Conocimiento de la composición de una mezcla solida mediante métodos de separación

Universidad Simón Bolívar

Departamento de Química

Laboratorio de Química General 1

QM-1181

Práctica 2: Conocimiento de la composición de una mezcla solida mediante métodos de separación

Se separó una mezcla sólida de CaCO3, SiO2 y NaCl de 2,58g (+- 0.01g) mediante distintos métodos que se basan en las propiedades fundamentales de la materia para determinar la composición en proporciones de cada compuesto en ésta. Para ello se realizaron mediciones de masa en los compuestos y en los instrumentos que se utilizaron para contener. Luego se separó la mezcla basándose en la propiedad de solubilidad en H2O del NaCl y después basándose en la reacción del CaCO3 con el HCl; el SiO2 se mantuvo en un papel de filtro. La solución de H2O y NaCl, y la de H2O y CaCl2 se evaporaron para obtener las masas de los compuestos buscados. La masa del CaCO3 se obtuvo mediante estequiometria y la del SiO2 se obtuvo pesando el papel donde estaba. La masa total resultante pesó (tantos +-0,0tantosg), lo cual demuestra un porcentaje de recuperación de (tanto%).  

Ricardo Marquina. 15-10873.

Valle de Sartenejas, Baruta. 25 de enero del 2017.

 Introducción:

Una mezcla (homogénea y heterogénea) es una combinación de sustancias que no reaccionan entre sí químicamente y que, por ende, conservan sus propiedades fundamentales (Guía QM-1181, 2015). Las propiedades fundamentales son aquellas que nos permiten diferenciar una sustancia de otra, pues son características de cada compuesto (Autor, 2006).

Para poder separar diferentes sustancias de una mezcla existen diversos métodos, como lo son la filtración, la evaporación, la decantación, la destilación, el centrifugado, entre otros.

En la práctica se usaron dos técnicas: filtración, que consiste en separar un sólido y un líquido a través de una superficie porosa para que el sólido quede retenido en ésta y solo pase el líquido (Guía QM-1181, 2015 y Diccionario, Fecha), y evaporación, que consiste en calentar una disolución, basándose en el punto de ebullición, para que el solvente pase al estado gaseoso y el soluto permanezca como residuo seco (Autor, 2006). Para esta práctica se separó una mezcla sólida de CaCO3, SiO2 y NaCl, aprovechando solubilidad de cada compuesto. Primero se filtró con H2O la mezcla completa a través de un papel de filtro para separar el NaCl, y la disolución resultante se evaporó para obtener el residuo de NaCl. Después se filtró el CaCO3 y el SiO2 que seguían en el papel con HCl 4M para separar el CaCO3 en forma de CaCl2 (formula 2.1).

Formula balanceada.

La disolución con CaCL2 y H2O se evaporo para obtener el CaCL2 como residuo seco. Para obtener su masa se utilizó la siguiente ecuación estequimétrica (ecuacion 2.1)

Formula estequiométrica.

El residuo sólido de SiO2 que permaneció en el papel de filtro se desecó para obtener el peso del conjunto, y restando la masa del papel se obtuvo la masa del SiO2.

Para calcular el porcentaje de composición de cada sustancia se usó la siguiente fórmula (ecuacion b  

Formula

Y una similar se utilizó para obtener el porcentaje de recuperación de la muestra (ecuacion (2.3).

Formula.

Las masas de los instrumentos utilizados como recipientes están anotadas en la siguiente tabla (tabla 2.1). Las masas de los recipientes se utilizan para calcular la masa de las demás sustancias al restarle al conjunto lo indicado (ecuacion 2. 4).

Ecu 2.4

Las propiedades de los compuestos que fueron aprovechadas para el experimento son expresadas en las siguientes tablas:

Tabla 2.1 Propiedades Fundamentales aprovechadas

Procedimiento experimental:

Sustancias a utilizar: CaCO3, NaCl, SiO2, H2O, HCl, CaCl2

Instrumentos: Beaker de 100 y de 150ml, fiola de 250ml, cilindro graduado de 10ml, vidrio de reloj, papel de filtrado, varilla de vidrio, piseta, trípode, placa de metal, aro metálico, soporte universal, embudo, mechero bunsen, balanza, estufa y campana de extracción.

Práctica. Antes de iniciar con el experimento propiamente dicho se mide la masa de todos los instrumentos utilizados como recipientes.

Homogenice la mezcla y anote el código de identificación. Pese aproximadamente 2,50g en el beaker de 100ml. Añada aproximadamente 20ml de agua destilada medida con el cilindro graduado y agite bien. Deje reposar por 5 minutos. Arme un filtro colocando el aro metálico en el soporte universal a unos 15cm sobre el nivel de la base. Coloque el embudo en el aro y, dentro de él, un papel de filtro doblado en su diámetro dos veces para darle forma cónica. Coloque el beaker de 150ml debajo del embudo para recibir la disolución que se filtrará. A continuación, transfiera la mezcla en el beaker de 100ml sobre el papel, utilizando la varilla para evitar salpicaduras al hacer que la mezcla descienda a través de ésta. Añada 5ml más de agua al beaker de 100ml, agite y repita el proceso hasta que no queden residuos en el beaker de 100ml. Luego que toda la muestra esté sobre el papel, añada 5ml de agua sobre éste para asegurar la extracción. Encienda el mechero de bunsen y coloque un trípode sobre éste. Coloque la placa de metal encima del aro del trípode. Coloque el beaker de 150ml sobre la placa y tápelo con el vidrio de reloj. Tomará un tiempo, el cual dependerá de la cantidad de agua y de las condiciones ambientales; cuando la sal se seque, apague el mechero, deje enfriar y pese, para obtener la masa de NaCl reste la masa del beaker al conjunto. Mientras transcurre la desecación coloque la fiola de 250ml debajo del embudo como nuevo receptor. Con el cilindro graduado mida 10ml de HCl 4M y añádalo, en pequeñas proporciones, al sólido en el papel. Se observará una reacción; se debe añadir hasta que pare de reaccionar. Arme otro trípode con una placa sobre un mechero de bunsen, pero esta vez dentro de la campana de gases. Cuando la sal se seque apague el mechero y deje enfriar, pese el conjunto y, reste la masa de la fiola para obtener la masa de CaCl2, luego, mediante la fórmula 2.1, calcule la masa de  CaCO3. Para calcular la masa de SiO2 doble el papel que contiene el residuo sólido y colóquelo sobre el vidrio de reloj dentro de la estufa de desecación; tomará distinto tiempo dependiendo de la temperatura, pero se recomienda dejar unas 12 horas. Pese el conjunto y para obtener la masa de SiO2 reste la masa del vidrio y del papel al conjunto pesado.

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