Preguntas papeo PEP 3 Inorgánica

1. Explique al menos 3 métodos en que se utilice la lixiviación para la extracción de algún metal del mineral y explique al menos 3 métodos para extraer el metal del lixiviado

Cuando un mineral de cobre está mas o menos abandonado porque se le extrajo casi todo el cobre, se le hace una lixiviación in situ, que consiste en hacer que corra ácido sulfúrico de modo que arrastra el cobre que quede.

En pilas; Otro caso es en el que se puede aprovechar la pendiente de algún cerro, se pone el mineral en especie de pirámides y sobre ellas se dispersa ácido sulfúrico, el que baja por entre medio de las rocas, arrastrando el metal, por ejemplo el cobre que llega de donde puede ser recogido.

Por otra parte la lixiviación en tanques, consiste en circular una solución ácida lixiviante, a través de un lecho de mineral, previamente triturado. Estos tanques poseen un fondo falso cubierto con un filtro que permite la recirculación de las soluciones, en sentido ascendente.

Un método para extraer el metal del lixiviado es la Cementación , el cual cosiste en tuberías inclinadas en las que hay chatarras de hierro, por estas se pasa solución de Cu+2 y se produce reacción redox, obteniéndose Cu0, quedando de esta manera Fe0+ Cu+2 → Cu0 + Fe+2

Otro método de extracción es el intercambio iónico (sirve para lantánidos), en el cual se tiene una solución de M+3, la cual se pone en una columna de intercambio catiónico donde el metal, por tener carga +3, compite con el proton por lo que queda en la columna. Luego estos cationes se eluyen con EDTA, el cual es capaz de atraer los metales de modo que se pueden sacar de la columna, teniendo prioridad por los más pequeños.

También existe un método de extracción por solvente el cual consta de dos etapas:

Extracción, en el cual se hace que el lixiviado reaccione en contra corriente con un solvente no acuoso de un ligando que sea capaz de formar un complejo con el metal, como la parafina. Al mezclarse, el metal reacciona con el ligando formándose un complejo que queda en la fase organica y los protones quedándose en la fase acuosa.

2RH(org) + Cu+2 (ac) → R2Cu (org)+ 2H+ (ac)

La segunda etapa es el Stripping, en el cual se saca el cobre de la fase organica con una solución acuosa (ácido concentrado), el cual tiene la capacidad de que el protón compita con el metal por el lugar del ligando quedándose ahí, mientras que el cobre en la fase acuosa. R2Cu (org)+ 2H+ (ac) → 2RH(org) + Cu+2 (ac)

1. Diferencias entre TiO2 y TiCl4

La principal diferencia es que el TiO2 se encuentra en estado solido y el TiCl4 en estado líquido. Esto se debe principalmente a que en el caso del TiCl4 se produce un enlace covalente debido a la polarización de los aniones Cl- , lo que genera atracción por fuerzas de VdW y enlaces dipolo dipolo. Por otra parte en el TiO2 el enlace producido es de tipo iónico ya que el oxigeno no se polariza por su alta electronegatividad y el tamaño.

Todo lo anterior conlleva también a que el TiO2 tenga una alta energía reticular y por ende alto punto de fusión, contrariamente al TiCl4 que posee bajos puntos de fusión y ebullición debido a si enlace covalente. Cabe destacar que este último es muy volátil, el cual reacciona con el vapor de agua de la atmósfera y forma (hidrolizándose) el TiO2 , polvo fino en forma de nube.

Además el TiO2 tiene cierto carácter anfótero, químicamente muy estable, es un catión pequeño con carga +4, por lo que podría formar compuestos ferroeléctricos. Tiene un potencial de reducción muy negativo para pasar a Ti(III) y es inerte.

Nombre y explique el cambio de color de los complejos [Cr(H2O)6]Cl3 (violeta), [Cr(H2O)5Cl]Cl2 (azul-verde), [Cr(H2O)4Cl2]Cl (verde). ¿cuál de los complejos antes mencionados puede dar origen a isómeros cis-trans?

[Cr(H2O)6]Cl3 :Cloruro de hexaacuoCromo (III)

[Cr(H2O)5Cl]Cl2: Cloruro de PentaacuacloroCromo(III)

[Cr(H2O)4Cl2]Cl: Cloruro TetraacuodicloroCromo (III)

El reactivo cloruro de cromo es normalmente un compuesto cristalino verde. Cuando éste se disuelve en agua se obtiene una disolución verde, que al dejarla reposando con los días se vuelve violeta. En el isómero violeta ([Cr(H2O)6]Cl3) las seis moléculas de agua están coordinadas al cromo y los tres iones cloruro son iones separados, tanto en estado sólido como en la disolución. En el segundo isómero([Cr(H2O)5Cl]Cl2) color verde azulado, un ion cloruro desplaza de la esfera de coordinación una molécula de agua, la cual pasa a ser una molécula de agua de cristalización. En el tercer isómero ([Cr(H2O)4Cl2]Cl, color grisáceo, hay dos iones cloruro coordinados y dos moléculas de agua de cristalización. Por lo tanto el color se ve afectado por el tipo de ligando, en donde el agua es mejor ligando que el cloruro.

El complejo que puede dar origen a isómeros cis trans es el [Cr(H2O)4Cl2]Cl porque este presenta una estructura cuadrada plana, la cual permite esta formación.

1. Explique brevemente un procedimiento para obtener cromo, manganeso y titanio, a partir de sus minerales correspondientes.

TITANIO

Para obtener el titanio se utiliza el proceso de kroll, en el cual el mineral de rutilo en presencia de carbono a altas temperaturas y con cloro, usando un arco eléctrico para altas temperaturas. De esta manera se forma TiCl4 el cual se purifica y luego se reduce con magnesio

TiO2 (s)+ 2C(s)+ 2Cl2 (g)→ TiCl4 (l) + 2CO (g) –en la flecha poner alta temperatura-

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