TERCERA PRÁCTICA

La tercera práctica realizada en el laboratorio consta de dos partes independientes:

-          Ensayos de solubilidad

-          Reconocimiento de cationes y aniones(Disolución de precipitados por formación de complejos)

Ensayo de solubilidad

Los conocimientos previos para entender bien la práctica son los referentes a fuerzas intermoleculares, tipos de disoluciones, diferencia entre mezcla homogénea y heterogénea y el concepto de solubilidad.

Así el objetivo de esta práctica es comprobar de forma experimental el concepto de solubilidad dependiendo de la naturaleza de las sustancias y explicar este comportamiento teniendo en cuenta las diferentes interacciones intermoleculares que conocemos.

Es bueno mencionar una breve explicación teórica acerca de que es una disolución y que conocemos como solubilidad de una sustancia. Una disolución es una mezcla formada por un disolvente (en mayor medida en la disolución) y un soluto (en menor medida).A la hora de preparar la disolución se vierte  en un recipiente el volumen del disolvente y posteriormente se va agregando poco a poco el soluto, si mientras adicionamos el soluto este se disuelve lo que encontramos es una disolución insaturada, donde las atracciones  soluto-soluto y disolvente-disolvente se cambian por soluto-disolvente durante el proceso de disolución. A medida que vamos añadiendo mas soluto va apareciendo el proceso inverso conocido como cristalización, cuando estos dos procesos tienen la misma velocidad quiere decir que la disolución alcanza un equilibrio, lo que tenemos ahora es una disolución saturada. En el caso de seguir aumentando la cantidad de soluto llegaríamos a una disolución sobresaturada la cual se puede invertir aumentando la temperatura de la disolución.

Respecto al concepto de solubilidad, podemos definirla como la concentración de soluto en el disolvente. Como recordatorio para que un soluto se disuelva en un disolvente se han de romper las atracciones intermoleculares existentes (soluto-soluto y disolvente-disolvente) para que se formen las nuevas fuerzas intermoleculares (soluto-disolvente).

Para la realización de la práctica serán necesarios disponer de gradilla con tubos de ensayo y cuentagotas. Los reactivos utilizados serán yodo, sulfato de cobre, aceite, parafina, etanol, hexano, diclorometano.

A la hora de empezar la práctica es conveniente limpiar el material, ya que pueden quedar restos de los ensayos realizados anteriormente y desvirtuar los resultados.

Para la realización de la práctica habrá que conseguir las diferentes disoluciones que vemos a continuación en la tabla.

Solubilidad	Agua	Etanol	Hexano	Diclorometano
Sulfato de cobre
Aceite
Parafina
Yodo

 Poner una pequeña cantidad de sulfato de cobre en tres tubos de ensayo y añadir a continuación: en el primer tubo, 2 mL de agua; en el segundo tubo, 2 mL de etanol, y en el tercer tubo, 2 mL de hexano. Agitar y observar la distinta solubilidad anotándola en el cuadro adjunto. Hacer lo mismo para el resto de casos de la tabla.

Reconocimiento de cationes y aniones

La segunda parte de la practica se centra en reconocer ciertos cationes y aniones teniendo en cuenta la solubilidad de estos, así los conocimientos previos necesarios son los relacionado con la solubilidad (concepto, equilibrios, constantes de solubilidad, sales solubles e insolubles…) de los compuestos.

El objetivo de esta práctica es identificar y separar una serie de iones  en sustancias desconocidas mediante una secuencia de reacciones de formación y disolución de precipitados.

Cationes:        Na⁺     Mg⁺²     Ni⁺²     Cr⁺³     Zn⁺²     Ag⁺     Pb⁺²

Aniones:          NO₃^-   Cl^-     I^-     SO₄^-2

Material necesario:

-9 tubos de ensayo pequeños

-2 cuentagotas

-2 varillas para agitar

-1 vaso de precipitados de 250 mL (para un baño de agua)

-1 gradilla

-1 pinza

-1 placa calefactora.

Las disoluciones utilizadas serán:

1          0,1M Cr (NO₃)₃          7          0,1M NaNO₃

2          0,1M Pb (NO₃)₂         8          0,1M Na₂SO₄

3          0,1M Zn (NO₃)₂             9          0,1M NaI

4          0,1M Mg (NO₃)₂         10        0,5M NaCl

5          0,1M Ni (NO₃)₂          11        6M NaOH

6          0,1M AgNO₃              12        6M NH₃

Para la identificación de los cationes utilizaremos en primer hidróxido de sodio, ya que todos los cationes de esta experiencia, excepto el Na⁺, forman hidróxidos insolubles, lo que quiere decir que formaran precipitado al añadir NaOH, alguno de estos precipitados se disuelven al añadir un exceso de NaOH (Anfóteros), los hidróxidos que no se disuelven con el exceso de NaOH se conocen como Básicos.

Para ello medimos 5 mL de cada una de las disoluciones de los siete cationes en diferentes tubos de ensayo y añadimos una gota de la disolución de NaOH 6M a cada tubo, agitamos y observamos si ocurre algo en la reacción, posteriormente añadimos 5 gotas de NaOH 6M (exceso) agitamos y observamos si se disuelven las disoluciones y anotamos los datos en las siguientes tabla.

Catión	¿Se observa precipitación?	Reacción iónica neta
Na+
Mg+2
Ni+2
Cr+3
Zn+2
Ag+
Pb+2

Precipitado	¿Se disuelve?	Reacción iónica neta
Mg(OH)2
Ni(OH)2
Cr(OH)3
Zn(OH)2
AgOH
Pb(OH)2

Realizamos un experimento similar pero en este caso el compuesto utilizado será el amoniaco ya que aporta los suficientes iones hidroxilo como para la formación de precipitados de hidróxidos, pero no los suficientes como para disolver los hidróxidos anfóteros. Sin embargo, el amoniaco forma amino-complejos solubles con los cationes níquel, zinc y plata: Ni (NH₃)₄⁺², Zn (NH₃)₄⁺², Ag (NH₃)₂⁺ .Para realizar el experimento volvemos a coger 0,5 ml de cada disolución y añadimos 10 gotas de amoniaco 6M .Agitar y observar las reacciones.

Para la identificación de los aniones los experimentos que se van a realizar tendrá uno que ver con la variación de la temperatura de la disolución y en segundo lugar la adicción de reactivos y las secuencias de estabilidad.

Para la primera parte el procedimiento es el siguiente:

En seis tubos de ensayo limpios, preparar parejas de las disoluciones indicadas en el siguiente cuadro, poniendo, en cada tubo de ensayo, 0,5 mL (10 gotas) de cada disolución; agitar, y anotar la formación de precipitados. Calentar, cada tubo que contenga un precipitado, al baño maría (en agua a ebullición), agitar y anotar los precipitados que se disuelven. Con el Pb (NO₃)₂/NaI realizaremos una excepción usando 3 gotas para cada disolución y 5ml de agua.

Disoluciones	¿Se forma precipitado?	Ecuación iónica neta	¿Se disuelve con calor?
AgNO3/NaCl
AgNO3/NaI
AgNO3/Na2SO4
Pb(NO3)2/NaCl
Pb(NO3)2/NaI
Pb(NO3)2/Na2SO4

Para el segundo método experimental combinaremos varios procesos secuencialmente para obtener información acerca de la muestra. En este caso utilizaremos la secuencia de estabilidad de la plata del plomo y del níquel. El procedimiento será el siguiente:

Secuencia de estabilidad de la plata:

            Combinar 10 gotas de AgNO₃ y 10 gotas de NaCl, calentar al baño maría y dejar precipitar el sólido. Decantar el líquido y añadir amoniaco para disolver el sólido. A continuación, añadir NaI gota a gota.

Secuencia de estabilidad del plomo:

            Precipitar algo de PbCl₂, combinando 10 gotas de Pb(NO₃)₂ y 10 gotas de NaCl; decantar el líquido. Añadir gota a gota NaOH al sólido, agitando.

Secuencia de estabilidad del níquel:

            Combinar 0,5 mL de la disolución de Ni²⁺ y 0,5 mL de amoniaco, mezclar y añadir 0,5 mL de NaOH.