Reporte de práctica 4: Precipitación selectiva de Fe(III) y Cu(II) bajo amortiguamiento en pH

Universidad Nacional Autónoma de México[pic 1]

Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán

Departamento de Ciencias Químicas

Sección de Química Analítica

Licenciatura en Bioquímica Diagnóstica

Química Analítica Aplicada       

Reporte de práctica 4: ´Precipitación selectiva de Fe(III) y Cu(II) bajo amortiguamiento en pH´

Grupo 2451

Equipo 1

España González Antonio Armando

Vega Duarte Jorge Eduardo

Vera Maldonado Karol Scarlet

Fecha de entrega: 11 de abril del 2018.

Objetivo

1. Analizar el efecto del pH en los equilibrios de disolución de sólidos para establecer las condiciones apropiadas de separación, mediante la predicción de su comportamiento a través de constantes de equilibrio condicionales asociadas y escalas de predominio.

Objetivos Particulares

1. Analizar el efecto del pH en la solubilidad condicional en la formación de los precipitados.
2. Entender el concepto de separación selectiva y llevar a cabo la separación de dos metales (Fe(III) y Cu(II)) en disolución por ajuste de pH.
3. Calcular las Ks´ y PI del Cu(II) y Fe(III).
4. Establecer los equilibrios generalizados y representativos a los diferentes pH trabajados para los dos metales.

Introducción

La aparición de una fase sólida en el seno de un líquido, bien por adición de un reactivo que forma un producto insoluble con algunos de los iones de la disolución, o bien por concentración del mismo líquido hasta sobrepasar la saturación, se llama precipitación y se denomina precipitado al producto sólido que se origina. El fenómeno de precipitación, así como el de disolución de precipitados ocupan un lugar muy importante en la Química. Sus principales aplicaciones son las identificaciones y las separaciones. Esto es debido a que existe una gran cantidad de especies químicas que pueden ser identificadas por los precipitados que forman, los cuales en algunos casos presentan, además, un color característico. Por otra parte, antes de llegar al proceso de identificación, la separación de especies interferentes suele ser necesaria y, entre las técnicas de separación, es de uso común la precipitación.

En la precipitación intervienen los equilibrios químicos heterogéneos que tienen
lugar entre una fase sólida y una líquida. Para estudiar dichos equilibrios se definen
entre otros los conceptos de solubilidad y producto de solubilidad.
Cuando se tiene una disolución saturada en agua pura en equilibrio con un
precipitado, a temperatura constante, la máxima cantidad de sólido disuelto en la
disolución determina la solubilidad del precipitado, ´´s´´, expresándose ésta
normalmente en g/L o moles/litro. En general, para la mayoría de las sustancias hay un
aumento de la solubilidad con la temperatura.

Para un electrolito AB que se disuelve en agua, por ejemplo una sal poco soluble
como podría ser el AgCl, tendremos un equilibrio heterogéneo entre el sólido y la
sustancia disuelta. Este sólido disuelto, a su vez está en equilibrio de disociación con
sus iones, equilibrio que está prácticamente totalmente desplazado a la derecha.
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La actividad del sólido en el equilibrio se mantiene constante, por lo que se
puede englobar en el valor de K. La nueva constante se denomina producto de
solubilidad y es igual al producto de las actividades de los iones de un sólido poco
soluble en una disolución saturada. En estos equilibrios se consideran sustancias poco
solubles (llamadas generalmente insolubles), por tanto, su solubilidad va a ser pequeña. Es necesario conocer con exactitud las condiciones químicas del medio donde se favorece dicha reacción de precipitación, ya que factores físicos como temperatura, presión, etc., y factores químicos como presencia de sales, tampones, etc., afectan la solubilidad de dichos solidos formados y por ende la cuantitatividad de la reacción que los produce.

La precipitación fraccionada es una técnica en la que dos o más iones en disolución, todos ellos capaces de precipitar con un reactivo común, se separan mediante ese reactivo: un ion precipita mientras que el otro o los otros, con propiedades semejantes, permanecen en disolución. La condición principal para una buena precipitación fraccionada es que haya una diferencia significativa en las solubilidades de las sustancias que se van a separar (normalmente una diferencia significativa en sus valores de Kps). A partir de los productos de solubilidad es posible predecir cual de los iones precipita primero y si esta precipitación es completa cuando empieza a precipitar el segundo. Dicho de otra forma, es posible deducir si pueden separarse cuantitativamente dos iones por precipitación fraccionada.

Las reacciones de precipitación son utilizadas en la Química para efectuar titulaciones, determinaciones gravimétricas y separar los componentes de una muestra.

Metodología experimental

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                   PARTE II

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Resultados experimentales

Parte I

Tabla 1. Solubilidad del Cu(II) como función de un solo amortiguamiento en pH.

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