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ANÁLISIS QUÍMICO CUALITATIVO

Nombre del alumno:________________ Nombre del docente:________________ Grado & Grupo:_______

Formador de jóvenes de manera integral

Manual de Prácticas Semestre: Agosto 2018- Enero 2019

Revisión: Dra. Yadira Aguilar Gutiérrez

DIRECCIÓN GENERAL DE EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR

Dra. Yadira Aguilar Gutiérrez

MANUAL DE PRÁCTICAS

ANÁLISIS QUÍMICO

CUALITATIVO

NOMBRE DEL ALUMNO: _______________________________________________________

GRADO Y GRUPO: ___________

Agosto 2018

http://popnano.ru/studies/

i

Manual de prácticas Análisis Químico Cualitativo

DGEMS Universidad de Colima

INDICE

Introducción ………………………………………………………………………………………… ii

Competencias del curso…………………………………………………………………………… iii

Normas generales para el trabajo experimental………………………………………………... iv

Prácticas de la asignatura:

1. Conducción adecuada en un laboratorio escolar ………………………………………… 1

2. Propiedades de los grupos de compuestos químicos inorgánicos ……………………... 6

3. Técnicas de experimentación en el análisis cualitativo ………………………………….. 11

4. Diseño de una reacción química controlando el reactivo limitante ……………………... 16

5. Valoración de la trayectoria experimental I ………………………………………………... 21

6. Identificación de metales con la técnica de coloración a la llama ………………………. 23

7. Identificación de metales con la técnica de ensaye a la perla …………………………... 27

8. Identificación de aniones y cationes con la técnica de calentamiento en tubo al rojo... 31

9. Identificación de sustancias por calentamiento con ácido sulfúrico……………………… 36

10. Valoración de la trayectoria experimental II ……………………………………………….. 41

11. Reacciones a la gota ………………………………………………………………………… 43

12. Marcha analítica para cationes del grupo I ………………………………………………... 49

13. Equilibrio ácido base …………………………………………………………………………. 53

14. Equilibrio heterogéneo: Constante del producto de solubilidad ………………………… 57

15. Uso de la kps en la predicción de la precipitación ………………………………………... 61

16. Valoración de la trayectoria experimental III ………………………………………………. 66

Referencias bibliográficas ………………………………………………………………………… 68

ii



INTRODUCCIÓN

El presente manual de actividades prácticas de Análisis Químico Cualitativo está dirigido a estudiantes

de la Universidad de Colima del Nivel Medio Superior que cursan el tercer semestre del plan de

estudios de la carrera de Técnico Analista Químico. El propósito de este documento es guiar a los

estudiantes durante el desarrollo de las actividades experimentales que se desarrollarán a lo largo del

curso de Análisis Químico Cualitativo, las mismas se diseñaron con la finalidad de fortalecer los

aprendizajes contenidos en el programa de la asignatura y favorecer en forma conjunta el desarrollo

de competencias.

El diseño del manual para Análisis Químico Cualitativo permite al docente durante una sesión práctica,

asignar diferentes experimentos a cada uno de los equipos de laboratorio o en su defecto, que cada

uno de los equipos desarrolle todos los experimentos indicados en la práctica correspondiente.

Dependiendo de la organización de las actividades, los estudiantes tendrán situaciones de

aprendizaje que los obligan a generar una discusión al interior del equipo para articular saberes de

diversos campos del conocimiento y poder fundamentar los fenómenos que observan a lo largo de la

sesión, además de defender una postura personal al momento de redactar las conclusiones. La

diversidad de los resultados obtenidos para los experimentos evita que los estudiantes compartan

información de actividades que no realizaron favoreciendo el aprendizaje significativo.

El tiempo asignado para una práctica, dependerá de la planeación docente desarrollada para la

asignatura y de la organización de los experimentos por parte de los estudiantes del curso; por lo

cual, una práctica podrá desarrollarse en una o varias sesiones de laboratorio según convenga

alcances del aprendizaje previamente planeado.

El documento está integrado por 16 prácticas cada una de las cuales contiene diversas actividades

experimentales que favorecen la apropiación de conocimientos, habilidades y aptitudes propias del

análisis químico cualitativo, las prácticas 5,10 y 16 son actividades referentes a la evaluación de las

sesiones experimentales, se considera una auto evaluación y coevaluación por parte de los

estudiantes para con sus compañeros de equipo, el planteamiento de dichas actividades son con la

finalidad de encontrar áreas de oportunidad para los integrantes del equipo y favorecer un mejor

desempeño al interior del mismo. El resto de las actividades corresponden a diversos fenómenos que

los estudiantes del curso de Análisis Químico Cualitativo necesitan reproducir para desarrollar la

competencia propia de la asignatura, así como demostrar principios básicos para comprender el

comportamiento de una reacción química que permita la identificación de diversos analitos en una

muestra.

iii



Las prácticas están diseñadas con un enfoque constructivista, por lo que exige que el estudiante

acuda a la sesión experimental con un mínimo de conocimientos previos delimitados por un

cuestionario de inicio, por lo que antes de acudir a la sesión, el estudiante tiene la obligación de

desarrollar una investigación documental que le permita adquirir conocimientos relacionados con las

preguntas de inicio de la actividad, por otra parte es importante que el alumno conozca los

experimentos que se verán implicados en la actividad por lo que se requiere una lectura previa de la

metodología de los experimentos, la misma será evidenciada a través de la elaboración de un

diagrama que facilite identificar en forma sistemática la secuencia de pasos para un experimento.

COMPETENCIAS DEL CURSO DE ANÁLISIS QUÍMICO CUALITATIVO

ASIGNATURA

Se conduce correctamente dentro de un laboratorio escolar al realizar experimentos con diversas

reacciones químicas para estudiar el equilibrio que se establece entre ellas, su velocidad de reacción

y estequiometria; además de proponer reacciones de identificación de varias sustancias de interés y

su aplicación en otras áreas del conocimiento.

GENERICAS

4. Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos contextos mediante la

utilización de medios, códigos y herramientas apropiados.

4.3 Identifica las ideas clave en un texto o discurso oral e infiere conclusiones a partir de ellas.

7. Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida.

7.3 Articula saberes de diversos campos y establece relaciones entre ellos y su vida cotidiana.

8. Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos.

8.1 Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo, definiendo un

curso de acción con pasos específicos.

DISCIPLINARES EXTENDIDAS DE LAS CIENCIAS EXPERIMENTALES

7. Diseña prototipos o modelos para resolver problemas, satisfacer necesidades o demostrar

principios científicos, hechos o fenómenos relacionados con las ciencias experimentales.

8. Confronta las ideas preconcebidas acerca de los fenómenos naturales con el conocimiento

científico para explicar y adquirir nuevos conocimientos.

iv



NORMAS GENERALES PARA EL TRABAJO EXPERIMENTAL

1. Atender las instrucciones indicadas en el Reglamento General de Laboratorios de los Planteles

del Nivel Medio Superior de la Universidad de Colima.

2. Acudir a la sesión experimental con los materiales necesarios para el desarrollo de esta,

realizar una lectura previa del tema a abordar para contestar el cuestionario de inicio de la

práctica, así como, elaborar un diagrama de flujo sobre la metodología a desarrollar.

3. La asistencia es obligatoria y la tolerancia para el ingreso a la actividad será de 10 minutos

máximo. Queda estrictamente prohibido fumar, introducir y/o comer alimentos dentro del

laboratorio. Aquel que se sorprenda ingiriendo alimentos será acreedor a la expulsión del aula.

4. El uso de bata es obligatorio para evitar manchas y quemaduras, queda prohibido el ingreso

a estudiantes que no la portan o ajenos a la práctica.

5. Al ingresar al laboratorio, es importante revisar que tanto las instalaciones como el material de

trabajo se encuentran en condiciones adecuadas para el trabajo (integridad del equipo,

material, limpieza, etc.), comunicar cualquier anomalía al profesor.

6. Cada grupo de trabajo será responsable del material y/o equipo asignado para la práctica, en

caso de que éstos regresen al almacén con alteraciones físicas, se tendrá que reponer o

costear la reparación, según sea el caso.

7. Hacer uso exclusivo de las mesas de trabajo para el desarrollo de los experimentos, mantener

fuera del área de trabajo los libros y objetos ajenos al desarrollo del experimento.

8. Evitar realizar actividades ajenas a la práctica, en caso de que se detecte al estudiante

haciendo tareas de otra asignatura, será acreedor a una expulsión y los documentos retenidos

de otras asignaturas se entregarán a las autoridades del plantel.

9. Iniciar la práctica después de escuchar las indicaciones por parte del docente, así como de

haber realizado las adecuaciones correspondientes en sus notas del manual.

10. Es importante que, durante el desarrollo de la práctica, el estudiante mantenga el orden y la

disciplina. Evitar jugar con los aparatos, conexiones eléctricas, así como con las llaves de gas

y agua, verificar que éstas quedan cerradas cuando no se están usando.

11. Queda prohibido ingerir u oler directamente cualquier sustancia de carácter orgánico o de

origen desconocido, así como evitar el contacto de estas con la piel.

12. Extremar los cuidados al trabajar con sustancias inflamables, tóxicas o corrosivas. Leer las

características físicas, químicas y riesgo biológico, así como las indicaciones para el manejo

de cualquier sustancia antes de iniciar la práctica.

13. Nunca se vierte agua al ácido sulfúrico concentrado, debes hacerlo de manera inversa, pero

con cuidado, evitando las proyecciones de los líquidos fuera del recipiente.

v



14. Comunicar cualquier tipo de accidente, como quemaduras o heridas con objetos

punzocortantes al profesor de laboratorio.

15. Con el fin de evitar la contaminación de los reactivos, queda prohibido regresar los excedentes

al frasco o contenedor.

16. La mesa, así como el material de trabajo, deben quedar limpios y ordenados, antes de retirarse

del aula, se deben de apagar y desenchufar los aparatos y/o equipos, además de subir los

bancos a la mesa.

17. Antes de salir del aula, lavarse las manos perfectamente para evitar intoxicaciones o alguna

reacción de hipersensibilidad producida por el contacto con algunos reactivos.

18. Es recomendable contestar el manual el mismo día de la práctica sin importar el momento de

la revisión, esto favorecerá el aprendizaje autónomo y evitará contratiempos al momento de

la revisión.

19. La práctica se considerará finalizada en el momento que el profesor lo indique, podrán salir

del laboratorio en el momento que el docente de su autorización.

20. En caso de corresponder, al concluir las actividades realizar la limpieza del laboratorio.

1

Práctica 1 Conducción adecuada en un laboratorio escolar


PRÁCTICA No. 1

Conducción adecuada en un laboratorio escolar

LO QUE DEBO SABER ANTES DE INICIAR LA ACTIVIDAD EXPERIMENTAL. Antes de asistir a tu práctica en el laboratorio, es indispensable que realices una investigación previa, necesaria para mejorar tu desempeño, guíate contestando las siguientes preguntas:

1. ¿Qué función tiene un laboratorio escolar destinado a las asignaturas relacionadas con

Química?

2. ¿Con qué características debe contar un laboratorio escolar para considerarse adecuado y seguro para el trabajo de los estudiantes?

3. ¿Cómo se puede identificar la peligrosidad de los reactivos que se usan en las prácticas? Describe brevemente una estrategia

4. ¿Qué equipo de protección contra sustancias peligrosas conoces?, describe su función brevemente.

REFERENCIAS:

Vo. Bo. Profesor

2



OBJETIVO:

El alumno conoce las normas de seguridad de un laboratorio escolar, identifica situaciones de riesgo

y propone medidas preventivas para promover la conducción adecuada durante el desarrollo de las

actividades experimentales

INTRODUCCIÓN:

El laboratorio escolar es considerado un salón más de la infraestructura del plantel, destinado a la

realización de experimentos, prácticas o trabajos de carácter científico; sin embargo, muy pocas

personas lo consideran un espacio donde los estudiantes, así como el docente, están expuestos a

diversos tipos de riesgo o peligro. Para transformar esta área en un sitio seguro para el trabajo, es

necesario que los usuarios se informen sobre los riesgos potenciales que se pueden presentar

durante el desarrollo de los procesos experimentales y al mismo tiempo es indispensable que

dispongan de una estrategia que les indique cómo proceder en caso de estar expuesto a cierto tipo

de peligro.

El riesgo más común al que se van a enfrentar los estudiantes es a la exposición de sustancias que

en algunos casos se pueden considerar peligrosas o tóxicas, por ello es importante conocer el grado

de peligrosidad de las mismas revisando la simbología conocida como de diamante o de la NFPA 704

(National fire protection Association). Otras situaciones que requieren la atención de los estudiantes

es el peligro de incendio, las quemaduras y/o cortaduras.

La organización de las actividades durante la sesión experimental se dispone con la finalidad de que

los alumnos desarrollen habilidades relacionadas con las bases de la experimentación, provocando

que el estudiante siga una secuencia lógica de pasos, planifique y organice las actividades para

conseguir conducirse en forma adecuada dentro del aula; además de conseguir una manipulación y/o

manejo pertinente de los recursos como el uso del material y equipo para el análisis cualitativo.

MATERIAL Y EQUIPO:

Investigación documental sobre el tema1.

Pliego de papel bond

Plumones

Frasco reactivo con la simbología del diamante

Materiales y equipo de uso de rutina en el análisis cualitativo2 1El docente puede complementar la información proporcionando lecturas relacionadas con la temática a desarrollar 2Se recomienda proporcionar solo el material desconocido por los estudiantes o de uso complejo.

DESARROLLO:

1. Organizar al grupo en equipos de trabajo.

2. El profesor proporciona a los estudiantes el material de uso común en el análisis cualitativo

para que conozcan su función.

3. Los estudiantes elaboran una tabla con nombre, función y dibujo del material y/o equipo.

4. El profesor proporcionará a los estudiantes una lectura alusiva al tema.

3



5. Leer el documento sobre la conducción adecuada dentro del laboratorio.

6. Elaborar un organizador gráfico para compartir la información.

7. El equipo socializa la información de su organizador con el resto de sus compañeros.

8. Revisa el frasco reactivo proporcionado por tu profesor y analiza la etiqueta con la información

en el símbolo del diamante. Determina su peligrosidad.

OBSERVACIONES: Llena el cuadro con la información del material proporcionado por el profesor

Nombre Función Dibujo

Elabora un cuadro comparativo de las situaciones de riesgo y los cuidados para la prevención de las mismas.

Situación de riesgo Prevención y/o Solución

4



Realiza una revisión del estado actual de tu laboratorio y a manera de diagnóstico elabora una lista de las situaciones que cambiarias para mejorar la seguridad de los estudiantes.

Llena el siguiente cuadro con la información de la etiqueta de tu frasco reactivo

Sustancia Nombre: Fórmula:

Color Significado Grado

Rojo

Amarillo

Azul

Blanco

CONCLUSIÓN:

CUESTIONARIO:

1. ¿Por qué es importante conocer la distribución de un laboratorio escolar?

2. ¿Qué diferencias existen entre la mufla y la estufa?

5



3. ¿Qué importancia tiene el uso del desecador en el análisis cualitativo?

4. ¿Qué medidas de seguridad se deben de considerar en forma prioritaria durante el trabajo experimental?

5. ¿Qué función tiene el símbolo de diamante en la etiqueta de un frasco reactivo?

6. ¿Qué tipo de cuidados se deben de tener al trabajar con ácidos?

Fecha

Vo.Bo. Titular Vo.Bo. Laboratorista

6

Práctica 2 Propiedades de los grupos de compuestos químicos inorgánicos


PRÁCTICA No. 2

Propiedades de los grupos de compuestos químicos inorgánicos


1. Enlista la estructura y nombre de los grupos funcionales de los compuestos químicos

inorgánicos.

2. Investiga las principales propiedades físicas y químicas de cada uno de los tipos de compuestos químicos inorgánicos.

Grupo de compuesto Propiedades Físicas Propiedades Químicas

3. Investiga los riesgos biológicos a los que se expone el analista químico durante la manipulación de sustancias inorgánicas.

REFERENCIAS:

Vo. Bo. Profesor

7



OBJETIVO:

Conocer el comportamiento químico de las sustancias inorgánicas de uso común en el análisis

cualitativo a través de diversas reacciones químicas.

INTRODUCCIÓN:

La actividad central del análisis químico cualitativo consiste en la identificación de sustancias

químicas, es decir, es la disciplina responsable de determinar los componentes de una muestra sin la

necesidad de conocer la concentración de los mismos; en la mayoría de los casos, esto se logra a

través de una serie de reacciones químicas cuyo producto generalmente contiene a la sustancia a

identificar.

Este proceso se puede llevar a cabo a través del diseño de diversas reacciones químicas, en cuya

demostración se induce un cambio de color o la aparición de sólidos insolubles (precipitados), aunque

también pueden ocurrir descomposiciones con producción de gas. Por tal razón, conocer las

propiedades físicas de los compuestos inorgánicos, así como su reactividad ante diversas sustancias

es imprescindible para el analista químico; este conocimiento le permitirá predecir el comportamiento

químico de la muestra a analizar y así poder diseñar una reacción de identificación.

Los compuestos químicos inorgánicos en comparación con los orgánicos son pocos y restringidos en

su estructura química, parte de ellos poseen enlaces covalentes lo que limita su reactividad, aunque

se consideran eléctricamente neutros, algunos se forman por la transferencia de electrones de un

átomo a otro, favoreciendo la formación de iones, lo que mejora su estabilidad, aumenta su reactividad

y facilita su manipulación. Una gran ventaja de los compuestos iónicos es su hidrosolubilidad, en

algunos casos tan extrema que son capaces de atraer el agua por sí mismos como el cloruro de sodio

o muy baja que sedimentan en la solución como el carbonato de calcio o sulfato de bario, estas

características tan diferentes facilitan los procesos de identificación en un análisis químico. Por ello la

importancia de conocer tanto la estructura, como las propiedades químicas de las sustancias que

serán manipuladas por el analista.

MATERIAL Y EQUIPO:

Tubos de ensayo Fenolftaleína

Capsula de porcelana Naranja de metilo

Pipetas Pasteur Ácido clorhídrico al 0.1M*

Crisol de porcelana Ácido sulfúrico al 0.1M*

Triángulo para crisol Hidróxido de sodio 0.1M*

Pinzas para crisol Hidróxido de bario 0.1M*

Papel tornasol Viruta de Zinc

Tiras reactivas de pH Cobre en malla

Mechero bunsen *Todas las soluciones deben de estar a la misma concentración molar

8



DESARROLLO:

A. COMPORTAMIENTO ÁCIDO-BASE.

1. Prepara 4 series de dos tubos de ensayo, dos para ácido clorhídrico, dos para ácido sulfúrico,

dos para hidróxido de sodio y dos para hidróxido de bario.

2. Coloca 1 ml del reactivo en cada tubo de ensayo según corresponda.

3. Medir el pH de cada solución.

4. A la primera serie de tubos agrega 3 gotas de fenolftaleína y observa lo que sucede.

5. A la segunda serie de tubos agrega 3 gotas de naranja de metilo y anota tus observaciones.

6. Rotula nuevamente dos tubos de ensayo (a y b) y adiciona a cada uno 1 ml de hidróxido de

sodio, mide el pH en cada tubo.

7. Al tubo a agrega 1ml de ácido clorhídrico y al b 1ml de ácido sulfúrico, agita fuertemente con

cuidado de no derramar el contenido, dejar estabilizar el sistema y medir nuevamente el pH.

8. Realizar las anotaciones pertinentes de lo observado.

B. EFECTO DE LA TEMPERATURA EN LA TRASFORMACIÓN DE LAS SUSTANCIAS.

1. En un crisol de porcelana pesa entre 0.1 y 0.5 gr de clorato de potasio

2. Coloca el crisol en un triángulo de porcelana y calienta el sistema con mechero bunsen durante

10min.

3. Dejar enfriar en un desecador y determinar si hay cambios en la medida de la masa.

4. Pesar un trozo de aproximadamente 1 a 2cm de cinta de magnesio, determinar la masa del

mismo.

5. Tomar el trozo de cinta con unas pinzas para crisol y quemar la cinta en un extremo de con la

flama del mechero. Es importante tratar de atrapar todos los residuos en una cápsula de

porcelana, para ello puedes colocar una hoja de papel sobre la mesa y recolectar toda la

ceniza que cae fuera de la cápsula.

6. Determinar la masa final del proceso anterior.

7. Cuantificar la masa ganada o pérdida en cada proceso

8. Finalmente agrega un poco de agua a la ceniza de la cinta de magnesio, agita hasta disolver

la mayor parte, mide el pH.

9. Realiza anotaciones pertinentes de las observaciones.

C. FORMACIÓN DE SALES A PARTIR DEL METAL.

1. Colocar en dos tubos de ensayo y una pequeña cantidad, entre aproximadamente 0.1 y 0.5 gr

de cobre y zinc respectivamente.

2. Adicionar aproximadamente 1ml de ácido nítrico al tubo que contienen cobre, y 1ml de ácido

clorhídrico al tubo con zinc.

3. En un tercer tubo de ensayo colocar 2ml de hidróxido de bario 0.1M y adicionar 2ml de ácido

sulfúrico 0.1M, agitar suavemente y dejar reposar por algunos minutos.

4. Observar lo que sucede, realiza las anotaciones correspondientes y escribe las ecuaciones

del proceso.

9



OBSERVACIONES Elabora un diagrama de flujo de los procesos que realizarás y describe lo observado. Experimento A:

Experimento B:

Experimento C:

CONCLUSIÓN:

10



CUESTIONARIO:

1. ¿Cuáles son las diferencias entre cambio físico y cambio químico?

2. Basado en los resultados obtenidos, mencione dos propiedades físicas y dos químicas para las bases y ácidos de la actividad experimental.

3. ¿Qué detalles debiste de considerar en los procesos experimentales para afirmar que ha ocurrido una reacción química?

4. Escribe nombre y fórmula de los compuestos, así como las reacciones químicas que desarrollaste, ¿Qué se puede generalizar a partir de ellas?

Fecha


11

Práctica 3 Técnicas de experimentación


PRÁCTICA No. 3

Técnicas de experimentación en el análisis cualitativo


1. ¿Qué es una operación básica de laboratorio”?

2. Enlista las operaciones básicas más comunes que se realizan en un laboratorio.

3. ¿Describe al menos dos operaciones básicas que conoces?

4. ¿En qué consiste la calcinación?

REFERENCIAS:

Vo. Bo. Profesor

12



OBJETIVO:

El alumno manipula y prepara diversas muestras, para practicar las operaciones básicas del análisis

cualitativo.

INTRODUCCIÓN:

Las reacciones químicas entre reaccionantes y productos generalmente nunca son completas, en

parte debido a que una gran cantidad de las sustancias reaccionantes no participan en la reacción y

al equilibrio químico que se establece entre ellos. Algunas reacciones, por la misma naturaleza de los

reactivos requieren de mucho tiempo para su transformación. Para acelerar una reacción química es

necesario que los reactivos estén en contacto directo con la sustancia o muestra en reacción; para

lograr esto las sustancias blandas se trituran o pulverizan y las sustancias duras se cortan o taladran;

en otros casos se solubilizan o precipitan según sus propiedades y en casos extremos se transforman

a sustancias más simples y fáciles de manipular.

Las pequeñas cantidades de las muestras se trituran en morteros de porcelana o vidrio y si son muy

duras, en mortero de ágata. Para la pulverización de muestras poco frágiles o duras se usan los

molinos o morteros de fierro. El mortero se elige con base en la sustancia que se va a pulverizar,

pues de lo contrario, por desgaste del mortero, la sustancia quedaría impura. Se acostumbra

pulverizar poca cantidad de sustancias para hacer más rápida la operación.

En algunos casos, es conveniente pulverizar con agua. Todas las sustancias pulverizadas se

enfrascan y etiquetan.

Algo similar sucede con la precipitación. Si se desea una precipitación total es necesario hacerlo con

un exceso de sustancias precipitantes; es decir, hay que usar más reactivo que su peso equivalente.

La precipitación se efectúa en el vaso de precipitado, y en casos especiales en la cápsula de

porcelana. El reactivo se agrega a la solución por precipitar con una pipeta, un gotero o vertiéndola

directamente sobre las paredes del recipiente con ayuda de un agitador, moviendo constantemente

para lograr la reacción completa. La precipitación se lleva a cabo generalmente en caliente o incluso

durante el hervor de la solución, pues los precipitados así obtenidos son más densos o cristalinos, y

por lo cual se filtran más fácilmente.

Algunos precipitados en caliente se hacen cristalinos, como el sulfato de bario; otros se aglomeran,

como el cloruro de plata y otros como el hidróxido férrico, pierden el carácter coloidal, el cual dificulta

la filtración. En algunos casos, el enfriamiento del precipitado ayuda a mejorar su cristalización y por

lo tanto la filtración.

Cuando se aplican temperaturas intensas a una sustancia, se dice que se efectúa una calcinación.

Ésta se lleva a cabo dentro de un crisol o capsula pueden ser de porcelana, grafito, platino, etc.

La calcinación se puede efectuar directamente sobre el mechero, sujetando el crisol en un triángulo

de porcelana; también puede realizarse en una mufla u horno eléctrico. Las muflas son hornos

eléctricos en cuyo interior existe un recubrimiento de ladrillo refractario que ayuda a alcanzar y

mantener en el interior temperaturas hasta de 1000ºC o más dependiendo del modelo.

13



MATERIAL Y EQUIPO:

Tripie o soporte universal Tabletas efervescentes (Alka-Seltzer®)1

Mortero Polvo efervescente (Sal de Uvas Picot)1

Embudo Fenolftaleína

Vasos de precipitado Cloruro de zinc

Lámina de asbesto Carbonato de sodio al 5%

Mechero Carbonato de calcio2

Papel filtro No. 42

Agitador

Crisol de porcelana

Mufla 1Puede ser otra marca equivalente a la presentación (tableta o polvo). Se puede reemplazar por oxalato de calcio

DESARROLLO:

A. PULVERIZACIÓN y DISOLUCIÓN.

1. Agregar 10ml de agua destilada templada a tres vasos de precipitado de 50ml.

2. Rotular cada vaso como 1A, 2A y 3A.

3. Pesa la mitad de una tableta efervescente y colócala en el vaso 1A. Observa lo que sucede,

puedes tomar el tiempo de disolución como referencia.

4. Pesa la masa equivalente (del punto 3) de polvo efervescente y agrégalo al vaso 2A. Observa

lo que sucede y realiza anotaciones al respecto

5. Pesa nuevamente la masa equivalente (del paso 3) de una tableta efervescente y tritura en el

mortero, finalmente agrega el polvo obtenido al vaso 3A. Observa lo sucedió.

6. Escribe las diferencias entre los procesos.

B. PRECIPITACIÓN y FILTRACIÓN.

1. Pesa entre 0.1 y 0.3 gramos de cloruro de zinc.

2. Coloca el cloruro de zinc en un vaso de precipitado de 150ml y agrega un poco de agua, agita

para disolver.

3. Añade más agua para completar el volumen a 50 ml.

4. Añade unas gotas de fenolftaleína.

5. Adiciona lentamente la solución de carbonato de sodio al 5% hasta observar la aparición de

turbidez.

6. Seguir adicionando el carbonato de sodio hasta que deje de aparecer la turbidez en la parte

superior del vaso.

7. Coloca el vaso de precipitado sobre el mechero y calienta hasta alcanzar la ebullición.

8. Vuelve a precipitar con el carbonato de sodio hasta que aparezca un color rosa duradero.

9. Retira del fuego y deja sedimentar el precipitado, observa y anota las características del

precipitado obtenido.

10. Filtrar el sedimento y secar.

11. Anotar las observaciones pertinentes.

14



C. PESADA Y CALCINACIÓN.

1. Lavar un crisol de porcelana y secar en estufa.

2. Dejar enfriar el crisol en un desecador.

3. Pesar en la balanza analítica, tomar la lectura cuando la pantalla deje de oscilar.

4. Repetir el paso 3 hasta completar tres lecturas.

5. Colocar entre 0.5 y 1 gramo de carbonato de calcio, tomar nota de la pureza del reactivo.

6. Colocar el crisol en la mufla y calcinar a 800°C durante 30 minutos.

7. Dejar enfriar el crisol en un desecador y llevar a peso constante.

8. Determinar la masa perdida de la sal.

9. Anotar las observaciones pertinentes.

OBSERVACIONES: Elabora un diagrama de flujo de cada procedimiento y describe los procesos que logras observar en cada una de las preparaciones.

Escribe el nombre y fórmula de los compuestos que participaron como reactivo y predice sus productos.

A. PULVERIZACIÓN y DISOLUCIÓN.

B. PRECIPITACIÓN y FILTRACIÓN.

C. PESADA Y CALCINACIÓN.

15



CONCLUSIÓN:

CUESTIONARIO:

1. Menciona cuatro recomendaciones para llevar a cabo una buena precipitación.

2. ¿Al efectuar la precipitación, por qué razón se debe calentar la solución?

3. ¿Cuál es el objetivo de la calcinación a diferencia del proceso de secado?

4. Desde el punto de vista químico, ¿qué ocurre a las sustancias en los procesos de

precipitación y calcinación?, Describe lo ocurrido utilizando el lenguaje químico.

5. ¿Qué impacto tienen las operaciones básicas de laboratorio en el resultado de un análisis químico?

Fecha


16

Práctica 4 Diseño de una reacción química


PRÁCTICA No. 4

Diseño de una reacción química controlando el reactivo limitante

LO QUE DEBO SABER ANTES DE ACUDIR AL LABORATORIO. Antes de asistir a tu práctica en el laboratorio, es indispensable que realices una investigación previa, necesaria para mejorar tu desempeño, guíate contestando las siguientes preguntas:

1. ¿Qué procesos experimentales permiten desarrollar una reacción química?

2. ¿Cómo identificamos cuando una reacción química ha llegado a su fin?

3. Escribe el concepto de reactivo limitante y rendimiento de reacción.

4. ¿Cómo se puede mejorar el rendimiento de una reacción química en el laboratorio?

REFERENCIAS:

Vo. Bo. Profesor

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OBJETIVO:

El alumno diseña una reacción química al realizar cálculos estequiométricos para controlar las

condiciones de concentración de reactivos y obtener la mayor cantidad de masa de un producto

esperado.

INTRODUCCIÓN:

Como ya lo habrás notado, la identificación de los componentes de una muestra requiere de la

implementación de procesos químicos que provoquen la transformación de la materia en sustancias

de características conocidas o esperadas, ya sea producción de gas, aparición o desaparición de

color, formación de un sólido entre otras. Seguramente durante el desarrollo de las prácticas de

química, habrás notado que muchos estudiantes tienen dudas sobre el tiempo estimado que tarda en

ocurrir una reacción, o en su defecto si ésta ha llegado a término, en algunos casos se presentan

interrogantes como: ¿Cuánto tiempo hay que esperar hasta que se produzca un cambio

determinado?, ¿Cómo es posible saber cuánto reactivo se debe agregar a una muestra para poder

observar un cambio?, ¿Será suficiente el reactivo agregado?

Las cantidades que se utilizan al diseñar una reacción química para implementar una técnica de

identificación deben de considerarse desde diversos puntos de vista, principalmente el económico por

el costo de los reactivos y ecológico por la cantidad de desechos que se producen como gases, ácidos

o bases que, en su gran mayoría, en el caso de líquidos son vertidos al drenaje. Aunque también se

deben de considerar aspectos como la efectividad de la técnica en términos de sensibilidad y

especificidad; así como el tiempo que se requiere para la obtención de resultados, es decir el tiempo

que tarda en completarse la reacción.

Es importante que el analista químico determine por lo tanto las cantidades que deberá utilizar en una

técnica de identificación, el tiempo que invertirá en su implementación y como consecuencia el costo

de la misma, así como elegir reactivos cuyos derivados sean amigables con el medio ambiente.

Durante el desarrollo de estrategias para la identificación de una sustancia el analista deberá de

asegurarse que la reacción de identificación se complete en su totalidad y para ello deberá de

implementar lo que se conoce como “Reactivo Limitante”, además de estimar el rendimiento de los

procesos, determinación que ayudará a reducir el gasto por el desperdicio de reactivos.

MATERIAL Y EQUIPO: Tripie o soporte universal Nitrato de plata 0.1N o 1%

Embudo Hidróxido de sodio 0.5N

Vasos de precipitado Alambre de cobre no esmaltado

Papel filtro No. 42 Cloruro de niquel (II)

Agitador Cloruro de Cobalto (II)

Crisol de porcelana Sulfato ferroso

Estufa Ácido clorhídrico 5% NOTA: Es decisión del profesor realizar todos los experimentos en cada equipo de trabajo, o distribuir una o dos reacciones por equipo. En caso de no concluir la parte experimental se puede segmentar la práctica en dos sesiones. La intención es que los estudiantes alcancen a determinar la masa de sus productos y evaluar su trabajo experimental en base a los resultados obtenidos.

18



DESARROLLO:

A. Reacciones de doble desplazamiento.

1. Realiza los cálculos estequiométricos para determinar la masa necesaria de los reactivos para

obtener los siguientes productos:

a. Hasta 0.5gr de cloruro de plata a partir de cloruro de níquel (II) y nitrato de plata 0.1N

b. Hasta 0.5gr de hidróxido de cobalto (II) a partir de dicloruro de cobalto e hidróxido de sodio

0.5N

c. Hasta 0.3gr de hidróxido de ferroso a partir del sulfato ferroso e hidróxido de sodio 0.5N

2. Realiza las reacciones respectivas tomando las debidas precauciones y siguiendo las

indicaciones del profesor, espera 5 minutos y comprueba si la reacción se completó

adicionando un poco del agente precipitante.

3. Filtra el sólido obtenido, lava el precipitado con un poco de agua destilada y elimina el

contenido de humedad en estufa (30min)

4. Comprueba los resultados determinando la masa de los precipitados obtenidos.

B. Reacciones de desplazamiento simple

1. Pesa un trozo de alambre de cobre

2. Introducir el alambre de cobre en un volumen definido de nitrato de plata al 0.1N o 1%. Cuidar

que la solución cubra el alambre.

3. Agitar constantemente el sistema y esperar aproximadamente 1hora; observar lo sucedido.

4. Extraer el residuo de alambre de cobre, secar y pesar

5. Determinar en forma teórica la cantidad de nitrato de cobre que se formó.

6. Filtra la solución, secar el precipitado y determinar la masa del sólido formado.

7. Adicionar al residuo de la reacción (solución), unas gotas de ácido clorhídrico y corroborar si

la reacción se completó al identificar la presencia de plata.

OBSERVACIONES: Cálculos estequiométricos…

19



Elabora un diagrama de flujo del procedimiento y describe los procesos que logras observar en cada una de las preparaciones.

Escribe el nombre y fórmula de los compuestos que participaron como reactivo y predice sus productos.

A. Reacciones de doble desplazamiento,

B. Reacciones de sustitución simple

RESULTADOS:

20



CONCLUSIÓN:

CUESTIONARIO:

1. ¿Por qué se dice que una reacción nunca llega a completarse?

2. ¿Qué cuidados se deben de tener durante una reacción de precipitación?

3. ¿Qué importancia tienen el cálculo estequiométrica en el análisis cualitativo?

4. Basado en los resultados experimentales de tu equipo, determina los posibles errores cometidos durante el desarrollo de la práctica.

Fecha


21

Práctica 5 Valoración de la trayectoria experimental I


PRÁCTICA No. 5

Valoración de la trayectoria experimental I Primera Evaluación Parcial

Este espacio está destinado para que los profesores, tus compañeros y tú evalúen tu desempeño en el laboratorio de Análisis cualitativo y determinen el grado de alcance de las competencias.

Prácticas a evaluar

1. Conducción adecuada en un laboratorio escolar

2. Propiedades de los grupos de compuestos químicos inorgánicos

3. Técnicas de experimentación en el análisis cualitativo

4. Diseño de una reacción química controlando el reactivo limitante

Realiza una autoevaluación sobre tu desempeño dentro del laboratorio. Valorando los siguientes indicadores de desempeño. Para llenar los cuadros utiliza una escala tipo Likert donde 0 = nunca, 1 = una vez, 2 = algunas veces y 3 = siempre.

Competencias Prácticas Total

X competencia 1 2 3 4

4.3 Identifica las ideas clave en un texto o discurso oral e infiere conclusiones a partir de ellas. Realiza la investigación previa contestando las preguntas de inicio de la actividad experimental.

Realiza las anotaciones pertinentes en el manual de prácticas, escucha y sigue las indicaciones del profesor.

7.3 Articula saberes de diversos campos y establece relaciones entre ellos y su vida cotidiana. Durante la práctica manipula las sustancias atendiendo las normas de seguridad e higiene.

Redacta en equipo la conclusión de la práctica considerando los resultados obtenidos durante el desarrollo experimental.

8.1 Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo, definiendo un curso de acción con pasos específicos. Establece acuerdos para el aseo de la mesa de trabajo, con franela limpia sin malos olores.

Regresan al almacén o laboratorista el material de la práctica limpio, completo y sin alteraciones o daños.

En caso de corresponder, participa en el aseo de laboratorio limpiando las tarjas para lavado de material, entregando material fuera de lugar y aseando los espacios de uso grupal.

7. Diseña prototipos o modelos para resolver problemas, satisfacer necesidades o demostrar principios científicos, hechos o fenómenos relacionados con las ciencias experimentales. Se involucra con el desarrollo del experimento respetando los acuerdos al interior del equipo.

Establece estrategias para cumplir con los objetivos de la práctica, así como concluir la misma en tiempo y forma

8. Confronta las ideas preconcebidas acerca de los fenómenos naturales con el conocimiento científico para explicar y adquirir nuevos conocimientos Fundamenta con principios científicos las observaciones y conclusiones de los experimentos desarrollados durante la sesión.

Total, por práctica.

22

Práctica 5 Valoración de la trayectoria experimental I


Aplica la misma estrategia anterior y realiza una coevaluación sobre el desempeño dentro del laboratorio de uno de tus compañeros de equipo. Valorando los mismos indicadores de desempeño. El profesor te indicará el nombre del compañero que recibirá tu evaluación. ENTREGA LA COEVALUACIÓN AL PROFESOR Y PEGA EN ESTE ESPACIO LOS RESULTADOS OBTENIDOS DE TUS COMPAÑEROS.

Nombre del estudiante___________________________________ Grado y grupo: _____ Para llenar los cuadros utiliza una escala tipo Likert donde 0 = nunca, 1 = una vez, 2 = algunas veces y 3 = siempre.














Alumno EVALUADOR: _____________________________________________________

23

Práctica 6 Identificación de metales con la técnica de coloración a la llama


PRÁCTICA No. 6

Identificación de metales con la técnica de coloración a la llama


1. ¿En qué consiste el espectro electromagnético?

2. ¿Qué es la luz y el color?

3. Describe brevemente como se produce el color a nivel atómico.

4. ¿Qué tipo de mechero se recomienda utilizar en la coloración a la flama, por qué?

5. Elabore un diagrama de las partes de la flama del mechero

6. ¿Qué tipo de muestras se recomienda utilizar en la coloración a la flama, por qué?

REFERENCIAS:

Vo. Bo. Profesor

24



OBJETIVO:

Identifica la presencia de un metal con la técnica de coloración a la flama

INTRODUCCIÓN:

El análisis de la muestra por vía seca se utiliza con poca frecuencia, es más común en el análisis de

minerales.

El método de coloración de la llama solamente asegura resultados en caso de que la muestra

contenga un solo elemento, el cual precisamente da color a la llama. La llama únicamente se colorea

con sustancias volátiles. Las más frecuentemente utilizadas son los cloruros; por tal motivo, la muestra

se humedece con ácido clorhídrico.

La coloración de la llama producida por diferentes elementos se indica en la siguiente tabla:

ELEMENTO COLOR DE LA LLAMA ELEMENTO COLOR DE LA LLAMA Li Rojo Pb Azul pálido Na Amarillo As Azul pálido K Violeta Sb Azul pálido

Ca Rojo amarillento V Verde pálido Sr Rojo Mo Verde pálido Ba Verde B Verde Ti Verde Se Azulado Cu Verde Te Azul pálido

MATERIAL Y EQUIPO:

Asa de platino Ácido clorhídrico

Tubo de ensayo Cloruro de litio

Placa de porcelana Cloruro de sodio

Mechero Bunsen Cloruro de bario

Gradilla Cloruro de calcio

Vaso de precipitado Cloruro de potasio

Vidrio de reloj Cloruro ferroso Nota: Proporcionar varias muestras desconocidas para que los estudiantes identifiquen el metal presente en cada una de ellas.

DESARROLLO:

1. Coloca en un tubo de ensaye un poco de ácido clorhídrico diluido.

2. En tubos de ensaye coloca una pequeña cantidad de las muestras de cationes que se

analizaran y marcaran cada tubo.

3. Toma el asa de platino e introdúcelo en el tubo que contiene al ácido clorhídrico.

4. Introduce el asa a un tubo de ensaye y toma un poco de muestra, lleva el asa al mechero y

observa la coloración que desprende la llama. Relaciona el color con el metal indicado en la

tabla.

5. Repite los pasos 2 al 4 con las demás muestras que se encuentran en los tubos

25



6. En un tubo de ensaye coloca un poco de muestra de sulfato de bario mezclado con carbón

pulverizado, toma el tubo de ensaye con unas pinzas y calienta hasta el rojo sobre la flama

reductora del mechero bunsen. Deja enfriar y luego rocía la muestra con un poco de ácido

clorhídrico concentrado y analiza la muestra en la llama del mechero con el asa de platino.

OBSERVACIONES: Elabora un diagrama de flujo del procedimiento y describe los procesos que logras observar en cada una de las preparaciones.

CONCLUSIÓN:

CUESTIONARIO:

1. ¿Qué debe hacerse con las sustancias poco volátiles para poder analizarlas a la llama?

26



2. ¿Por qué se utiliza el ácido clorhídrico y no el ácido sulfúrico?

3. ¿En qué casos no se puede utilizar la coloración a la flama?

4. ¿Qué estrategias se recomiendan para evitar interferencias durante el ensayo?

5. Independientemente del análisis cualitativo, ¿Qué aplicación tiene el conocimiento de los espectros de emisión, principalmente de aquellos metales con colores vistosos?

Fecha


27

Práctica 7 Identificación de metales con la técnica de ensaye a la perla


PRÁCTICA No. 7

Identificación de metales con la técnica de ensaye a la perla


1. ¿Qué es una sustancia vitrea?

2. ¿Cuál es el fundamento del ensayo con las perlas de borax?

3. Anota la fórmula y nombre químico del bórax

4. ¿Por qué se debe de emplear un asa de platino en este tipo de ensayo?

5. ¿Qué tipo de sales forman las perlas de bórax con las muestras analizadas?

REFERENCIAS:

Vo. Bo. Profesor

28



OBJETIVO:

Identifica la presencia de un metal con la técnica de ensaye a la perla

INTRODUCCIÓN:

Al fundir tetraborato sódico cristalino en la llama del mechero Bunsen, se origina una masa vidriosa

que fácilmente disuelve los óxidos metálicos, dando la coloración característica de acuerdo con el

metal que contiene el óxido o la sal. Esto se utiliza en los ensayos previos para obtener información

sobre la presencia de algunos metales en la sustancia analizada.

La masa vidriosa se llama perla de borax y de acuerdo con el elemento presente puede dar las

coloraciones indicadas en la siguiente tabla.

ELEMENTO LLAMA OXIDANTE

CALIENTE FRIA

LLAMA REDUCTORA

CALIENTE FRIA

Cromo Verde esmeralda Verde esmeralda Verde Verde

Cobre Amarillo verdosa Azul Incolora Pardo rojiza

Estaño Rojo en presencia de

Cu

Roja en presencia de

Cu Gris Gris

Cobalto Amarilla Azul Azul Azul

Fierro Amarilla Amarillento parda

hasta rojiza Verde débil Verde débil

Manganeso Violeta Parda (fuerte conc.) Incolora Incolora

Molibdeno Amarillo parda Verde-amarillenta Parda Verde

Vanadio Amarilla Amarillo parda Verde Verde

MATERIAL Y EQUIPO:

Alambre de platino Tetraborato de sodio cristalino

Tubos de ensayo Cloruro cromoso

Vidrio de reloj Cloruro cúprico

Gradilla Cloruro férrico

Mechero bunsen Cloruro de cobalto

Lentes de seguridad Ácido clorhídrico concentrado

DESARROLLO:

1. Toma el asa de platino y en caso de que no tenga anillo, dobla el alambre para hacer un anillo

de unos 2 mm de diámetro. Purifica el asa colocándola en ácido clorhídrico y colocándolo a la

flama, repitiendo el procedimiento hasta que no de coloración.

2. Toma un poco de tetraborato de sodio (borax) y lleva a fusión en la zona más caliente, gira el asa

constantemente, repite la operación hasta que obtengas una perla transparente del tamaño de la

cabeza de un cerillo.

29



3. Se impregna la perla caliente con una muy pequeña cantidad de cloruro de cobalto, y se vuelve

a colocar en la zona de fusión, o sea en la zona inferior de oxidación de la flama, se observa si

se produce alguna coloración de la perla tanto en caliente como en frío.

4. Se vuelve a calentar, pero ahora en la zona reductora, teniendo el cuidado de no sacar

directamente la perla de la zona reductora al aire, sino que se lleva a la base del cono interno de

la flama para evitar una reoxidación y luego rápidamente, de este lugar, se saca al aire para

enfriar y se observa.

5. Una vez fría la perla, trata de desprenderla del asa y guárdala para mostrarla al profesor que te

evaluará. Otra forma de desprenderla es con un choque térmico, pero ésta se puede romper en

pedacitos, calentándola y luego sumergiéndola en agua.

6. Elabora nuevamente otras perlas de borax para las siguientes muestras, repite el procedimiento

citado anteriormente, cuidando que el asa esté limpia, cambia solamente el tipo de cloruro usado.

OBSERVACIONES: Llena la siguiente tabla con los resultados del análisis.

Muestra Fórmula Catión a identificar Color de la perla Región de la llama

CONCLUSIÓN:

30



CUESTIONARIO:

1. ¿Qué tipo de sales forman las muestras analizadas al integrar la perla de bórax?

2. ¿Se obtienen los mismos resultados cuando se trabaja el mismo tipo de muestra en distintas

zonas de la llama del mechero bunsen?, ¿Por qué?

3. ¿Elabora una lista de las reacciones que ocurren durante el ensayo, considera la zona de

la llama del mechero que se trabajó (oxidante/reductora) y el color de la perla formada?

Fecha


31

Práctica 8 Identificación de aniones y cationes con la técnica de tubo al rojo


PRÁCTICA No. 8

Identificación de aniones y cationes con la técnica de calentamiento en tubo al rojo


1. Describe el fundamento de la identificación de iones por calefacción en tubo al rojo.

2. ¿Cuáles son los tipos de sustancias que pueden ser determinadas en la prueba de calefacción en el tubo rojo, describe sus características distintivas a nivel químico?

3. ¿Cuáles son las características de las sustancias fusibles?

4. Describe cómo colocar el material necesario para trabajar con un tubo de desprendimiento, Elabora un diagrama

5. ¿Qué precauciones se debe de considerar cuando se trabaja con vapores irritantes?

REFERENCIAS:

Vo. Bo. Profesor

32



OBJETIVO:

Identificar cationes o aniones en la muestra analizada, debido a las propiedades que manifiestan al

ser calentadas en tubos de ensayo.

INTRODUCCIÓN:

Los ensayos en el tubo al rojo se utilizan para ubicar una muestra en un grupo de sustancias que

tienen determinadas propiedades, como las siguientes:

a) Volátiles y sublimables.

Las cuales forman sublimados de determinados colores: blancos de cloruro de mercurio,

amarillos con azufre o sulfuros y violáceos con iodo.

b) Volátiles y gaseosos.

Que generalmente se escapan de los ductos en forma de gases como oxigeno que indica la

presencia de nitratos, cloratos, oxido de mercurio II; bióxido de azufre indicando sulfitos y

sulfuros.

c) No sublimables.

Estas pueden cambiar de color, aunque en algunos casos no lo hacen, como el sulfato de

calcio, algunos óxidos o compuestos de zinc, níquel, fierro, cobalto, cobre, etc.

d) Fusibles.

Las que por calentamiento funden en una vidriosa, como los baratos, fosfatos o algunas sales

de elementos alcalinos.

Las siguientes tablas indican las principales características y métodos de identificación de sustancias

sublimables y gaseosas.

Grupo de sustancias volátiles y sublimables.

Procedente de: Sublimado Color Reacciones de identificación

Halogenuros de Cl Blanco En presencia de HCl forma humos blancos

Cloruros y bromuros

de mercurio

Cl , Br Blanco Precipitado negro con H2S

Oxido de arsénico As Blanco Precipitado amarillo con H2S en presencia de HCl

Sulfuros, tiosulfatos S Amarillo Soluble en sulfuro de carbono

Sulfuro arsénico As Amarillo Soluble en sulfuro de amónico

Grupo de sustancias sublimables.

Procedente de: Sublimado Color Reaccione de identificación

Ioduro mercúrico I Amarillo Se vuelve rojo al sacarlo

Oxido mercúrico Hg Gris Condensa en gotitas metálicas

Arseniatos, arsenitos As Negro

grisáceo

El sublimado se forma en presencia de

compuestos orgánicos o carbón

Ioduros I2 Violáceo Los vapores azulean el papel almidón

Sales de cadmio Cd Negro

grisáceo

En presencia de ácido oxálico u oxalatos se

forma un espejo metálico

33



Grupo de sustancias volátiles y gaseosas

Procedente de Gas Color Olor Reacciones de identificación

Peróxido, nitratos,

cloratos, y bromatos

O2 ------- --------- Inflama astillas en ignición

Carbonatos CO2 --------- ---------- Enturbia la solución de Ba(OH)2

Oxalatos CO2 -------- ----------- Residuo negro de carbono

Hg(CN)2 CN ------- Picante Arde con llama de borde rojo violeta

Sulfuros, sulfitos SO2 --------- Picante Decolora la solución de yodo

Cloruros Cl2 Verde

amarillo

Sofocante Azulea el papel KI y almidón

Sales amónicas NH3 ---------- Picante Con HCl produce humo blanco

Nitratos, nitritos NO3, NO2 Rojo Sofocante Enrojece el papel tornasol

Bromuros Br2 Pardo Sofocante El papel fluoresceína se colorea de rojo

Ioduros I2 Violeta Sofocante Azulea el papel en presencia de almidón

Cloruros HCl --------- Picante Con NH3 forma humos blancos

MATERIAL Y EQUIPO:

Gradilla Muestras en análisis

Tubos de ensayo Bromuro de sodio

Pinzas para tubo de ensayo Sulfito de sodio

Mechero bunsen Yoduro de sodio

Lentes de seguridad Cloruro de sodio

Hidróxido de amonio conc Carbonato de sodio

Oxalato de amonio Acetato de amonio

Ácido clorhídrico conc. Oxalato de sodio

Fluoresceína al 0.1% Sulfuro ferroso

Hidróxido de bario al 10% Nitrato de potasio

Ioduro de potasio al 10% Peróxido de sodio

Almidón al 0.5%

DESARROLLO:

1. En los tubos de ensaye examine, por separado las sustancias de composición conocida, de la

manera siguiente: ponga en el tubo de ensayo seco una pequeña cantidad de sustancia a examinar

de manera que las paredes queden limpias, tome el tubo de ensayo con las pinzas y caliente sobre

el mechero hasta que el fondo del tubo se ponga de color rojo. La sustancia examinada cambia

con el calentamiento. Observe estos cambios y determine a qué grupo de las sustancias señaladas

en las tablas corresponde la muestra analizada.

2. Repita el procedimiento para las demás muestras.

3. Una vez determinado el grupo al que pertenecen, efectúa las reacciones de identificación, por

ejemplo: para la muestra que contiene sulfuros, coloque un poco de la muestra en el tubo de

ensayo, coloque un tapón con un tubo de desprendimiento conectado a una manguera e introduzca

34



el extremo libre en otro tubo que contenga solución de iodo, caliente sobre el mechero y observe

lo que sucede, identifique la presencia de sulfuros por la decoloración de la solución de iodo.

4. Efectúe las reacciones de identificación para las demás muestras.

OBSERVACIONES: Elabore un diagrama de flujo para cada uno de los procedimientos a realizar.

Elabora un cuadro que clasifique las sustancias que trabajó, con el grupo al que pertenece y escriba la reacción de identificación, el nombre (nomenclatura tradicional) de las sustancias involucradas.

Muestra Grupo Ecuación Observaciones

35



CONCLUSIÓN:

CUESTIONARIO:

1. ¿Existen sustancias que puedan pertenecer a varios grupos de análisis, por qué explique?

2. ¿Considerando la clasificación de las reacciones químicas, desde el punto de vista de la

estructura atómica, que tipo de reacciones se desarrollan durante la identificación?

3. ¿Qué otra técnica es posible aplicar para corroborar o comparar la identificación de las

sustancias estudiadas?

Fecha


36

Práctica 9 Identificación de sustancias por calentamiento con ácido sulfúrico


PRÁCTICA No.9

Identificación de sustancias por calentamiento con ácido sulfúrico


1. ¿Investiga las propiedades físicas, químicas, así como riesgo biológico que se tienen al

trabajar con H2SO4 concentrado?

2. ¿En que se basa la prueba del ácido sulfúrico, que vapores se desprenden al calentarlo?

3. ¿Cuál es el olor característico del gas sulfuro?

4. ¿Qué precauciones se debe de considerar cuando se trabaja con ácido sulfúrico concentrado y posteriormente se le al adiciona agua?

REFERENCIAS:

Vo. Bo. Profesor

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OBJETIVO:

Identificar la presencia de diversos aniones mediante calentamiento con ácido sulfúrico.

INTRODUCCIÓN:

El ácido sulfúrico es un reactivo muy útil en los ensayos de aniones que forman parte de compuestos

que están al estado sólido, ya que, al reaccionar con el ácido sulfúrico con facilidad se desprenden

en forma de moléculas al estado gaseoso.

El ácido se puede usar concentrado o diluido. Generalmente se ataca primero con ácido sulfúrico

diluido y después con ácido concentrado. Muchas sales reaccionan desprendiendo gases

característicos, los cuales se identifican por su olor, color o por reacciones especificas propias. En la

tabla siguiente se encuentran los datos que facilitan la identificación de las sustancias analizadas.

Reconocimiento de las sustancias por calentamiento con ácido sulfúrico.

Procedencia Gas Color Olor Reacciones de identificación

Carbonatos CO2 --------- -------------- Enturbia la solución de Ba(OH)2

Sulfuros H2S --------- Huevo

podrido

Ennegrece el papel de acetato de

plomo

Sulfitos,

tiosulfitos SO2 --------- Picante

Enturbia la solución de BaCl2

Decolora la solución de iodo

Cianuros (se

recomienda no

analizarlas)

HCN --------- Almendra

amarga

La bencidina en presencia de

acetato de cobre se colore de azul

Hipocloritos Cl2

Verde

amarillento Sofocante

Azulea el papel de KI en presencia

de almidón

MATERIAL Y EQUIPO:

Tubos de ensaye Hidróxido de bario al 5%

Tapón monohoradado Ioduro de potasio al 5%

Tubo de vidrio Solución de almidón al 1%

Manguera de caucho Cloruro de bario al 10%

Tubo de desprendimiento Acetato de plomo al 5%

Papel filtro Muestras en análisis

Lentes de seguridad Sulfuro ferroso

Ácido sulfúrico 1:1 Sulfito sódico

Ácido sulfúrico concentrado Carbonato de calcio

Solución de yodo al 5% Hipoclorito de calcio

38



DESARROLLO:

1. ENSAYO PARA EL OLOR.

a) De cada una de las muestras que se están analizando, toma 0.5 g y viértelos por separado en

los tubos de ensaye.

b) Rocía cada muestra por separado con unos mililitros de ácido sulfúrico diluido 1:1 en frío.

Identifica los gases desprendidos de acuerdo a la tabla. Pregunta a tu maestro sobre la mejor

manera de apreciar el olor de los gases generados por los reactivos.

2. ENSAYO PARA IDENTIFICACION DE CARBONATOS.

a) Toma 0.5g de la muestra de carbonato de sodio y colócala en un tubo de ensayo preparado

con un tubo de desprendimiento.

b) Prepara otro tubo que contenga aprox. 5 ml de solución de hidróxido de bario al 10%.

c) Al tubo que contiene la muestra de carbonato añade 1 ml aproximado de solución de ácido

sulfúrico diluido 1:1 y tapa inmediatamente insertando el tubo de desprendimiento en el tubo

de ensayo que contiene la solución de hidróxido de bario. Observa y anota lo sucedido,

comparándolo con la tabla.

3. IDENTIFICACION DE SULFUROS.

a) Coloca un poco de sulfuro ferroso en el tubo de ensaye y agrega unos mililitros de ácido

sulfúrico diluido; tapa la boca con un trozo de papel humedecido en acetato de plomo.

b) Observa y anota, comparando con la tabla.

4. IDENTIFICACION DE SULFITOS.

a) Coloca en un tubo ensayo 0.5 g de la muestra de sulfito de sodio e instala un tubo de

desprendimiento.

b) En otro tubo coloca 5 ml de solución de yodo o de cloruro de bario.

c) Añade al tubo que contiene los sulfitos 1 ml de solución de ácido sulfúrico diluido 1:1 y tapa

inmediatamente insertando el tubo de desprendimiento en el tubo de ensayo que contiene la

solución de yodo o de cloruro de bario. Anota tus observaciones y compara con la tabla.

5. IDENTIFICACION DE HIPOCLORORITOS.

a) En un tubo de ensayo coloca 0.5 g de la muestra de hipoclorito de sodio, agrega unas gotas

de la solución de ácido sulfúrico diluido 1:1 y tapa la boca del tubo con un trozo de papel filtro

humedecido con solución de yoduro de potasio y almidón.

b) Anota tus observaciones comparando con la tabla.

OBSERVACIONES: Elabore un diagrama de flujo para cada uno de los procedimientos a realizar.

39



Escriba el nombre y la fórmula de las muestras que empleaste en el análisis. Elabora un cuadro que relacione las sustancias que trabajó, con el ion que se identifica, escriba la reacción de identificación y el nombre (nomenclatura tradicional) de las sustancias involucradas.

Muestra Ion Ecuación Observaciones

CONCLUSIÓN:

CUESTIONARIO:

1. ¿Qué características ayuda a identificar los gases desprendidos en la reacción con el ácido

sulfúrico?

40



2. ¿Considerando las formas de clasificación para las reacciones químicas, que tipo de

reacciones se desarrollan durante la identificación, escriba varios ejemplos?

3. ¿Qué otra técnica es posible aplicar para corroborar o comparar la identificación de las

sustancias estudiadas?

Fecha


41

Práctica 10 Valoración de la trayectoria experimental II


PRÁCTICA No. 10

Valoración de la trayectoria experimental II Segunda Evaluación Parcial



6. Identificación de metales con la técnica de coloración a la flama.

7. Identificación de metales con la técnica de ensaye a la perla.

8. Identificación de aniones y cationes con la técnica de calentamiento en tubo al rojo

9. Identificación de sustancias por calentamiento con ácido sulfúrico















42

Práctica 10 Valoración de la trayectoria experimental II


Aplica la misma estrategia anterior para realizar una coevaluación sobre el desempeño de uno de tus compañeros de equipo dentro del laboratorio. Considerar los mismos indicadores de desempeño. El profesor te indicará el nombre del compañero que recibirá tu evaluación. ENTREGA LA COEVALUACIÓN AL PROFESOR Y PEGA EN ESTE ESPACIO LOS RESULTADOS OBTENIDOS DE TUS COMPAÑEROS.
















43

Práctica 11 Reacciones a la gota


PRÁCTICA No.11

Reacciones a la gota


1. ¿A qué se refiere la palabra “microtécnica”, donde se aplica?

2. ¿Por qué es importante diseñar microtécnicas para la identificación rutinaria de sustancias en

un análisis cualitativo?

3. ¿Qué propiedades químicas deben tener las sustancias que se utilizan como reactivo de

identificación para la técnica de reacciones a la gota?

4. ¿Explica con fundamentos químicos la disociación acuosa de una sal, describe las

características de las entidades químicas que se forman?

5. ¿Qué es una reacción de precipitación, cómo se puede utilizar esta propiedad en la técnica de reacciones a la gota?

REFERENCIAS:

Vo. Bo. Profesor

44



OBJETIVO:

Identificar cationes y aniones mediante reacciones a la gota.

INTRODUCCIÓN:

El grupo de sustancias que al reaccionar proporcionan los productos a colores, se utilizan en los

ensayos a la gota. Estos se efectúan sobre una placa de porcelana o de vidrio llamada placa de toque.

La placa posee cavidades con una capacidad entre 0.5 y 1 ml. El fondo puede ser negro o blanco,

según las necesidades y los colores que se espere distinguir en las reacciones coloreadas. Las

sustancias analizadas y los reactivos se gotean sobre la placa de toque con goteros o micropipetas.

La técnica de reacciones a la gota ha sido muy aceptada por los analistas químicos debido a su

practicidad y rapidez; además, la técnica forma parte del análisis cualitativo conocido como análisis

preliminar por vía húmeda. La técnica consiste en un conjunto de reacciones de identificación basadas

en la capacidad que tiene una sustancia de interés en reaccionar en forma llamativa o vistosa ante

una sustancia química definida lo que confiere alta certeza y especificidad a la identificación. Este tipo

de técnicas se basa en la capacidad que tienen las sustancias de interés (analito) para formar sales

con fuerte atracción iónica provocando en gran parte de los casos, la formación de un compuesto

insoluble o en su defecto produciendo cambios de color o producción de gas. La técnica se conoce

como reacción a la gota por que la cantidad de reactivo que se requiere para cada una de las

reacciones corresponde a una gota del analito y una gota del reactivo.

MATERIAL Y EQUIPO: Tubos de ensayo REACTIVOS

Agitador Ácido acético concentrado

Lentes de seguridad Hidróxido de amonio concentrado. Amoniaco

Placa de toque Ferrocianuro de potasio al 10%

Gradilla Dimetilglioxima al 1% (en alcohol)

MUESTRAS EN ANÁLISIS (ION:) Sol. Saturada de alizarina (alcohol) Ferroso Almidón al 0.5% (preparado en caliente)

Férrico Nitrato de potasio al 10%

Cobáltico Verde malaquita 0.0025%

Niqueloso Cristales de ácido tartárico

Yoduro Sol. Saturada de tiocianato de amonio en acetona.

Aluminio Cloruro de sodio

Sulfito Cromato de potasio

Plata Oxalato de amonio

Plumboso Hidróxido de sodio

Calcio Sulfato de sodio

Magnesio 1,10 fenantrolina

Niqueloso Tiocianato de amonio

Cúprico NOTA: Se recomienda utilizar una sesión para la preparación de

soluciones. El profesor puede distribuir las muestras de análisis en forma

aleatoria entre los equipos de trabajo o en su defecto que cada equipo

trabaje todas las muestras. Para las muestras se utiliza cualquier sal

soluble que contenga al ion de interés.

Crómo (+3)

Bario

45



DESARROLLO: Para la identificación de cationes y aniones, coloque en un tubo de ensayo correctamente rotulado una gota de la muestra en análisis y agregue los reactivos correspondientes en el orden que se indica de acuerdo con la siguiente lista y observe. Es posible sustituir el tubo de ensayo por una placa de toque)

1. Aluminio (Al+3)

a) Agregue a la muestra una gota de alizarina y una gota de ácido acético, hasta que

desaparezca el color violeta, luego adicione una gota más de reactivo, si es positiva aparece

un color rojo.

b) Se añaden unas gotas de solución de hidróxido de sodio, formándose así un precipitado

incoloro de hidróxido de aluminio confirmando la presencia de iones Al3+.

2. Bario (Ba+2)

Se agregan unas gotas de sulfato de sodio, formándose un precipitado blanco, confirmándose así la presencia de ion Ba2+.

3. Calcio (Ca+2)

Agregar unas gotas de oxalato de amonio, se forma un precipitado blanco de oxalato de calcio

confirmándose así la presencia de Ca2+.

4. Cobalto (Co+2)

Se mezcla una gota de la solución analizada con 5 gotas de solución saturada de tiocianato

amónico disuelto en acetona, da un color azul si es positivo.

5. Cobre divalente (Cu+2)

Se añaden unas gotas de amoníaco, formándose así tetraamincúprico de color azul, comprobándose así la presencia de iones en la solución.

6. Cromo trivalente (Cr+3)

Se añaden unas gotas de solución de hidróxido de sodio, confirmando la presencia de Cr+3 por la formación de un precipitado verde de hidróxido de cromo(III).

7. Fierro divalente (Fe+2)

a) Adicione sobre la muestra un cristal de ácido tartárico directamente, una gota de

dimetilglioxima y dos gotas de solución de amoniaco, es positivo si aparece un color rojo.

b) Añadir el compuesto orgánico 1,10-phenanthroline al tubo de ensayo que contiene solución

ferrosa se forma un complejo rojo.

8. Fierro trivalente (Fe+3).

a) Coloque sobre la muestra una gota de ferrocianuro de potasio, es positivo si aparece un color

azul.

b) Agregar unos cristales de NH4SCN a la solución problema, el ion Fe3+ reacciona con seis

aniones tiocianato para producir el ion complejo rojo sangre hexathiocyanatoferrato (III)

octaédrico.

46



9. Magnesio

Se agregan unas gotas de solución de hidróxido de sodio, se confirma el ion Mg2+ por la formación de un gel transparente de hidróxido de magnesio.

10. Niquel (Ni+2)

Se le adiciona a la muestra una gota de dimetilglioxima y unas gotas de hidróxido de amonio,

se obtiene color rojo o rosa si es positivo.

11. Plata (Ag+1)

Se añaden unas gotas de cloruro de sodio, luego se observa la formación de un líquido

blanquecino.

12. Plomo (Pb+2)

Se agregan unas gotas de cromato de potasio, la aparición de un color amarillo confirma la presencia de iones Pb2+.

13. Yoduros (I-1)

Se le agrega a la muestra una gota de ácido acético para acidificar, luego se mezcla con una

gota de almidón y se agrega una gota de nitrato potásico, de ser positivo da un color azul.

14. Sulfitos (SO32)

Agrega a la muestra una gota de colorante de verde malaquita, y si la solución se decolora es

positivo.

OBSERVACIONES: Elabora un listado con nombre (nomenclatura tradicional) y fórmula de las sustancias que empleaste para el análisis.

Fórmula Nombre Fórmula Nombre

47



Elabora un cuadro que relacione las sustancias que trabajó, con el ion que se identifica, escriba la reacción de identificación y mencione algunas recomendaciones o situaciones muy particulares que se presentaron durante el análisis.

Muestra Ion Ecuación Observaciones

CONCLUSIÓN:

CUESTIONARIO:

1. ¿Qué ventajas presenta la técnica de reacciones a la gota en comparación con el análisis

preliminar por vía seca?

2. ¿Desde el punto de vista químico, que tipo de sustancias se identifican con esta técnica?

48



3. ¿Considerando las formas de clasificación para las reacciones químicas, que tipo de

reacciones se desarrollan durante la identificación, escriba algunos ejemplos?

4. ¿Es posible diseñar otras estrategias de identificación para las sustancias analizadas, qué

información consideras necesaria para diseñar una técnica de identificación de una sustancia?

Fecha


49

Práctica 12 Marcha analítica para cationes del grupo I


PRÁCTICA No.12

Marcha analítica para cationes del grupo I


1. ¿Qué es una marcha analítica?

2. ¿Qué objetivo tiene el desarrollo de una marcha analítica?

3. ¿Cómo se clasifican las marchas analíticas para el análisis químico cualitativo?

4. ¿Con que otro nombre se conoce al grupo I de cationes?

5. Llena el siguiente cuadro con la información indicada Marchas analíticas

Cationes Aniones

Grupo nombre Iones Grupo nombre Iones

REFERENCIAS:

Vo. Bo. Profesor

50



OBJETIVO:

Separar e identificar cationes de grupo I aplicando técnicas de la marcha analítica.

INTRODUCCIÓN:

Durante un análisis químico el técnico analista puede enfrentar diferentes dificultades, principalmente

durante la identificación de analitos, entre las más comunes se pueden considerar los estados de

agregación de las muestras, la pureza de las entidades de análisis y la concentración de las mismas.

Hasta el momento se han descrito técnicas para el análisis preliminar dirigido hacia la identificación

de muestras puras; pero que sucede cuando en la solución problema tenemos en coexistencia a más

de un ion, esto considerando que hasta el momento conocemos técnicas clásicas basadas en

cambios de estado, color o aparición de sólidos. Para enfrentar la problemática del análisis de mezclas

los químicos diseñaron una serie de procesos que permite la separación de algunos iones al

reaccionar en forma característica en presencia de un determinado reactivo, generalmente formando

precipitados, para finalmente proceder a algún análisis preliminar para su identificación definitiva. A

este tipo de procesos se les conoce como marchas analíticas. Para lograr un análisis sistematizado,

los iones que se identifican con las marchas analíticas se encuentran clasificados en grupos.

Los cationes del primer grupo analítico están representados por la plata (Ag), el mercurio (Hg), y el

plomo (Pb). Los tres cationes se precipitan de su solución en análisis con el reactivo de grupo: ácido

clorhídrico diluido en frío.

MATERIAL Y EQUIPO:

Vaso de precipitado Ácido clorhídrico concentrado

Soporte universal c/aditamentos Ácido clorhídrico 50%

Embudo Ácido nítrico concentrado

Papel filtro Ioduro de potasio al 10%

Mechero Hidróxido de amonio 50%

Parrilla

Pipeta graduada

Lentes de seguridad

DESARROLLO:

a) Separación de cationes.

1. Toma 50 mililitros de la solución muestra y agrega (gota a gota) ácido clorhídrico diluido, hasta

que se observe que deja de formarse precipitado.

2. Filtre sobre papel filtro en un embudo, y deseche el líquido filtrado.

3. El precipitado sobre el papel filtro lávelo con agua hirviendo para solubilizar al plomo. El filtrado

recójalo en otro vaso de precipitado y guárdelo para la identificación del plomo.

51



4. Al precipitado sobre el papel filtro agréguele hidróxido de amonio diluido; la plata pasa a la

solución, recójala en otro vaso de precipitado limpio y guarde este filtrado para la identificación

de la plata.

5. El precipitado que queda sobre el papel filtro guárdelo para la identificación del mercurio.

b) Identificación de cationes.

1. Identificación del plomo (Pb+2): A la solución obtenida en el paso 3a agrega unas gotas de

yoduro de potasio al 10%. La formación de un precipitado amarillo (PbI2) indicara la presencia

de plomo.

2. Identificación de plata (Ag+1): a la solución que obtuvo en el paso 4a añada unas gotas de

ácido nítrico. La formación de un precipitado blanco (AgNO3) indicara la presencia de plata.

3. Identificación de mercurio (Hg+2): Observe el precipitado sobre el papel filtro, si este es de

color negro (Hg) o gris (HgNH3Cl) será suficiente prueba de la presencia de mercurio.

OBSERVACIONES: Elabore un diagrama de flujo para cada uno de los procedimientos a realizar. Escriba el nombre y la fórmula de las sustancias que empleaste en el análisis.

52



Elabora un cuadro que relacione las sustancias que identificó (ion) con las reacciones de identificación, así como con los cuidados que hay que tener durante el análisis. Sustancia Ecuación Observaciones

CONCLUSIÓN:

CUESTIONARIO:

1. ¿Cuál es el reactivo de grupo para los cationes del grupo I?

2. ¿Qué reactivos se usan para separar al plomo, plata y mercurio?

3. ¿Qué importancia tuvieron las marchas analíticas en el desarrollo del análisis cualitativo?

Fecha


53

Práctica 13 Equilibrio ácido base


PRÁCTICA No.13 Equilibrio ácido base

LO QUE DEBO SABER ANTES DE INICIAR LA ACTIVIDAD EXPERIMENTAL.

Antes de asistir a tu práctica en el laboratorio, es indispensable que realices una investigación previa, necesaria para mejorar tu desempeño, guíate contestando las siguientes preguntas:

1. Realiza un cuadro comparativo con las principales propiedades de un ácido y una base.

ACIDO BASE

2. ¿Qué es el equilibrio químico?

3. ¿Qué es un electrolito? Describe brevemente su clasificación

4. ¿Qué información proporciona los valores de Ka y Kb en los equilibrios ácido y base?

5. ¿Qué es el pH, cómo se determina a nivel experimental?

REFERENCIAS:

Vo. Bo. Profesor

54



OBJETIVO: Calcular experimentalmente el valor de una constante de equilibrio a partir de datos experimentales.

INTRODUCCIÓN:

Durante la implementación de las técnicas destinadas al análisis cualitativo se desarrollan diversas

reacciones químicas, las mismas son de utilidad en la caracterización apropiada de un analito. Es

durante estos procesos cuando el analista debe tener certeza de la identificación que realiza y

garantizar que los resultados obtenidos corresponden a la presencia del analito en cuestión y no a

interferencias producidas por interacciones indeseables durante el proceso de identificación. Para

garantizar la efectividad en la identificación de analitos durante el análisis, es de suma importancia

que el técnico de laboratorio además de conocer las propiedades físicas y químicas de las sustancias

que participan en la identificación, conozca también el comportamiento fisicoquímico de la reacción

que se desarrolla y de la cual depende la determinación del analito en cuestión.

Una de las principales características que se estudia durante el desarrollo de una reacción química

es su velocidad, la misma permite estimar el tiempo requerido para obtener resultados certeros y

confiables; la otra característica importante es la reversibilidad de la reacción y el equilibrio que se

pueda establecer durante la interacción entre reactivos y productos, pues la identificación de una

sustancia depende de su transformación desde una entidad químicamente desconocida a una

conocida y de la cual se conoce el comportamiento químico; es ahí donde una reacción reversible

podría interferir con la identificación del analito al favorecer la descomposición del producto del cual

forma parte.El equilibrio químico está definido por la ley de acción de masas y el valor adimensional

de una constante denominada Ke, este valor permite al analista estimar el grado de reversibilidad de

la reacción y como consecuencia que tan estable serán los productos que contienen al analito. Existen

diversos tipos de equilibrio, los mismos dependen del tipo de reacción que se establece, entre los

más estudiados son los que corresponden a las reacciones con gases y ácido-base por la facilidad

de estudiar sus reacciones.

Durante esta actividad experimental se estudiará el comportamiento de las reacciones ácido-base y

el equilibrio que pudiera establecerse durante la disociación de los mismos; para ello se determinará

experimentalmente el valor de la constante de equilibrio utilizando los datos experimentales obtenidos

a partir de la determinación del pH.

MATERIAL Y EQUIPO:

Vaso de precipitado Ácido clorhídrico concentrado

Soporte universal c/aditamentos Hidróxido de amonio concentrado

Parrilla con agitador magnético e Imán pequeño (lineal) Ácido acético glacial

Pipeta graduada Hidróxido de sodio 1M

Potenciómetro o pHmetro. NOTA: El profesor proporcionará entre uno o dos compuestos por equipo, según sea el caso. Los estudiantes determinaran la

información necesaria para calcular el valor de la Ka o Kb a partir del pH, calculado experimentalmente. Antes de seleccionar los compuestos para su estudio, es importante considerar si son electrolitos fuertes o débiles y conocer la densidad y pureza del frasco reactivo (de donde se toma la muestra para el análisis). Puede cubrir un imán pequeño o clip con papel parafilm para utilizarlo como agitador magnético

55



DESARROLLO:

1. Lavar muy bien el material a utilizar. No olvidar que el ultimo enjuague se realiza con un poco

de agua destilada.

2. Cubra un imán (lineal) de tamaño pequeño con papel parafilm.

3. Coloca 20ml de agua destilada en un vaso de precipitado y mide su pH con un potenciómetro.

4. Prepara un agitador magnético y coloca el vaso de precipitado con agua. Con mucha

precaución deja deslizar el imán cubierto previamente con parafil, tener cuidado de no golpear

el vaso. Enciende el agitador.

5. Agrega un mililitro del compuesto en estudio (ácido o base): ________________ al vaso de

precipitado que contiene los 20ml de agua.

6. Dejar que la solución se homogenice y medir el pH con el potenciómetro. Tener cuidado de no

golpear el aparato con el imán.

7. Observa con cuidado sí hay fluctuaciones en la lectura, realiza las anotaciones

correspondientes.

8. Adiciona al sistema agua destilada hasta completar un volumen final de 100ml de solución,

repetir los pasos 6 y 7.

9. Adicionar al sistema 50ml de agua destilada, repetir los pasos 6 y 7.

10. Realizar las anotaciones correspondientes.

OBSERVACIONES:

Elabore un diagrama de flujo para cada uno de los procedimientos a realizar.

Escribe el nombre y la fórmula de las sustancias que empleaste en el análisis, incluyendo la ecuación balanceada de lo que le pasa al compuesto al entrar en contacto con el agua. Determina la concentración de la solución en cada etapa del proceso, pasos 5, 8 y 9. Expresa, algebraicamente, la constante de equilibrio para las sustancias de su equipo.

56



Utilizando las determinaciones de pH y la concentración de la solución, determine el valor experimental de la Ka y/o Kb según sea el caso. Compara tus resultados con el valor teórico (tablas). ¿Hay diferencias, a que se deben?

CONCLUSIÓN:

CUESTIONARIO:

1. Desde el punto de vista químico, ¿Cuál es la utilidad de la determinación del pH?

2. ¿Qué ventaja tiene trabajar con datos de pH y/o pOH en comparación con datos de [H+] y/o [OH-], respectivamente?

3. ¿Por qué es importante conocer los valores de Ka o Kb cuando se preparan soluciones a un pH específico?

Fecha


57

Práctica 14 Equilibrio heterogéneo: Constante del producto de solubilidad


PRÁCTICA No.14

Equilibrio heterogéneo: Constante del producto de solubilidad


1. ¿A qué se refiere el término de solubilidad?, ¿Cuál es su importancia en el análisis cualitativo?

2. ¿Qué le pasa a una sal cuando entra en contacto con el agua, que nombre reciben las sustancias que se forman?

3. ¿Qué es el equilibrio heterogéneo, bajo qué condiciones se establece?

4. Escribe la representación algebraica de la constante del producto de solubilidad (Kps)

5. ¿Qué información proporcionan los valores de la Kps?

REFERENCIAS:

Vo. Bo. Profesor

58



OBJETIVO: Cuantificar la concentración de iones presentes en solución acuosa y determinar el valor experimental de la Kps.

INTRODUCCIÓN:

Un compuesto iónico difiere de los no iónicos por ser una mezcla de dos tipos de iones: iones positivos

e iones negativos, al colocar el compuesto iónico en solución acuosa, los iones presentan sus

propiedades individuales, además de que pueden reaccionar independientemente.

Al disolverse una sustancia iónica en disolventes polares, por ejemplo agua, encontramos que llega

un momento en que ya no se disuelve más compuesto, y se dice que el sistema alcanzó su equilibrio

heterogéneo entre el compuesto no ionizado y los iones. Este equilibrio se puede representar con una

ecuación; por ejemplo, el equilibrio alcanzado en la solución saturada de cloruro de sodio:

NaCl (s) ←→ Na+ + Cl- (aq)

Ya que la concentración de los componentes en equilibrio es constante, puede ser representada en

forma de constante de producto de solubilidad, la cual se expresa matemáticamente de la siguiente

forma:

Kps = [ion]+ * [ion]-

De tal manera que si conocemos los valores de la concentración de los iones en equilibrio, fácilmente

podemos calcular el Kps.

MATERIAL Y EQUIPO:

Vaso de precipitado Cloruro de sodio

Cápsula de porcelana Agua destilada

Termómetro

Baño maría

Soporte universal

Balanza analítica NOTA: El profesor tiene completa libertad para cambiar el compuesto a estudiar, sólo es necesario considerar el volumen de

la solución y la solubilidad de la sal.

DESARROLLO:

1. Pesa en una capsula de porcelana 10gr de NaCl.

2. En un vaso de precipitado de 100 ml agrega 15ml de agua destilada.

3. Agrega poco a poco el NaCl al vaso de precipitado agitando continuamente hasta obtener una

solución saturada.

4. Determina la cantidad de NaCl disuelto anteriormente.

5. Coloca el vaso con la solución saturada sobre la plancha y calienta hasta alcanzar y mantener

una temperatura de 40ºC.

59



6. Agrega más NaCl hasta obtener una solución saturada a 40ºC

7. Determina la cantidad de NaCl disuelto a 40ºC (considerando lo ya disuelto a temperatura

ambiente).

8. Toma una muestra de 5ml de la solución saturada y viértala en una cápsula, evapore el líquido

y observa.

9. Calcula la Concentración molar obtenida en la solución saturada a temperatura ambiente y a

40ºC.

10. A partir de las concentraciones molares obtenidas, calcule el producto de solubilidad del NaCl

a temperatura ambiente y 40ºC.

OBSERVACIONES: Elabore un diagrama de flujo para cada uno de los procedimientos a realizar. Escribe el nombre y la fórmula de las sustancias que empleaste en el análisis, incluyendo la ecuación balanceada de lo que le pasa al compuesto al entrar en contacto con el agua. Determina la concentración de la solución en cada etapa del proceso, pasos 4 y 7. Expresa, algebraicamente, la constante del equilibrio heterogéneo para las sustancias de su equipo. Utilizando la concentración de la solución, determine el valor experimental de la Kps.

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Compara tus resultados con el valor teórico (tablas). ¿Hay diferencias, a que se deben?

CONCLUSIÓN:

CUESTIONARIO:

1. Desde el punto de vista químico, ¿Cuál es la utilidad de la determinación de la Kps?

2. ¿Cuál es la fórmula para calcular el producto de solubilidad del bromuro de plata?

3. Sí la solubilidad del bromuro de plata a 20ºC es 1.4x10-4gr/L. Calcula la Kps de esta sal.

Fecha


61

Práctica 15 Uso de la Kps en la predicción de la precipitación


PRÁCTICA No.15 Uso de la kps en la predicción de la precipitación

LO QUE DEBO SABER ANTES DE INICIAR LA ACTIVIDAD EXPERIMENTAL.

Antes de asistir a tu práctica en el laboratorio, es indispensable que realices una investigación previa, necesaria para mejorar tu desempeño, guíate contestando las siguientes preguntas:

1. ¿Qué significado tiene la palabra “PRECIPITACION”?

2. ¿Qué es un precipitado y como se obtiene a nivel experimental?

3. ¿Qué se debe de cumplir a nivel químico para que una sustancia se pueda precipitar en un medio acuoso?

4. ¿Cuáles son las aplicaciones de la Kps en la química analítica?

REFERENCIAS:

Vo. Bo. Profesor

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OBJETIVO: Aplicar el valor de la constante de producto de solubilidad (Kps) en la predicción de la

precipitación de una sal y en la determinación de las concentraciones a las cuales ocurre dicho

fenómeno.

INTRODUCCIÓN:

La solubilidad de una sal ligeramente soluble puede ser calculada a partir de su producto de

solubilidad. Ejemplo: la Kps del AgBr es 7.7 x 10-13, Aplicando la fórmula Kps = [Ag]*[Br] y

tomando en cuenta que las concentraciones molares del Ag y Br son iguales y cada una es igual a la

solubilidad del AgBr, se tiene:

Kps = [Ag]*[Br] como [Ag] = [AgBr] y [Br] = [AgBr]

Entonces Kps= [AgBr]* [AgBr] o Kps = [AgBr]2

Sustituyendo [AgBr]2 = 7.7 x 10-13

[AgBr] = 7.7 x 10-13

[AgBr] = 8.8 x 10-7 Moles/litro

Este valor nos permite determinar que para poder precipitar al bromuro de plata necesitamos una

concentración molar mayor a la obtenida.

El valor del producto de solubilidad, permite además contestar las siguientes preguntas:

1. ¿Cuándo se forma el precipitado?

2. ¿Cuánto exceso de un reactivo es necesario para reducir la concentración de cierto ión, hasta

un valor determinado?

3. ¿Hasta qué punto podemos dirigir las reacciones iónicas para que sean completas?

MATERIAL Y EQUIPO:

Vidrio de reloj Yoduro de sodio 0.1M

Pipetas graduadas Acetato de plomo 0.01M (u otra sal soluble de plomo)

Matraz aforado de 50 ml Agua destilada

Matraz aforado de 100 ml Balanza analítica

2 Vasos de precipitado de 150 ml

DESARROLLO:

1. Realice los cálculos para preparar 100 ml de solución 0.01M de acetato de plomo, no olvide

tomar en cuenta la pureza del reactivo.

2. Pese la cantidad determinada de acetato de plomo en un vidrio de reloj, y prepare la solución

0.01 M, recuerde que debe usar un matraz aforado.

3. Realice los cálculos y prepare 100 ml de solución 0.1 M de yoduro de sodio.

63



4. Realice los cálculos y prepare a partir de la solución de yoduro de sodio 0.1M, 50 ml de una

solución de yoduro de sodio 0.001M. Recuerde que C1V1 =C2V2 donde C1 y C2 son las

concentraciones inicial y final, y V1 y V2 son los volúmenes de lo que se va a medir y lo que se

quiere preparar.

5. Mezcle 10 ml de solución de acetato de plomo 0.01M con 10 ml de yoduro de sodio 0.001M,

observe lo que sucede en el sistema de reacción. Realice sus anotaciones pertinentes.

6. Realice los cálculos para determinar la concentración de yoduro de sodio necesaria para

precipitar el yoduro de plomo II de color amarillo canario, a partir de la solución de acetato de

plomo 0.01M.

7. Mezcle 10 ml de solución de acetato de plomo 0.01M con 10 ml de yoduro de sodio 0.01M

(hay que prepararlo por dilución a partir de la solución 0.1M), y observe si se forma algún

precipitado. Realice las anotaciones correspondientes.

OBSERVACIONES: Elabore un diagrama de flujo para cada uno de los procedimientos a realizar. Escribe el nombre y la fórmula de las sustancias que empleaste en el análisis, incluyendo la ecuación balanceada de lo que les pasas a los compuestos al entrar en contacto. Describa lo sucedido en el paso 5, se observan cambios, ¿Por qué? Para la parte insoluble del sistema, calcule el valor de la Kps según los volúmenes y concentración de las soluciones mezcladas.

64



Compare el valor obtenido de la Kps experimental (paso 6) con el valor real para el PbI2 (7.9X10-9). Nuevamente calcule el valor de la Kps según los volúmenes y concentración de las soluciones mezcladas en el paso 7. Compare con los resultados del paso 7 con los del paso 6 y el valor real de la kps del PbI2. ¿Qué relación hay con respecto a la aparición del precipitado?

CONCLUSIÓN:

CUESTIONARIO:

1. ¿Cómo se deben interpretar los valores de la kps en la predicción de la precipitación de un compuesto?

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2. Calcula la solubilidad del yoduro plumboso empleando la fórmula: Kps=[Pb]*[I]2

3. Investiga la kps del sulfato de calcio y calcula su solubilidad en agua a 25°C empleando la fórmula: Kps=[Ca]*[SO4].

4. Calcula que cantidad de cloruro de calcio es necesario añadir a una solución de sulfato de sodio 0.01M para obtener un precipitado.

Fecha


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Práctica 16 Valoración de la trayectoria experimental III


PRÁCTICA No. 16

Valoración de la trayectoria experimental III Tercera Evaluación Parcial



11. Reacciones a la gota

12. Marcha de cationes I

13. Equilibrio ácido-base

14. Equilibrio heterogéneo

15. Uso de la Kps en la predicción de la precipitación.



X competencia 11 12 13 14 15 4.3 Identifica las ideas clave en un texto o discurso oral e infiere conclusiones a partir de ellas.

Realiza la investigación previa contestando las preguntas de inicio de la actividad experimental.



Durante la práctica manipula las sustancias atendiendo las normas de seguridad e higiene.


8.1 Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo, definiendo un curso de acción con pasos específicos.

Establece acuerdos para el aseo de la mesa de trabajo, con franela limpia sin malos olores.



7. Diseña prototipos o modelos para resolver problemas, satisfacer necesidades o demostrar principios científicos, hechos o fenómenos relacionados con las ciencias experimentales.

Se involucra con el desarrollo del experimento respetando los acuerdos al interior del equipo.


8. Confronta las ideas preconcebidas acerca de los fenómenos naturales con el conocimiento científico para explicar y adquirir nuevos conocimientos

Fundamenta con principios científicos las observaciones y conclusiones de los experimentos desarrollados durante la sesión.


67

Práctica 16 Valoración de la trayectoria experimental III


Aplica la misma estrategia anterior para realizar una coevaluación sobre el desempeño de uno de tus compañeros de equipo dentro del laboratorio. Considerar los mismos indicadores de desempeño. El profesor te indicará el nombre del compañero que recibirá tu evaluación. ENTREGA LA COEVALUACIÓN AL PROFESOR Y PEGA EN ESTE ESPACIO LOS RESULTADOS OBTENIDOS DE TUS COMPAÑEROS.



X competencia 11 12 13 14 15

4.3 Identifica las ideas clave en un texto o discurso oral e infiere conclusiones a partir de ellas.

Realiza la investigación previa contestando las preguntas de inicio de la actividad experimental.



Durante la práctica manipula las sustancias atendiendo las normas de seguridad e higiene.


8.1 Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo, definiendo un curso de acción con pasos específicos.

Establece acuerdos para el aseo de la mesa de trabajo, con franela limpia sin malos olores.



7. Diseña prototipos o modelos para resolver problemas, satisfacer necesidades o demostrar principios científicos, hechos o fenómenos relacionados con las ciencias experimentales.

Se involucra con el desarrollo del experimento respetando los acuerdos al interior del equipo.


8. Confronta las ideas preconcebidas acerca de los fenómenos naturales con el conocimiento científico para explicar y adquirir nuevos conocimientos

Fundamenta con principios científicos las observaciones y conclusiones de los experimentos desarrollados durante la sesión.



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REFERENCIAS

Universidad de Colima. (1987). Reglamento general de laboratorios de los planteles del

Nivel Medio Superior de la Universidad de Colima. 2018, Universidad de Colima Sitio

web: http://portal.ucol.mx/content/docrevista/documento_144.pdf

Lozano, L., Ruíz, M. & Rodríguez, A. (2009). Manual de Prácticas de Química Analítica

I. Colima, México: Universidad de Colima.

Carriedo. (2011). La química inorgánica en reacciones. Madrid: Sintesis.

Delgado, S., Solis, L., & Muñoz, Y. (2012). Laboratorio de química general. México,

D.F.: Mc Graw Hill.

Guiteras, J., Rubio, R., & Fonrodona. (2007). Curso experimental en química analítica.

España: Sintesis.

Mutio, A., López, C., Venegas, L., & Segal, R. (2010). Aprendiendo química gota por

gota. México, D.F.: Cengage learning.

Romero, L., & Rodríguez, B. (2014). Química Experimental. Estado de México:

Pearson.

The Royal Society of Chemistry. (2002). Curso experimental en química analítica.

Madrid: Sintesis.

Woodfield, B., Asplund, M., & Haderlie, S. (2009). Laboratorio virtual de química

general. Estado de México: Pearson.

Zarco E. (2007). Seguridad en laboratorio. México, D.F.: Trillas.

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