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Material Didáctico. P. T. B. en Quimica Industrial.
ANÁLISIS DE LA MATERIA PRIMA AMAP-01
Manual de prácticas de laboratorio
© 2012 Editado por: I.Q. Carlos Joel Acosta Santamaría
CONALEP Tlalpan II
31052012817
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Bienvenido a
ANÁLISIS DE LA MATERIA PRIMA AMAP-01
Manual de prácticas de laboratorio
Material didáctico © 2012-05-31 CONALEP Tlalpan II M. en I. Carlos Joel Acosta Santamaría
e-mail: [email protected]
Biol. Maricela Abonce Rosales e-mail: [email protected]
I.Q. Roberto Ace Cardona
e-mail: [email protected]
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Tabla de contenido
Practica No. 1. Separación de sustancias por cristalización fraccionada ...................................................... 4
Anexo 01 Tabla periódica ............................................................................................................................ 15
Practica No. 1. Separación de sustancias por cristalización fraccionada
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Practica No. 1. Separación de sustancias por cristalización fraccionada
Introducción
La técnica de la cristalización fraccionada es usada por los químicos para separar mezclas de
sustancias disueltas (sales) en un disolvente en sus componentes puros (sales). Esto se consigue debido
a la diferencia de solubilidad de las distintas sales en un disolvente dado en función de la temperatura.
La disolución conteniendo la mezcla es evaporada hasta que la sustancia menos soluble (sal) cristaliza.
En este experimento tendrás una muestra conteniendo dicromato de potasio K2Cr2O7 y cloruro de
sodio NaCl, que son sustancias iónicas solubles en agua, con diferentes solubilidades en función de la
temperatura. El cloruro de sodio es una sustancia que no cambia su solubilidad apreciablemente con la
temperatura entre los rangos de 0ºC a 100ºC, mientras que la solubilidad del dicromato de potasio
aumenta 16 veces en el mismo rango de temperaturas. Esta propiedad será utilizada para separar la
mezcla de las dos sales de una disolución.
Procedimiento:
Paso 1. Preparación de la disolución de las dos sales. Obtener un vaso de precipitados de 100 mL y
añadir 60 mL de agua destilada a temperatura ambiente. Posteriormente añadir una muestra de 12
gramos de cloruro de sodio (NaCl) y una muestra de 15 gramos de dicromato de potasio (K2Cr2O7);
mezclarlas y si es necesario calentar la disolución con un mechero Bunsen hasta que todo el sólido se
haya disuelto.
Agua destilada (Liquido)(60.00 g)(3.3305 moles)
Cloruro de Sodio “NaCl” (Solido) (12.00 g)(0.205339 moles)
dicromato de Potasio “K2Cr2O7” (Solido) (15.00 g) (0.0509 moles)
Practica No. 1. Separación de sustancias por cristalización fraccionada
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Paso 2. Enfriamiento de la disolución. Obtener un vaso de precipitados de 600 mL desde la opción de
menú Equipamiento y llenarlo con 300 mL de agua helada. El agua helada se puede obtener mediante el
cuadro de diálogo del agua destilada, dentro de la opción de menú Reactivos. Colocar el vaso de 100 mL
dentro del vaso de 600 mL seleccionándolos y con la opción de combinar dentro de la opción de menú
Organizar. Enfriar la disolución hasta que todo el dicromato de potasio haya precipitado (0ºC)
Agua fría
Enfriar hasta que se precipite el dicromato de potasio
Paso 3. Separar el dicromato de potasio sólido de la disolución. Obtener un matraz para filtrado y añadir
un embudo Buchner, seleccionando primero el matraz y eligiendo el embudo Buchner desde la opción
de menú de Equipamiento. Posteriormente, verter la disolución desde el vaso hasta el matraz del
filtrado, hasta que el vaso quede vacío.
Practica No. 1. Separación de sustancias por cristalización fraccionada
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matraz para filtrado y embudo Buchner
Decantar la solución para separar por filtración el dicromato de potasio y el cloruro de sodio en solución.
Paso 4. Extraer el sólido del filtro. Para extraer la muestra del filtro, seleccionar el matraz y
posteriormente seleccionar el embudo Buchner y trasvasar el sólido a un vidrio de reloj.
Paso 5. Extraer el cloruro de sodio de la disolución. Para extraer finalmente el cloruro de sodio de la
disolución calentar la disolución hasta que se evapore el agua restante. Asegurarse mediante el cuadro
de diálogo de propiedades de que las sales y cantidades obtenidas son correctas.
Practica No. 1. Separación de sustancias por cristalización fraccionada
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Nota 01: Al evaporar el agua, tener cuidado con el aumento de temperatura, considerando que la solución hierve a mas de los 100˚C, debido al aumento de la temperatura de ebullición de la solución.
Nota 02:
Paso 6. Pesar los productos obtenidos para calcular el rendimiento de la recristalización, utilizar una
balanza analítica o electrónica.
Para el cloruro de sodio por ejemplo tenemos un registro de 11.2435 g.
Practica No. 1. Separación de sustancias por cristalización fraccionada
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Para el dicromato de potasio por ejemplo tenemos un registro de 13.86 g.
Memoria de cálculo
Calculo de la cantidad de materia en moles:
Datos:
Ver los pesos atómicos en la tabla periódica
Formulas:
Sustitución y Operaciones:
Practica No. 1. Separación de sustancias por cristalización fraccionada
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Ejercicio:
Realizar los cálculos necesarios para calcular los moles de Cloruro de sodio que se utilizo en la práctica.
Practica No. 1. Separación de sustancias por cristalización fraccionada
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MATERIALES USADOS:
Cloruro de sodio
El cloruro de sodio, más conocido como sal de mesa, o en su forma mineral halita, es un compuesto
químico con la fórmula NaCl. El cloruro de sodio es una de las sales responsable de la salinidad del
océano y del fluido extracelular de muchos organismos. También es el mayor componente de la sal
comestible, es comúnmente usada como condimento y conservante de comida.
Propiedades químicas:
El cloruro de sodio es un compuesto iónico formado por un catión sodio (Na+) y un anión cloruro (Cl-), y
como tal, puede reaccionar para obtener cualquiera de estos dos iones. Como cualquier otro cloruro
iónico soluble, precipita cloruros insolubles cuando es agregado a una solución de una sal metálica
apropiada como nitrato de plata:
NaCl(ac) + AgNO3(ac) → AgCl(s) + NaNO3(ac).
Otro método para separar ambos componentes es mediante la electrólisis.
Producción:
El cloruro de sodio es producido en masa por la evaporación de agua de mar o salmuera de otros
recursos, como lagos salados y minando la roca de sal, llamada halita.
En 2002, la producción mundial de sal estuvo estimada en 210 millones de toneladas métricas, y los
principales países productores eran Estados Unidos (40,3 millones de toneladas), China (32,9), Alemania
(17,7), India (14,5) y Canadá (12,3).
Practica No. 1. Separación de sustancias por cristalización fraccionada
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General
Otros nombres Cloruro sódico
Sal común
Sal de cocina
Sal de mesa
Fórmula semidesarrollada NaCl
Identificadores
Número CAS 7647-14-51
Practica No. 1. Separación de sustancias por cristalización fraccionada
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Número RTECS VZ4725000
Propiedades físicas
Estado de agregación Sólido
Apariencia Incoloro; aunque parece blanco
si son cristales finos o pulverizados.
Densidad 2165 kg/m3; 2,165 g/cm3
Masa molar 58,4 g/mol
Punto de fusión 1.074 K (801 °C)
Punto de ebullición 1.738 K (1.465 °C)
Estructura cristalina f.c.c.
Propiedades químicas
Solubilidad en agua 35,9 g por 100 mL de
agua
Producto de solubilidad 37,79 mol2
Termoquímica
ΔfH0gas -181,42 kJ/mol
ΔfH0líquido -385,92 kJ/mol
ΔfH0sólido -411,12 kJ/mol
S0gas, 1 bar 229,79 J·mol-1·K
Riesgos
Ingestión Peligroso en grandes
cantidades; su uso a largo plazo en cantidades
normales puede traer problemas en los riñones.
Inhalación Puede producir irritación en
altas cantidades.
Piel Puede producir resequedad.
Ojos Puede producir irritación y molestia.
Practica No. 1. Separación de sustancias por cristalización fraccionada
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Dicromato de potasio
El dicromato de potasio (K2Cr2O7) es una sal del hipotético ácido dicrómico (este ácido en sustancia no
es estable) H2Cr2O7. Se trata de una sustancia de color intenso anaranjado. Es un oxidante fuerte. En
contacto con sustancias orgánicas puede provocar incendios.
Síntesis:
El dicromato potásico se obtiene a partir del
cromato potásico acidulando la disolución
correspondiente:
También se puede obtener por intercambio
del catión a partir del dicromato de sodio y
cloruro de potasio:
Reacciones:
Esta reacción se utiliza a veces para la determinación cualitativa del cromo(VI).
En presencia de iones de bario o de plomo(II) en disolución neutra o ligeramente ácida precipitan los
cromatos correspondientes en forma de sólidos amarillos. Ambos se disuelven en ácidos fuertes, el
cromato de plomo también en presencia de base fuerte. Estas sustancias se utilizan como pigmentos en
algunas pinturas amarillas.
En disolución ácida y presencia de cloruro se forma el anión ClCrO4- que puede cristalizar en forma de su
sal potásica. Calentándolo con ácido clorhídrico concentrado se forma cloruro de cromil (Cl2CrO4), una
sustancia anaranjada molecular que puede ser destilada de la mezcla de reacción.
Aplicaciones:
El dicromato de potasio se utiliza en la galvanotécnica para cromar otros metales, en la fabricación del
cuero, en la fabricación de pigmentos, como reactivo en la industria química, para recubrimientos
anticorrosivos del cinc y del magnesio y en algunos preparados de protección de madera. También está
presente en los antiguos tubos de alcotest donde oxida el etanol del aire expirado al aldehído.
En química analítica se utiliza para determinar la demanda química de oxígeno (DQO) en muestras de
agua.
Históricamente importante es la reacción del dicromato potásico con anilina impura que utilizó
W.H.Perkin en la síntesis de la mauveina, el primer colorante artificial. Esta reacción era una de las
primeras síntesis orgánicas industriales.
Dicromato de potasio
Nombre (IUPAC) sistemático
Heptaoxodicromato (VI) de potasio
General
Practica No. 1. Separación de sustancias por cristalización fraccionada
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Fórmula semidesarrollada K2Cr2O7
Identificadores
Número CAS [7778-50-9]1
Propiedades físicas
Estado de agregación Sólido
Apariencia Anaranjado intenso
Masa molar 294,18 g/mol
Punto de fusión 671,15 K (398 °C)
Punto de ebullición 773,15 K (500 °C)
Propiedades químicas
Solubilidad en agua 130 g/l a 20 °C en agua
Riesgos
Dosis semiletal (LD50) 25 mg·kg−1
Valores en el SI y en condiciones normales
(0 °C y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.
Toxicidad:
El dicromato de potasio es tóxico. En contacto con la piel se produce sensibilización y se pueden
provocar alergias. Al igual que los cromatos, los dicromatos son cancerígenos. En el cuerpo son
confundidos por los canales iónicos con el sulfato y pueden llegar así hasta el núcleo de la célula. Allí son
reducidos por la materia orgánica presente y el cromo(III) formado ataca a la molécula de la ADN.
Residuos que contienen dicromato de potasio se pueden tratar con sulfato de hierro(II)(FeSO4). Este
reduce el cromo(VI) a cromo(III) que precipita en forma del hidróxido o del óxido
Se utiliza en la realización de copias fotográficas, en la técnica denominada goma bicromatada,
inventada en 1839, y muy empleada por el movimiento fotográfico llamado pictorialista hasta 1950.
Practica No. 2. Re cristalización del CuSO4
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Anexo 01 Tabla periódica
I.Q. Carlos Joel Acosta
Santamaria, Egresado de la
facultad de química de la
UNAM, Actualmente labora
en el sistema CONALEP, en el
plantel Tlalpan II, donde es
responsable de las materias ocupacionales de la
carrera: profesional técnico bachiller en química
industrial.
Maricela Abonce Rosales y estudie la carrera de
Biología en la UNAM, actualmente estoy
impartiendo clases de Biología y Ecología en el
Colegio de Bachilleres, tengo 4 años en la
institución, pero antes fui maestra de una
escuela particular, también aunque no soy QFB
estuve 1año en un laboratorio clínico, donde
aprendí mucho y supe que los jóvenes tiene que
tener una orientación vocacional por que luego
nos equivocamos en elegir una carrera, aunque
no me arrepiento de haber estudiado Biología.
Ing Químico egresado de la
UAM-Azcapotzalco, radico
Practica No. 2. Re cristalización del CuSO4
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en el D.F e imparto clases de Química en el
CECyT No1 del IPN.
