilizar varilla de vidrio, lubríquela antes de introducirla en un tapón, etc.¡Utilizar siempre un paño al coger la varilla! Usar el taladratapones del tamañoadecuado.

13.- No acercar a la llama recipientes con disolventes orgánicos. Si sedebe calentar algún disolvente orgánico, se empleará manta calefactora.


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14.- No reintegrar reactivos a su recipiente de origen para nocontaminarlo.

15.- No beber en vasos de laboratorio aunque se hayan lavadocuidadosamente.

16.- No abandonar mecheros encendidos sin atender.

17.- No llenar los recipientes a más de la mitad de su capacidad.

18.- Usar silicona para una buena unión del material esmerilado.

19.- No añadir ácidos, bases, oxidantes, reductores, etc. bruscamentea las piletas de desagüe.

20.- Limpiar bien la balanza tras utilizarla.

21.- En disgregaciones, utilizar siempre gafas protectoras para evitarproyecciones.

22.- Si se vierten sobre la piel productos cáusticos, colocar bajo el grifodel agua la zona afectada, y avisar de inmediato al encargado.

23.- Si se ingieren productos cáusticos, ácidos, álcalis, NO provocar elvómito. Administrar un neutralizante y avisar al responsable.

24.- Identificar las salidas y la situación de extintores. En caso deincendio no corra ni grite, diríjase a la salida más próxima. Si hay humo, salgade la habitación lo más pegado al suelo que pueda.

25.- Dejar el sitio de trabajo bien limpio cada día.


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PRÁCTICA 1

OBTENCION DE SULFATO DE HIERRO(II) HEPTAHIDRATADO Y DE LASAL DE MOHR

Preparación de sulfato de hierro(II) heptahidratado. En un vaso de unos 300 mL se colocan 15 gramos de hierro a los que se

añade una disolución de ácido sulfúrico al 20% en cantidad aproximadamenteigual a la necesaria para reaccionar con los 15 gramos de hierro. Se calientamoderadamente sin que hierva, hasta que la mayor parte del hierro se hayadisuelto. Esta disolución se filtra en un embudo con lana de vidrio y el líquidose recoge en un vaso donde se ha puesto un clavo de hierro. Se concentra yse deja cristalizar. Los cristales se lavan en un Büchner con un poco de aguafría y alcohol, se secan con papel de filtro y se conservan fuera del contactodel aire.

Obtención de la sal de MohrSe disuelven 10 gramos de sulfato de amonio en 20mL de agua. Se pesa

la cantidad necesaria de sulfato de hierro(II) para reaccionar con los 10gramos de sulfato de amonio y se prepara con el sulfato de hierro(II) pesado,una disolución saturada. Se calienta a 70-80� C la disolución de sulfato deamonio y se mezcla con la disolución saturada de sulfato de hierro(II). Seañade 1 mL de ácido sulfúrico concentrado y se deja enfriar. Los cristalesobtenidos se filtran sobre un embudo Büchner y se lavan un par de veces conun poco de agua fría.

BIBLIOGRAFIA

Celis de, M.G. Prácticas de Química Inorgánica. Ed.S.A.E.T.A. Madrid,1.942.

Remy, H. Treatise on Inorganic Chemistry (tomos I y II). Ed.Elsevier.Amsterdam, 1.956.


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PREGUNTAS PRÁCTICA 1

1. ¿Cuántos mL. de ácido sulfúrico al 20 % son necesarios para disolver15 g. de hierro? El peso atómico del hierro y el peso de la fórmula del ácidosulfúrico son aproximada y respectivamente 56 y 98 g.mol-1.

2. Explique del modo más simplificado posible la reacción entre el hierrometálico y el ácido sulfúrico diluido.

3. ¿Por qué se recomienda que se disuelva en el ácido sulfúrico diluidosólo la mayor parte del hierro y no todo el hierro?

4. ¿Por qué se introduce un clavo de hierro en la disolución de sulfato dehierro(II)?

5. ¿Cuál es la razón para que se recomiende guardar los cristales desulfato de hierro(II) heptahidratado fuera del contacto del aire?

6. Escriba la reacción con el oxígeno del aire del sulfato de hierro(II) delmodo más simplificado posible.


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7. ¿Por qué razón se debe emplear muy poca agua - y además fría - paralavar los cristales de sulfato de hierro(II) heptahidratado?

8. Escriba la fórmula de la sal de Mohr.

9. ¿Qué clase de sal es la sal de Mohr?

10. ¿Cómo se denomina la sal de Mohr según las reglas de la I.U.P.A.C.?

11. ¿Cuántos gramos de sal de Mohr podrían obtenerse con 10 gramosde sulfato de amonio? Los pesos aproximados de las fórmulas sonrespectivamente 392 y 132.

12. Calcular el rendimiento en la preparación de la sal de Mohr si a partirde 10 g. de sulfato amonio se obtienen 20 g. de sal de Mohr.

13. ¿Por qué se indica en el guión de la práctica que se caliente ladisolución de sulfato de amonio antes de mezclarla con la disolución de sulfatode hierro(II)?


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14. ¿Por qué se recomienda añadir 1mL de ácido sulfúrico concentrado alas mezclas de las disoluciones de ambos sulfatos?

RENDIMIENTOS


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PRÁCTICA 2

PREPARACION DE DIAMINTETRANITROCOBALTATO(III) DE AMONIOMONOHIDRATADO (SAL DE ERDMANN)

Se obtiene por acción del nitrito sódico, el amoniaco y el cloruro amónicosobre el cloruro de cobalto(II) hexahidrato, combinada con la oxidación por eloxígeno del aire.

Se disuelven 9 gramos de nitrito sódico y 6 de cloruro amónico en 40 mL.de agua, se enfría la disolución y se mezcla agitando con una solución tambiénfría que contiene 6 gramos de cloruro de cobalto(II) hexahidrato en 25 mL. deagua. A continuación se añaden 6 mL de hidróxido amónico concentradopreviamente enfriado. Toda la mezcla se somete a una fuerte corriente de airedurante unas horas. Para ello, se introduce la mezcla que es rojo-vinosa y quepronto empieza a enturbiarse, a un erlenmeyer con un tapón biperforado. Enuno de los agujeros se introduce un tubo de vidrio que llega hasta el fondo delmatraz (queda por tanto dentro de la disolución) y por el otro un tubo acodadoen ángulo recto una de cuyas ramas termina inmediatamente debajo del tapón.Este tubo acodado se conecta a una trompa de vacío y se empieza la corrientede aire. No conviene forzar demasiado la trompa de vacío para evitar lavolatilización del amoniaco. Periódicamente conviene hacer alguna adiciónmás de hidróxido amónico (3 mL, 2 ó 3 veces más).

La solución oxidada de un color pardo oscuro, se filtra y se deja evaporarespontáneamente durante cinco días como mínimo utilizando varioscristalizadores amplios de forma que el espesor en cada uno de ellos noexceda los 2,5 cm de espesor. Durante este tiempo se habrán formadocristales grandes de color café así como un polvo fino cristalino de coloramarillo-anaranjado. El contaminante se elimina junto a la mayor parte de lasaguas madres por agitación con movimiento de rotación moderada ydecantación; los cristales gruesos del material buscado, quedarán en elrecipiente.

Schlessinger 301


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1. ¿Qué reacciones tienen lugar en los diferentes pasos?

2. ¿Hay diferencia entre un ligando "nitro" y otro "nitrito? ¿Cuál intervieneen este caso?

3. ¿Qué objeto tiene el paso de corriente de aire?

4. ¿De qué compuesto está formado el polvo fino de color amarillo-anaranjado que hay que eliminar? Nombrar el compuesto.

5. El anión de la sal de Erdmann es un complejo octaédrico ¿Se puedepredecir si será de espín alto o bajo?

6 ¿Qué son las "aguas madres"?


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7. ¿Cuántos gramos de sal de Erdmann será posible obtener a partir de20 g de CoCl2.6H2O suponiendo un rendimiento del 90%?

RENDIMIENTOS


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PRÁCTICA 3

PREPARACION DE HEXACLOROPLUMBATO(IV) DE AMONIO.

Se prepara a partir de cloruro de plomo(II) siguiendo el procedimientodebido a Friedrich. Se empieza por montar un aparato según el siguienteesquema:

Un matraz esmerilado de 500 mL se conecta con una conexiónmacho/hembra esmerilada; en la parte superior se introduce un embudo dellave y en el lateral un tubo de goma. La otra parte de este tubo de goma seune a un codo introducido en un primer frasco lavador, casi hasta el fondo.Otro codo sirve de salida, y se une de igual forma a un nuevo codo quepenetra de forma análoga en un segundo frasco lavador. La salida de gasesde este último, mediante varilla de vidrio o tubo de goma, se lleva también aun vaso con disolución de sal o sosa. El primer matraz es el generador decloro.

En un mortero se trituran diez gramos de cloruro de plomo(II) con unos 20mL de ácido clorhídrico concentrado (peso específico = 1,19 g/mL) durante dosminutos aproximadamente y se decanta la solución (con algo de barro fino ensuspensión) a uno de los dos frascos lavadores. El residuo que queda en elmortero se vuelve a tratar con unos 20 mL de ácido clorhídrico concentrado, sevuelve a decantar, y se hace así sucesivamente hasta completar 200 mL deácido clorhídrico que se han repartido entre los dos frascos lavadores. Seenfrían estos exteriormente con hielo (procurando que la temperatura noexceda de 12�C) y se le hace borbotear una corriente de cloro. Para producircloro se coloca en el primer matraz permanganato potásico (o bióxido demanganeso) y se deja caer por el embudo de llave ácido clorhídrico comercial.

A medida que el cloro actúa sobre esta suspensión, se observa que éstatoma color amarillo. Se continúa pasando cloro unas dos horas, agitandoperiódicamente, hasta obtener un líquido transparente (si es necesario seañade ácido clorhídrico). Se unen los líquidos de los dos frascos lavadores enuna matraz y se sumerge éste en mezcla de hielo y de sal común hasta lograr


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una temperatura de 0�C. Entonces se vierte sobre este líquido agitando unadisolución preparada con 8 gramos de cloruro amónico en 80 mL de agua,enfriada también a 0�C. Al cabo de poco tiempo empieza a precipitar elhexacloroplumbato amónico en forma de cristales de color amarillo. Se dejafiltrar el precipitado y al cabo de unas cuatro horas se filtra sobre un embudoBüchner y se lava con alcohol enfriado a 0�C desecándolo a temperaturaordinaria sobe plato poroso (o papel de filtro).

Celis 142Brauer 459Schlessinger 99Remy 555.


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1. Indicar las reacciones que tienen lugar.

2. ¿Por qué no se emplea el cloruro de plomo(IV) en vez de cloruro deplomo(II) si lo que se pretende obtener es una sal de plomo(IV)?

3. Indicar el método de Friedrich de obtención de cloruro de plomo(IV)¿Qué propiedades tiene este compuesto?

4. ¿Qué reacciones tienen lugar en el matraz generador de cloro?

5. a) ¿Qué reacción ocurre en el vaso con la disolución de cal o sosa?

b) ¿por qué se pone este vaso?


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6. ¿Por qué la disolución se pone amarilla al añadir el Cl2 sobre ella?

7. ¿Por qué se añade HCl hasta obtener un líquido transparente?

8. ¿Por qué se hace el paso de cloro a temperatura < 12�C?

9. ¿Por qué se añade el NH4Cl a 0�C?

10. ¿Por qué se lava el producto final con alcohol a 0�C?

RENDIMIENTOS


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PRÁCTICA 4

DISGREGACION BASICA DE SILICATOS: PREPARACION DE SILICE,ALUMBRE Y ALUMINA HIDRATADA

ATENCION : USAR GAFAS PROTECTORAS

En un crisol de hierro previamente lavado con una disolución diluida deácido clorhídrico, se calientan veinte gramos de hidróxido de sodio sólido hastaque fundan.

Se añaden después poco a poco, agitando cuidadosamente -porquepuede haber proyecciones- diez gramos de caolín, hasta que se forme unamasa compacta, que es preciso evitar que se pegue a las paredes del crisol.

Una vez enfriada la masa, se tritura y trata en un vaso PYREX con 200mL, o más si fuesen necesarios, de una disolución de ácido sulfúrico en agua(1:2); el residuo insoluble contiene la sílice, en cambio, el ión Al3+ pasa a ladisolución.

Separación de la sílice

El residuo insoluble se filtra al vacío, se lava en un embudo Büchner y seconserva el líquido filtrado con las aguas de lavado, para preparar después elalumbre y la alúmina hidratada.

Purificación de la sílice

La sílice que queda en el embudo está impurificada por el hierroprocedente del crisol, el caolín no disgregado, etc. Para purificarla se procedecomo se indica a continuación: se prepara una disolución concentrada de sosaañadiendo a 20 mL de agua lentejas de hidróxido de sodio hasta concentrarsuficientemente la disolución (~ 2-3 M). La sílice impura (el residuo delembudo) se trata con esta disolución en una vaso de precipitados. Lasimpurezas precipitan y se filtran en un embudo con lana de vidrio.


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En el líquido resultante se precipita de nuevo el gel de sílice añadiendounos 200 mL. de clorhídrico diluido al 15%. El gel de sílice se filtra y se lavacon agua, al vacío, hasta ausencia de cloruros, es decir, hasta que las aguasde lavado no enturbian una disolución diluida de nitrato o acetato de plomo.

El producto se deja secar sobre embudo Büchner y se calienta despuésen estufa a 180�C durante varias horas.

Obtención del alumbre potásico

A la mitad del líquido obtenido al extraer con ácido sulfúrico/agua (1:2) lamasa fundida en la disgregación, se añaden 30 gramos de sulfato potásico. Seconcentra calentando y se deja enfriar y cristalizar.

Obtención de la alúmina hidratada

Se añade a la otra mitad del líquido procedente de la disgregación ytratamiento posterior con ácido sulfúrico, una disolución concentrada decarbonato de sodio. Ha de controlarse el pH, que no debe ser superior a 8,mediante papel indicador.

El precipitado se filtra, se lava y se purifica como se indica a continuación.

Purificación de la alúmina hidratada

Se disuelve el precipitado en una disolución concentrada de hidróxido desodio, se filtran las impurezas no disueltas y se precipita de nuevo la alúminahidratada añadiendo una disolución al 15% de ácido clorhídrico hasta obtenerun pH=8. Se filtra y se lava después con agua en el Büchner hasta eliminarcloruros y se deja secar.


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1. ¿Porqué se emplea un crisol de hierro y no uno de porcelana o deplatino?

2. ¿Cuál es la fórmula de la caolinita?

3. ¿Qué estructura posee la caolinita?

4. ¿Cuál es la reacción que se verifica al calentar la caolinita y la sosa?

5. Explíquese la acción del ácido sulfúrico (l:l) sobre los productos de lafusión alcalina.

6. ¿Qué reacciones se verifican al tratar la sílice impurificada (mezclada,por ejemplo con Fe2O3), con una disolución saturada de hidróxido sódico?


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7. Escriba la reacción que se produce al tratar con ácido clorhídrico unsilicato disuelto.

8. ¿Cómo se puede comprobar que el gel de sílice precipitado nocontiene cloruros?

9. ¿Cuál es la fórmula del alumbre potásico?

10. ¿En qué reacción se fundamenta la preparación de alumbre potásicoa partir de sulfato potásico y del producto soluble de la fusión del caolín conhidróxido sódico?

11. ¿Cuál es la fórmula de la alúmina hidratada?

12. Escriba la reacción en que se basa la preparación de alúminahidratada a partir de la disolución saturada de carbonato sódico y el filtrado dela fusión con hidróxido sódico del caolín.


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13. ¿Qué estructura posee la alúmina?

14. ¿Por qué razón al tratar con una disolución saturada de carbonatosódico, el filtrado procedente de la disgregación del caolín con hidróxido sódicoha de mantenerse a pH inferior a 8?

15. Describa las operaciones a que es preciso someter la alúminahidratada que se obtiene en un primer momento para purificarla. En concreto,¿qué sucederá con el hierro presente como impureza?

16. ¿Cuál es la solubilidad en ácido sulfúrico y en hidróxido o carbonatosódico de cada uno de los constituyentes del caolín?

Partiendo sólo de estas solubilidades y con el guión de la práctica,explíquese cada una de las operaciones reseñadas en el guión.

RENDIMIENTOS


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PRÁCTICA 5

PREPARACION ALUMBRE DE HIERRO

Preparación del alumbre de hierro

Se disuelven 20 gramos de sulfato de hierro(II) heptahidratado en 20 mLde agua y se añaden gota a gota y agitando unos siete mililitros de ácidosulfúrico concentrado. La disolución se calienta hasta que hierva y se añadeuna cantidad ligeramente superior a los mililitros necesarios de ácido nítricoconcentrado para oxidar la sal ferrosa. Se calienta hasta consistencia dejarabe sobre baño de arena, se añade un poco de agua y se vuelve a repetir laoperación hasta la eliminación total del ácido nítrico. El residuo se disuelve en30 mL de agua y a esta disolución se añade otra caliente preparadadisolviendo 28 gramos de sulfato de amonio en 10 mL de agua. Se deja enfriary los cristales obtenidos se escurren a la trompa sobre un embudo Büchner, selavan con poca agua y finalmente se secan entre papel de filtro.


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1. Escriba la fórmula del alumbre de hierro y amonio.

2. ¿Qué clase de sal es el alumbre de hierro y amonio?

3. ¿Cómo se denomina este alumbre según las reglas de la I.U.P.A.C.?

4. ¿Cuántos gramos de alumbre se obtendrán partiendo de 20 gramos desulfato de hierro(II) heptahidratado si los pesos aproximados de las fórmulasson respectivamente 482 y 278 g.mol-1?

5. Calcular el rendimiento de esta práctica si se obtienen 17.5 g dealumbre.

6. ¿Por qué se recomienda en el guión que se añadan, antes de procedera oxidar el sulfato de hierro (II) unos 7 mL de ácido sulfúrico concentrado?


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7. ¿Cuántos mL de ácido nítrico al 40% son precisos para oxidar 20 g desulfato de hierro(II) a sulfato de hierro(III)?

8 Escriba la reacción de oxidación de la disolución de sulfato de hierro(II)mediante ácido nítrico concentrado en caliente a la misma sal de Fe(III) : (a)del modo mas simplificado posible; (b) de la manera más completa.

RENDIMIENTOS


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PRÁCTICA 6

OBTENCION DE NITRATO DE PLOMO(II) Y DE CLORURO DE PLOMO(II)

Utilizar vitrina de gases

Se toma con pinzas un trozo de plomo y se le aplica la llama del mecheropara que funda. Las gotas de plomo fundido se recogen en una cápsulagrande de porcelana con agua.

Se toman unos 35 gramos de este plomo y se colocan en un matrazesmerilado de 500 mL. Se vierte en el matraz una disolución diluida ( al 15-20%) de ácido nítrico en cantidad como el 20% más de la necesaria parareaccionar con los 35 gramos de plomo. Se coloca un refrigerante en el cuellodel matraz para condensar los vapores formados.

Se calienta el matraz grande en una manta calefactora hasta la disolucióncompleta del plomo.

Se deja enfriar un poco, se mide el pH de la disolución, que debe sermenor de 7, y se filtra en un embudo con lana de vidrio hasta obtener unlíquido transparente. El filtrado se concentra sobre baño de arena hasta quecristaliza en forma de octaedros.

Preparación de cloruro de plomo (II).

Se prepara una disolución saturada (suficientemente concentrada) denitrato de plomo. Sobre la disolución de nitrato de plomo se vierte la cantidadequivalente de ácido clorhídrico. Se deposita un polvo blanco cristalino decloruro de plomo al que, una vez posado, se añade un poco de agua fría. Selava el precipitado unas cuantas veces por decantación, hasta que la faselíquida tenga reacción neutra.


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Para recristalizar el cloruro de plomo, se trata con la cantidad de aguahirviendo necesaria para disolverlo completamente (100 mL. de agua a 100�Cdisuelven 3,34 gramos de cloruro de plomo). Se filtra en caliente y se dejaenfriar. El cloruro de plomo se deposita en agujas brillantes e incoloras. Sefiltra sobre un embudo de vidrio y se lava con alcohol.

Celis 140-141Remy 549-552


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1. ¿Por qué se funde el plomo y se recogen las gotas con una cápsulacon agua?

2. Escriba la reacción que se verifica entre el plomo y el ácido nítricodiluido.

3. Si el peso de la fórmula del ácido nítrico y el peso atómico del plomoson aproximada y respectivamente 63 y 207 g.mol-1, ¿cuántos mL de ácidonítrico al 20% (d =1.2 g.cm

-3) se necesitan para disolver 35 gramos de plomo?

4. Indique dos razones que aconsejan añadir la disolución de ácido nítricoen una cantidad 20% mayor que la necesaria para reaccionar con el plomo.

5. ¿Por qué hay que medir el pH y comprobar que es inferior a 7 cuandoel plomo ha acabado de disolverse?


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6. ¿Qué sería necesario hacer si el pH de esta disolución resultarasuperior a 7?

7. Escriba las fórmulas posibles para cuatro nitratos básicos de plomo(II)diferentes.

8. La tabla siguiente indica, en g/100mL, las solubilidades del nitrato ycloruro de plomo a 0� y a 100�C:

0�C 100�CPb(NO3)2 38 127PbCl2 0.67 3.34

Explicar con estos datos y el guión de la práctica, el modo de proceder enla recristalización del cloruro de plomo.

9. ¿Cuál es la reacción que se verifica al añadir ácido clorhídrico a unadisolución saturada de nitrato de plomo?

10. ¿Cuántos mL de una disolución de ácido clorhídrico de densidad 1,05g.cm-3 y concentración de 10,7 g por 100 mL. hacen falta para reaccionar conel nitrato de plomo preparado a partir de 35 g de plomo? ¿Cuántos gramos decloruro de plomo se obtendrían? Los pesos son aproximadamente: HCl, 36.5;Pb, 207; PbCl2, 278, todos ellos en g.mol-1.


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11. ¿Cuánto cloruro de plomo precipitaría y cuánto quedaría disuelto alañadir ácido clorhídrico diluido a 500 mL. de una disolución saturada de nitratode plomo a 100�C? Pesos moleculares: Pb(NO3)2 = 393; PbCl2=278 g.mol-1;solubilidad nitrato de plomo 127g/100 cm

3; idem PbCl2 : 3,34 g/100 cm

3.

12. Si se obtienen 30 grageas (1 gragea pesa 0,5 gramos) de cloruro deplomo impurificado, ¿cuánta agua hirviendo hará falta para disolverlos?

13. ¿En qué propiedad física se basa la purificación del cloruro de plomoque usted ha llevado a cabo en esta práctica?

14. ¿Por qué el cloruro de plomo preparado añadiendo una disolucióndiluida de ácido clorhídrico a otra saturada de nitrato de plomo, precipita enpolvo y no en agujas cristalinas como las obtenidas al purificarlo?

RENDIMIENTOS


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PRÁCTICA 7

PREPARACION DE UN COMPLEJO DE MANGANESO (III)

ATENCION: EMPLEAR VITRINA DE GASES EN LA PRIMERA PARTEDE LA PRÁCTICA

Se calientan en un vaso de precipitados a 70�C 200 mL de solución 2Mde ácido oxálico dihidratado, y a continuación se añaden, pausadamente yagitando, 7 gramos de permanganato potásico pulverizado. Una vezdecolorada la disolución se añade 7 gramos de carbonato potásico. La mezclase enfría y se diluye con 200 mL de agua previamente enfriada, pasándose aun frasco oscuro que se introduce en mezcla frigorífica. Se añaden a éste 1,5gramos de permanganato potásico pulverizado.

La disolución de color rojo cereza intenso se filtra a vacío. El filtrado, quese mantendrá en hielo, se trata con 200 mL de alcohol absoluto previamenteenfriado y se deja en reposo para que cristalice manteniéndolo en mezclafrigorífica.

El precipitado, separado por filtración a vacío, se lava sobre el Büchnercon alcohol absoluto siempre enfriado. Los cristales de color rosa pálido sesecan con papel de filtro y se guardan en frasco oscuro o al abrigo de la luz.

Brauer 881


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1. ¿Qué reacción ocurre entre el permanganato, el ácido oxálico y elcarbonato potásico?

2. ¿Cuál es el complejo formado? ¿Cómo se denomina?

3. ¿Por qué se añaden 1,5 gramos de permanganato potásico?

4. ¿A qué se debe el burbujeo observado tras la adición de carbonatopotásico?

5. ¿Por qué se emplean frascos oscuros?

6. ¿Por qué se trabaja a bajas temperaturas?

7. ¿Por qué se emplea alcohol en el lavado del complejo?


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8. ¿Es el Mn(III) el EO más estable del Mn en disolución ácida?

9. ¿Será el complejo de espín alto o de espín bajo?

RENDIMIENTOS


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PRÁCTICA 8

PREPARACION DE SULFATO DOBLE DE POTASIO Y CROMO(III) 12-HIDRATADO (ALUMBRE DE CROMO)

Se disuelven 12,5 gramos de dicromato potásico en 50 mL de agua y seañaden 18 gramos de ácido sulfúrico concentrado. Esta mezcla se coloca enuna cápsula enfriada exteriormente con hielo; sobre la pared interna de lacápsula se apoya el extremo de un embudo de llave, donde se colocan 15gramos de alcohol etílico del 80 %. Se regula la salida del alcohol gota a gota,procurando que la temperatura no pase de 10�C. Se deja reposar la mezcla yal cabo de 24 horas se encuentra en las aguas madres el alumbre de cromocristalizado. Para recristalizarlo se disuelve en la menor cantidad posible deagua a temperatura no superior a 28�C y se deja cristalizar a temperaturaordinaria.

Celis 49Remy (II), 143


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1. Indicar las reacciones que ocurren e indicar en qué consiste el métodode obtención descrito. Igualar la reacción.

2. ¿Qué es un alumbre?

3. ¿Qué otro método de obtención de este alumbre podría emplearse?

4. ¿Qué ocurre si no se mantiene la temperatura por debajo de 10�C?¿Podría obtenerse de nuevo el alumbre?

5. ¿Por qué se añade gota a gota el etanol? ¿A qué compuesto se oxidael etanol?


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6. ¿Qué método de obtención industrial de alumbre de cromo conoce?¿Para qué se emplea?

7. ¿Conoce otros alumbres de cromo?

8. ¿Cuántos gramos de alumbre de cromo serán necesarios parapreparar una disolución 1N de KCr(SO4)2? Pesos moleculares: alumbre 450g.mol-1, sulfato doble 283 g.mol-1. Prepárese un litro de disolución.

9. ¿Qué estructura presenta este alumbre?

RENDIMIENTOS


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PRÁCTICA 9

PREPARACION DEL OXIDO DE CROMO (III)

Se colocan en el centro de una cápsula de porcelana grande, de almenos 20 cm de diámetro, 2,5 gramos de dicromato amónico finamentemolido formando un pequeño montón . A continuación, se lleva la cápsula a unlugar donde no haya sustancias inflamables cercanas, p.e. en una vitrina. Secalienta al rojo el extremo de un alambre de hierro y se lleva a la cápsulatocando con él en el centro del montoncito de la sustancia hasta que lareacción se mantenga por sí sola gracias a su gran exotermicidad. Seproducirá entonces una lluvia de fragmentos inflamables en las inmediacionesde la cápsula.

Si la reacción no se inicia o no se concluye de una sola vez, rehacer elmontoncito, una vez frío, y repetir la operación, tantas veces como seanecesario.

Se extrae el producto verde insoluble en agua destilada caliente, hastaque las aguas de lavado sean incoloras. Se seca el Cr2O3 obtenido a unos110�C, en estufa, y se pesa.

Schlessinger 22Remy (II) 134


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1. ¿A qué se debe su capacidad de reaccionar?

2. Describir la reacción que se produce en esta práctica.

3. ¿Por qué es necesario calentar un alambre y tocar con él alcompuesto?

4. ¿Qué tipo de sustancia es el óxido de cromo?

5. ¿Puede disolverse el óxido de cromo en medio ácido? ¿Cómo?

6. ¿Qué ocurre si se calienta a 1000�C/2-3 h el óxido de cromo?

7. ¿Conoce algunas aplicaciones del Cr2O3?

8. ¿Qué especie es más estable Cr(II) o Cr(III)?


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10. Si el potencial de reducción normal del par Cr2O72-/Cr3+ es 1,33 V,¿será el dicromato potásico un buen agente reductor?

RENDIMIENTOS


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PRÁCTICA 10

PREPARACION DE TRIOXALATO ALUMINATO(III) DE POTASIOTRIHIDRATADO.

DETERMINACION DEL CONTENIDO EN OXALATO DEL COMPLEJO

a) Preparación de trioxalato aluminato (III) de potasio trihidratado.

Colocar virutas de aluminio (0,25 g) en un erlenmeyer y añadir aguacaliente (2,5 mL). Añadir a continuación, en pequeñas porciones, 7,5 mL deKOH 4M dejando atemperarse el desprendimiento del hidrógeno, antes de lasiguiente adición. Si al terminar la adición quedara parte de aluminio sindisolver, calentar la mezcla a ebullición. Puede que quede un residuo negro deimpurezas. Disolver 3,5 g. de ácido oxálico dihidratado en 5 mL de agua yañadir esta disolución gota a gota en embudo de llave a la disolución hirvientede aluminato hasta que el precipitado blanco de alúmina justamente seredisuelve. No añadir un exceso de ácido oxálico. Separar el precipitado quepueda presentar la disolución en un embudo Büchner. Cuando el filtrado estéfrío, añadir 12,5 mL de etanol y agitar la disolución. Se obtiene el producto enforma de cristales incoloros. Si al añadir etanol se separa el producto en formade aceite, rascar y agitar con varilla de vidrio para inducir la cristalización.Recoger el producto en un embudo Büchner, lavarlo con etanol y secarlo en undesecador.

b) Determinación del contenido en oxalato del complejo

1) Preparación de las soluciones valorantes

- Sulfato de Ce (IV) ~ 0.1M: Pesar aproximadamente 10.1 g deCe(SO4)2·4H2O, transvasarlos a un erlenmeyer de 250 mL y añadirunos 150 mL de H2O destilada y unos 10-15 mL de H2SO4

concentrado. Calentar moderadamente con agitación. Pasar a unmatraz aforado de 250 mL y aforar.


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- Sulfato de hierro (II) y amonio 0.1M: Calcular y pesar la cantidadnecesaria de sulfato de hierro (II) y amonio para preparar 250 mL,diluir y llevar a 200 mL en un matraz aforado

1) Titulación de la solución valorante (Sulfato de Cerio (IV))

El sulfato de cerio no es una sustancia de tipo primario, por ello lasolución preparadaq no es de concentración exactamente conocida. Paraconocer exactamente su concentración es preciso titularla por contrastaciónfrente a una sustancia de referencia que sea patrón primario1, que en estecaso es el sulfato de hierro (II) y amonio.

Para ello se toman 25 mL de la disolución de sulfato de cerio (IV). Secalienta la mezcla a 60�C durante 4 minutos, y se valora la solución enfriadacon el sulfato de hierro(II) y amonio 0.1M utilizando como indicador una gotade ferroina.

2) Determinación del contenido en oxalato del complejo

Para determinar el contenido en oxalato del complejo se emplea elmétodo siguiente: Se disuelve en 25 mL de agua una cantidad pesada conprecisión (0.200 g) del complejo de aluminio, obtenido en el apartado a) deesta práctica. Se añaden 50 mL de la solución de sulfato de cerio(IV). Secalienta la solución a 60�C durante 4 minutos. Se enfría a temperaturaambiente y se añade el indicador (ferroina, una gota) y se valora el exceso deCe(IV) con la disolución de sulfato de hierro(II) y amonio 0,10 M.

Calcular el % de oxalato en el complejo de aluminio y comparar este valorcon el valor teórico.

Remy (II), 285Schlessinger 121-122

1 Sustancia Patrón Primario: Debe reunir varios requisitos; 1º Un alto grado de pureza. 2º ser fácil deobtener o preparar en estado de alta pureza. 3º Conservarse indefinidamente sin alteración química (debeser estable al aire (O2), no ser higroscópica, etc.). 4º No debe reaccionar con el agua (solvente) o con lassustancias presentes en ella (O2 disuelto, CO2, etc.). 5º Tener un peso equivalente alto, para minimizar elerror de pesada. 6º Debe cumplir todos los requisitos de un análisis volumétrico, la reacciónestequiométrica que produzca debe ser sencilla y rápida y presentar una variación brusca de cualquierparámetro en el punto de equivalencia.


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1 A partir de la configuración electrónica del Al y de su posición en latabla periódica predecir si el Al y el B darán complejos octaédricos.

2 ¿Qué reacción tiene lugar entre el Al en virutas y la potasa? ¿Por quése desprende H2?

3 ¿Qué ocurre al añadir gota a gota ácido oxálico?

4 ¿Para qué se añade el alcohol sobre la mezcla final?

5 ¿Cuál es la estructura del complejo? Describir la naturaleza del enlacemetal-ligando

6 Esquematizar el proceso de valoración del contenido en oxalato delcomplejo.


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7 Determinar el contenido en oxalato del complejo a partir de lossiguientes datos: Peso complejo, trioxalato aluminato (III) de potasio trihidrato:0.2000 g; mililitros de sulfato ferroso amónico 0.1M empleados con el excesode Ce4+ : 25.0 mL. Equivalencia Ce4+ <> Fe2+ (1 mL Ce4+ <> 1.02mL Fe2+). Seempleó el método de determinación indicado en la práctica.

8 ¿Se puede predecir si el complejo será de espín alto o espín bajo?

RESULTADOS


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PRÁCTICA 11

PREPARACION DE IODURO DE MERCURIO(II) SUBLIMADO

ATENCION : UTILIZAR VITRINA DE GASES EN EL PROCESO DESUBLIMACION

Una disolución de 13,5 gramos de cloruro de mercurio(II) en 150 mL deagua, se mezcla en otra disolución de 16,6 gramos de ioduro de potasio en200 mL de agua. El ioduro de mercurio(II) de color rojo, se filtra por succión, selava bien con 100 mL de agua y se deshidrata en un desecador.

El material seco (aproximadamente 22,5 g.) se coloca en una cápsula deevaporación de 10,2 cm, la cual deberá encontrarse sumergida hasta las trescuartas partes de su altura en un baño de arena y, además, cubierta con elfondo de un vaso, matraz erlenmeyer o material PYREX, de tamaño suficiente.Por calentamiento del baño el ioduro sublima en forma de vapores amarillos(PRECAUCIÓN: LOS VAPORES SON PELIGROSOS). Estos vaporescondensan en la cubierta a modo de prismas amarillos y rojos de hasta 2 cmde longitud. El producto se recupera sustituyendo periódicamente las cápsulasde Petri (o los vidrios de reloj). Al final queda un residuo ligeramente grisáceoconstituido por las impurezas que no sublimaron.

El producto de color amarillo, se transforma lentamente en el materialrojo; el proceso se puede acelerar raspando o golpeando ligeramente loscristales. Rendimiento 21-22 g.

Schlessinger 39 Remy (II) 470


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1. Indicar la reacción que tiene lugar.

2. Indique otros métodos de obtención de HgI2

3. ¿Qué son los cristales amarillos y rojos? ¿Cuál es más estable? ¿Cuálse forma primero?

4. ¿En qué consiste el proceso de sublimación?

5. ¿Qué materiales conoce que se puedan colocar como deshidratantesen un desecador?


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6. ¿Qué rendimiento se obtiene en el proceso si se han logrado 22 g deHgI2?

RENDIMIENTOS


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PRÁCTICA 12

PREPARACION DE CROMO POR ALUMINOTERMIA

Se mezclan 25 gramos de óxido de cromo con 15 gramos de aluminio enpolvo y se colocan en un crisol refractario. Sobre la mezcla se colocan 2gramos de azufre y una cinta de magnesio.

La reacción se lleva a cabo en el exterior del edificio, manteniendo elcrisol refractario en arena. Al encender la cinta CON PRECAUCION, pues sealcanzan temperaturas de 3000�C si toda la mezcla llega a reaccionar, y unavez finalizada la reacción, se aconseja golpear el crisol sobre el fondo delrecipiente, para que la masa fundida caiga al fondo. Una vez terminada lareacción y enfriada la mezcla se rompe el crisol, debiendo aparecer en elfondo un botón de cromo.

Brauer 800Schlessinger 13Celis 36Remy (II) 125 y ss.


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1. ¿Qué EO presenta el Cr en el K2Cr2O7?

2. Escribir la reacción re-dox de K2Cr2O7 + S

3. ¿Cuántos gramos de S (PA = 32) harán falta para reducir 25 g deK2Cr2O7 (PM = 294)?

4. ¿Por qué se recomienda tapar el crisol de tierra refractaria en el que secailenta la mezcla de K2Cr2O7 y S?

5. ¿Qué vapores se desprendes?

6. ¿Para qué se vierten en 200 mL de agua los productos de reacción yluego se calienta el sólido que queda?


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7. ¿Cómo se comprueba que el Cr2O3 no contiene sulfatos?

8. ¿Cuál es el fundamento, desde un punto de vista termoquímico, de lasaluminotermias?

9. ¿Cuál es la función del azufre que se coloca sobre la mezcla dealuminio y óxido de cromo(III) pulverizado? ¿Y la del magnesio?

10. Cuanto g de Cr2O3 se obtendrán a partir de 25 g de K2Cr2O7 (PM =294)

11. El peso atómico aproximado del aluminio es 27 g.mol-1. ¿Cuántoaluminio hace falta para reducir unos diez o doce gramos de óxido decromo(III)?

12 ¿Qué orden de temperaturas se alcanzan en una aluminotermia?


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13 ¿Por qué se recomienda que se efectúe en el exterior la reacción y eluso de guantes y gafas protectoras?

14 ¿Cuál es el componente más importante de la escoria en unaaluminotermia?

RENDIMIENTOS


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PRÁCTICA 13

PREPARACION DE TRIOXALATO CROMATO (III) POTASICO

3 gramos de dicromato de potasio finamente dividido se adicionan a unadisolución caliente de ácido oxálico dihidratado (8,8 gramos en 25 mL deagua). Calentar hasta casi ebullición, añadir 3,7 gramos de oxalato potásicomonohidratado hasta que se disuelva. Enfriar y añadir 5 mL de etanol al 96%.Recoger los cristales en Büchner y lavar con etanol:agua 1:1 y luego conetanol. Secar a vacío.

Schlessinger 123Brauer 822Remy (II) 140


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1. ¿Qué reacción ocurre entre el oxalato, el oxálico y el dicromato?

2. ¿Qué tipo de reacción es?

3. ¿Quién se oxida en el proceso?

4. ¿Y quién se reduce?

5. ¿Cómo cristaliza el complejo?

6. ¿Qué ocurre si a una disolución acuosa del complejo se le añadeBaCl2?

7. ¿Será el complejo de espín alto o de espín bajo?

RENDIMIENTOS


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ANEXO

Figura 1: Matraz aforado. Posición del codo de aforo respecto a la línea de enrase.

Figura 2: Forma de verter desde un vaso a un embudo empleando una varilla de vidrio.

Figura 3: Forma de verter desde un vaso a otro, empleando una varilla de vidrio paraevitar salpicaduras.

Figuras 4, 5 y 6: Pipeta, forma de cogerla y de verter el contenido en un tubo de ensayo.

Figura 7: Posición y giro de la llave de una bureta.

Figura 8: Posición de los ojos en relación con la bureta para efectuar la lectura.

Figura 9: Fabricación de un filtro de papel para embudo de cristal.

Figura 10: Montaje de embudo de cristal para filtración, con soporte. Manera de verterdesde el vaso al embudo.


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TABLAS

Tabla 1: Densidades del Agua. Presión de vapor de agua.

Tabla 2: Densidades de algunos ácidos en función de su riqueza.

Tabla 3: Densidades de algunas bases en función de su riqueza.

Tabla 4: Constantes de ionización de bases y ácidos débiles. Productos de solubilidad.

Tabla 5: Reglas de solubilidad en agua.

Tabla 6 Potenciales estándares de reducción.

Tabla 9: Clasificación periódica de los elementos químicos.


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Documents

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