UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOSAo de la Promocin de la Industria Responsable y el Compromiso Climtico

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOSE.A.P. INGENIERA METALRGICA

PROFESOR:ING. PILAR AVILS MERAESTUDIANTES:NEZ CUEVA, ALONSOPADILLA FRIAS, MIGUELRAMOS GUTIRREZ, JHONDETERMINACIN DE INSOLUBLE2015INFORME N08Lab. Anlisis Mineral Cuantitativo

NDICE

INTRODUCCIN3RESUMEN4PRINCIPIOS TERICOS5precipitados coloidales5precipitados cristalinos6COPRECIPITACIN6POST PREICIPITACIN8DETALLES EXPERIMENTALES9CLCULOS12CONCLUSIONES13RECOMENDACIONES14CUESTIONARIO15BIBLIOGRAFA17

INTRODUCCINEl anlisis gravimtrico est basado en la Ley de las proporciones definidas, que establece que, en cualquier compuesto puro, las proporciones en peso de los elementos constituyentes siempre son las mismas, y en la Ley de la consistencia de la composicin, que establece que las masas de los elementos que toman parte en un cambio qumico muestran una relacin definida e invariable entre s. |

Tanto el anlisis gravimtrico como el volumtrico, hacen parte del anlisis cuantitativo. El primero determina la cantidad proporcionada de un elemento, radical o compuesto presente en una muestra, eliminando todas las sustancias que interfieren y convirtiendo el constituyente o componente deseado en un compuesto de composicin definida, que sea susceptible de pesarse. Los clculos se realizan con base en relacin al peso de residuo y el peso de la muestra.

El segundo, determina elvolumende una disolucin de concentracin conocida (disolucin valorante) que se necesita para reaccionar con todo el analito, y en base a este volumen se calcula la concentracin del analito en la muestra.

RESUMENEsta prctica tiene como objetivo la determinacin del %porcentaje de insoluble en muestras minerales La determinacin de residuos insolubles el cual se llev a cabo por medio del mtodo de gravimetra que consiste en hallar la cantidad de residuo existente en una muestra de mineral dicho valor esta expresado en forma de porcentaje, en esta prctica emplearemos una muestra establecida de 2 gr. aproximadamente lo cual ser analizada y trabajada en los pasos que se mencionaran en el transcurso del informe sea como acidificar, decantar, filtrar y volatilizar nuestra muestra para luego calcular el porcentaje de insoluble en la muestra con la relacin de peso del residuo y el de la muestra.

PRINCIPIOS TERICOSEs necesario antes de empezar esta prctica tener en claro el concepto de una sustancia insoluble por lo que se dice que una sustancia es insoluble cundo en un determinado disolvente no puede ser disuelta. Se debe tener en claro que el criterio de solubilidad e insolubilidad de una sustancia determinada es aplicado a cada uno de los posibles disolventes, es decir, cabe la posibilidad que una sustancia sea soluble en un determinado solvente e insoluble en otro.

Ahora bien, cuando algunos libros indican que una sustancia es insoluble y no mencionan el disolvente se debe intuir que se est refiriendo al disolvente universal, el agua, sin otras especies ni iones en ella (lo cual sera un caso ideal), luego viene otro nivel ms complejo donde hay iones comunes u otras sales que reaccionan entre ellas formando otras sales menos solubles (que es un caso ms real y cotidiano). PRECIPITADOS COLOIDALESCuando una sustancia est dispersa en el seno de otra de forma que sus partculas tienen un tamao aparente del orden de a 100 200 m, se dice que est en estado coloidal. Las partculas dispersas son tan pequeas, que no sedimentan bajo la accin de la gravedad, pueden atravesar los filtros usuales. Presentan una enorme superficie especfica. Ejemplos: emulsiones, humos, nieblas; y dentro de los sistemas qumicos el xido de hierro (III) hidratado.Las suspensiones coloidales normalmente son estables durante perodos indefinidos y no se usan como tal en el anlisis gravimtrico, ya que sus partculas son muy pequeas y no se filtran con facilidad. Sin embargo, mediante agitacin, calentamiento o adicin de un electrolito se puede transformar el coloide en una masa filtrable. A este proceso se lo conoce como aglomeracin, floculacin o coagulacin.Un ejemplo de esto lo tenemos en la precipitacin del tercer grupo de cationes. Recuerden que nosotros realizamos la separacin de este grupo por precipitacin homognea, a partir de la hidrlisis alcalina en caliente de una solucin de tioacetamida al 10 %. Recuerden tambin que el pH alcalino (8-10) lo obtenemos a travs de un buffer NH3-NH4Cl. Tambin les aclaramos que el NH4Cl que agregamos tiene una doble funcin, por un lado formar junto con el NH3 el buffer que nos permite regular el pH adecuado para la precipitacin de los sulfuros y/o hidrxidos del tercer grupo, y por otra parte acta como electrolito coagulante para permitir separar algunos precipitados coloidales que forman los cationes de este grupo y que pueden ser separados de otro modo.El fenmeno contrario a la coagulacin de un coloide, o sea el proceso por el cual un coloide coagulado regresa a su estado coloidal se conoce con el nombre de peptizacin. PRECIPITADOS CRISTALINOSEn este caso las partculas son ms grandes, y por lo tanto es ms fcil separarlas por filtracin, y/o centrifugacin.Los precipitados cristalinos estn formados por partculas que tienen un ordenamiento regular y repetitivo en el espacio, lo que origina una red cristalina.Depende del tipo de anlisis que se desee realizar al compuesto obtenido podr hacerse crecer adecuadamente el slido cristalino de acuerdo a tcnicas apropiadas. IMPURIFICACIN DE PRECIPITADOSCuando se lleva a cabo la separacin de una sustancia por formacin de un compuesto insoluble o sea por precipitacin, puede ocurrir que el compuesto obtenido est impurificado. La impurificacin puede tener origen en dos fenmenos distintos: coprecipitacin y postprecipitacin. COPRECIPITACINEste es un fenmeno en el que algunos compuestos que en otras circunstancias son solubles, se eliminan de la solucin durante la formacin del precipitado. Conviene destacar que la solucin NO est saturada con las especies coprecipitadas. Existen distintos tipos de coprecipitacin, ellos son: adsorcin y oclusin.1. Adsorcin: es un proceso mediante el cual tomos, molculas o iones se adhieren a una superficie.El efecto neto de la adsorcin en la superficie es arrastrar como contaminante de superficie a un compuesto que en otras condiciones normalmente sera soluble.Los precipitados amorfos y gelatinosos son apropiados para quedar altamente combinados por adsorcin, si se tiene en cuenta la elevada superficie especfica que presentan.La coagulacin de un coloide no reduce significativamente la magnitud de adsorcin debido a que el slido coagulado an contiene grandes reas de superficie interna que quedan expuestas al solvente.Por ejemplo: El cloruro de plata coagulado que se forma en la determinacin gravimtrica del in cloruro est contaminado con los iones plata primeramente adsorbidos as como con nitrato y otros aniones de la capa de contra in. Como consecuencia, el nitrato de plata que normalmente es soluble, coprecipita con el AgCl. En los precipitados cristalinos tambin ocurre adsorcin pero su efecto sobre la pureza de stos no se detecta fcilmente debido a la relativamente pequea rea de superficie especfica de estos slidos.Es una regla general que un in que forma parte de la red cristalina de un precipitado es adsorbido ms frecuentemente. Ejemplo: si precipitamos sulfato de bario en presencia de exceso de in sulfato, los iones bario de la superficie del cristal atraen fuertemente a los iones sulfato. A la inversa, si en la solucin existe un exceso de iones bario, stos sern fuertemente adsorbidos por los iones sulfato de la superficie del cristal.Si la solucin no contiene iones comunes con el precipitado, la adsorcin inica viene regida por la regla de Paneth-Fajans-Hahn: el in adsorbido con ms intensidad es el que forma el compuesto menos soluble con algunos de los iones del precipitado. Ejemplo: el precipitado de sulfato de bario adsorbe in calcio con ms intensidad que in magnesio, porque el sulfato de calcio es menos soluble que el sulfato de magnesio.2. Oclusin: es el proceso en virtud del cual durante la formacin del precipitado se van incorporando a l sustancias extraas.Cuando un cristal crece con rapidez durante la formacin del precipitado, pueden quedar atrapados u ocludos iones extraos de la capa de contra in dentro del cristal en crecimiento como la sobresaturacin, y por lo tanto la velocidad de crecimiento disminuye a medida que avanza la precipitacin, la cantidad de material ocluido es mayor en la parte del cristal que se forma primero.Si el in extrao tiene el tamao adecuado y puede formar un compuesto con un in del precipitado que tenga la misma estructura que el precipitado, es decir que sean isomorfos, el in extrao puede depositarse en la red cristalina del precipitado en una posicin normalmente ocupada por un in del precipitado y se forma en este caso un cristal mixto o solucin slida.3. Atrapamiento mecnico: es un proceso similar al de la oclusin. slo que este se produce cuando los cristales permanecen muy juntos durante el crecimiento. En este caso, varios cristales crecen juntos y como consecuencia una porcin de la solucin queda atrapada en pequeos huecos.Tanto la oclusin como el atrapamiento mecnico son mnimos cuando es baja la velocidad a la que se forma el precipitado, es decir, en condiciones de baja sobresaturacin.POSTPRECIPITACINEs la separacin de una segunda fase slida despus de la formacin de otro precipitado. El fenmeno se produce debido a que la segunda sustancia cristaliza lentamente de su solucin sobresaturada.En la separacin del calcio y el magnesio con oxalato, el precipitado de CaC2O4 debe filtrarse despus de un perodo corto de digestin, pues en caso contrario podra resultar muy contaminado por MgC2O4 que postprecipitara.El oxalato de magnesio forma fcilmente una solucin sobresaturada completamente estable y, an despus de haberse iniciado la formacin de algo de fase slida, la cristalizacin es muy lenta.Vamos a enumerar ac los requisitos que deben cumplirse para obtener precipitados formados por partculas grandes y contaminacin mnima.1) Utilizacin de soluciones diluidas de problema y reactivo: hay por supuesto un lmite prctico determinado por la prdida de precipitado por solubilidad y por las dificultades a que da lugar la manipulacin de grandes volmenes.2) Adicin lenta de reactivo, con intensa agitacin.3) Precipitacin en medio homognea.

DETALLES EXPERIMENTALESMateriales: Muestra a usar Ca4056 Vasos Balanza analtica Plancha Papel filtro Luna de crisol Matraces graduados

Reactivos: cido clorhdrico cido clorhdrico diluido

Procedimientos realizados en el laboratorio:

Se pes 2gr aprox. de muestra.

Aadimos 15ml HCl para disolver y llevamos a plancha hasta sequedad. Retiramos de la plancha, enfriamos y agregamos nuevamente HCl. Llevamos a plancha hasta calcinacin o sequedad. Retiramos de plancha y dejamos enfriar. Retiramos, enfriamos y aadimos 15 ml de HCl y llevamos a plancha hasta disgregacin de sales Retiro y diluimos con 60 ml aprox. Llevo a plancho y hervimos unos minutos, esperamos a que enfri ligeramente y luego filtramos en caliente.

Damos 3 lavadas con solucin de HCL diluido y 4 Con agua caliente.

Sacamos el papel filtro con el precipitado dentro y lo colocamos en un crisol y llevamos a plancha. El crisol ha sido pesado cuando este seco (P1). La solucin filtrada es guarda para la siguiente clase de laboratorio. El papel filtro en la plancha es secado, para luego ser carbonizado y llevado a la mufla hasta cenizar. El tiempo aproximadamente que va a estar dentro de la mufla ser 30 min.

Retiramos de la mufla, enfriamos a temperatura y pesamos (P2).

CLCULOS Mediante el siguiente calculo hallamos el % de Pb %Insolubles x 100(P2 P1)

Peso de muestra

=

Una vez obtenido estos resultados procedemos a calcular el % de Pb por la ecuacion ya mostrada. %Pb Nez x 100

1.9964g = 20.8784g 20.8616 g

= 0.8415%

x 100= %Pb Padilla2.0005g12.1988g 12.1841g

= 0.7363 %

%Pb Ramos= 0.6745% x 1002.0016g=15.3857g 15.3722 g

conclusiones En esta prueba se concluye que en % de Insolubles es casi insignificante en comparacin con la muestra ya que solo se presenta en.

Se ha usado correctamente el papel filtro para la separacin de slidos en suspensin como tambin a formar un lquido de lavado.

El proceso de filtrado se realiz mientras la solucin estaba caliente ya que es ms fcil de filtrar las soluciones y no dejar residuos adherdios en el matraz.

RECOMENDACIONES

No dejar demasiado tiempo la muestra en la plancha porque se evaporar el contenido, y los clculos ya no sern exactos.

Lavar bien y cuidadosamente el papel filtro que contiene el precipitado.

Realizar todas mezclas con cidos en la campana de extraccin de gases pues durante el desarrollo de la prctica se not que los gases que emanaban de los vasos que eran calentados en la plancha contaminaban el rea de trabajo.

Tener cuidado en la manipulacin de los vasos cuando estos se encuentran calientes

CUESTIONARIO

1.- Cul es la funcin calcinar la muestra? El objetivo sera el de eliminar las sustancias voltiles, como los nitratos, cloruros, bromuros, etc. Eliminar el agua, presente como humedad absorbida2.- Por qu los primeros lavados deben hacerse con una disolucin lavadora cida? Es necesario para no dejar nada de residuo en el vaso precipitado y para no formar cloruros y nitratos.

3.- Qu es la peptizacin y como se evita?La peptizacin es, en qumica, un proceso generalmente indeseado, en el que un precipitado cristalino al entrar en contacto con agua fra, retorna a su primitiva forma coloidal. Al suceder esto la sustancia puede pasar por el lecho filtrante. Ello lleva al proceso de redispersin de una sustancia recin precipitada, que da lugar a la formacin de un coloide,que se lleva a cabo mediante agentes adecuados, generalmente suele ser una sustancia que tenga un in comn con el precipitado.

El riesgo de la peptizacin, contrario a la coagulacin, siempre existe en precipitados de naturaleza coloidal en el proceso depurificacin de los mismos durante la etapa de lavado(eliminacin exceso de contrain o impurezas)Una vez formado el precipitado tras la adicin del precipitante interesa que coagule bien para luego proceder a su purificacin mediante tcnicas de lavado, digestin y envejecimiento.

Esta la puedes evitar lavandolo con electrolitos volatiles porque:*Se desplaza el exceso de contra-ion que es menos voltil*En la etapa de calentamiento se elimina el electrolito voltil.

4.- qu elementos generalmente estn contenidos en el insoluble?Las siguientes sustancias no se disuelven apreciablemente en cidos:1. Ciertos elementos libres: C, S, Si.2. Ciertas sales de plomo: PbSO4, PbCl2 (poco soluble en agua), PbCrO4.3. Ciertas sales de plata: AgCl, AgBr, AgCN, Ag3Fe(CN)6, Ag4Fe(CN)64. Sulfatos de los cationes del grupo de los fluoruros: BaSO4, SrSO4, CaSO4( poco soluble en agua)5. Sales anhidras de Cromo: CrCl3, Cr(SO4)36. Ciertos xidos: SnO2, Al2O3, Cr2O3, Sb2O4, TiO2.7. xido de silicio (SiO2) y varios silicatos.8. Miscelneos: CaF2, Fe(Fe(CN)6)3, SiC

BIBLIOGRAFA

Autor: James. S. Fritz y George H. SchenkTtulo: Qumica Analtica Cuantitativa3ra Edicin.

Anlisis Qumico Cualitativo Ayres

Gua de laboratorio - Anlisis Mineral Cuantitativo Ing. Pilar Aviles Mera

17LAB. ANLISIS MINERAL CUANTITATIVO