INTRODUCCINEl siguiente informe tiene como objetivo plasmar los conocimientos impartidos en clase y desarrollados en el laboratorio, en este caso la identificacin de los iones Cu+2 y Cd+2 mediante la aplicacin de la marcha analtica de cationes del grupo IIA, mediante la aplicacin del mtodo proporcionado por la gua de laboratorio.Para la realizacin de la prctica se cont con una variedad de insumos y materiales, los cuales fueron proporcionados por el laboratorio de la Facultad de Ingeniera Geogrfica, Ambiental y en Ecoturismo FIGAE.

JUSTIFICACIN

La importancia de esta prctica reside en comprender a nivel prctico cual es el comportamiento esperado en las reacciones que se estudian en clase, as como a travs de las variaciones en las caractersticas de la solucin que contiene el analito estudiado, entender cules son las reacciones dentro de la solucin estudiada.

OBJETIVOSGENERAL Identificar, mediante la observacin de las variaciones fsicas visibles de la solucin, las reacciones internas que afectan al analito.

ESPECFICOS Relacionar los cambios de tonalidad con la formacin de los complejos qumicos respectivos. Identificar la relacin que existe entre el aumento de un ion y la solubilidad de la solucin.

ANTECEDENTES

Naturaleza de los Iones estudiadosLos iones estudiados pertenecen a los elementos de transicin, cuya principal caracterstica es que estos incluyen en su configuracin electrnica un orbital d parcialmente lleno de electrones.Propiedades fsicasCasi todos los elementos son metales tpicos, de elevada dureza, con puntos de fusin y ebullicin altos, buenos conductores tanto del calor como de la electricidad. Muchas de las propiedades de los metales de transicin se deben a la capacidad de los electrones del orbital d de localizarse dentro de la red metlica. En metales, cuantos ms electrones compartan un ncleo, ms fuerte es el metal. Poseen una gran versatilidad de estados de oxidacin, pudiendo alcanzar una carga positiva tan alta como la de su grupo, e incluso en ocasiones negativa (Como en algunos complejos de coordinacin). Pueden formar aleaciones entre ellos. Son en general buenos catalizadores. Son slidos a temperatura ambiente (excepto el mercurio) Forman complejos inicos. Sus combinaciones son fuertemente coloreadas.

De izquierda a derecha, solucin acuosa de: Co(NO3)2 (rojo); K2Cr2O7 (anaranjado); K2CrO4 (amarillo); NiCl2 (verde); CuSO4 (azul); KMnO4 (violeta).

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Materiales Gradilla Tubos de ensayo Pipeta con agua destilada Papel tornasol PinzaInsumos Sol. CuSO4 Sol. CdCl2 Sol. NaOH 1M Sol. NaOH 6M Sol. NH4OH 1M Sol. NH4OH 6M Sol. CH3-COOH 6M Sol. K4[Fe(CN)6] 0.5M Sol. H2SO4 6M Sol. KCN 0.25 M Sol. Na2S

1. Caso 1: Determinacin de Cu+2Se prepararan dos tubos de ensayo Tubo 1Aadir a un tubo de ensayo la solucin CuSO4 a partir de la cual se identificar el CU+2

Aadir 2 gotas de NaOH 1M,

Se observa que la solucin se torna lechosa y empieza a sedimentar como Cu(OH)2.

Aadir 5 gotas de NaOH 6M.

Se observa que la solucin toma un color azul intenso y forma una solucin coloidal.

Se pasa la solucin por bao mara y se puede observar que esta toma un color oscuro.

Tubo 2Se realizan los mismos pasos que el tubo anterior y se aade NH4OH 1M

hasta obtener un pH alcalino

Aadir NH4OH 15MSe observa el cambio de separacin de fases

Acidificar con CH3-COOH a un pH menor que / y aadir solucin K4[Fe(CN)6] 0.5M

Se logra identificar el Cu+2 en el precipitado por el color caracterstico del cobre.

2. Caso 2: Determinacin de Cd+2

Se trabajar primero con una solucin de la cual ms adelante se separar en dos tubos de ensayo, el procedimiento es el que sigue.

Aadir a un tubo de ensayo la solucin CdCl2 a partir de la cual se identificar el Cd+2

Aadir 2 gotas de NaOH 1M,

Se observa que la solucin se torna opalescente y precipita.

Aadir 5 gotas mas de NaOH 6M.

Se observa que vuelve mas clara y se observa una precipitacin mas intensa.

Se aade NH4OH 1M

Y luego NH4OH 15M

Se observa la tpica clarificacin de la solucin mediante la disolucin del precipitado previo

A partir de ahora se separa la solucin en dos tubos de ensayo y se procede como continua.

Tubo 1Se aade H2SO4 6M y posteriormente se agrega K4[Fe(CN)6] 0.5M

Se observa que la solucin se vuelve translucida.

Tubo 2Se aaden gotas de KCN a la solucin

Se observa que la solucin se vuelve semitransparente y diluida

Posteriormente se aade Na2S

Se observa la formacin de una solucin de color amarillo caracterstico y de naturaleza coloidal

CUESTIONARIO1. Cul es el reactivo de grupo?, y el valor de pH en el cul se desarrollarn los iones?

El reactivo de grupo es el H2S y el pH en el cual se desarrollan los iones es de 0.5

2. En la literatura, nos indican trabajar: haciendo burbujear sulfuro de hidrgeno gaseoso (o solucin acuosa saturada). Pero, dadas las condiciones de nuestro laboratorio de trabajo, con qu reactivo se trabaj?En el caso de la marcha analtica para determinar le ion Cd+2 se utiliz el Na2S en vez de H2S.

3. Escriba las reacciones qumicas al adicionar gotas de in sulfuro en los tubos de ensayo que contena: in bismuto, in cubre y in cadmio. [Cd(CN)4]-2 + Na2S CdS + 2NaCN24. Complete la siguiente tabla: CatinAdicionar gotas NaOH: R.Q.Adicionar gotas de NH4OH: R.QObservaciones

Cu2+NaOH 1MCu2++ NaOH Cu(OH)2NH4OH 1MCu(OH)2+ NH4OH Cu(OH)2Se forma un precipitado

Cu2+NaOH 6MCu2++ NaOH Cu(OH)2NH4OH 15MCu(OH)2+ NH4OH [Cu(NH3)4]Debido al exceso se forma un complejo qumico

Cd2+NaOH 1MCu2++ NaOH Cd(OH)2NH4OH 1MCd(OH)2+ NH4OH Cd(OH)2Se forma un precipitado

Cd2+NaOH 6MCu2++ NaOH Cd(OH)2NH4OH 15MCd(OH)2+ NH4OH [Cd(NH3)4]Debido al exceso se forma un complejo qumico

5. 5.- Complete la siguiente Tabla:PrecipitadoKpsSolubilidadQuin precipita primero?

Cu S 8.510459.22x10-23

Cd S1.6x10-281.23x10-14X

CONCLUSIONES

Se pudieron determinar mediante la observacin en el laboratorio los diferentes cambios de aspecto que toma la solucion conforme se van aadiendo los reactivos, lo cual demuestra en vivo lo que se espera al leer la literatura

Se observ que acorde con la literatura los compuestos provenientes del grupo de elementos de transicin forman usualmente complejos coloreados, lo que ayuda a su fcil identificacin.

APORTE AMBIENTAL

Restauracin y remediacin de Aguas ContaminadasLa remediacin de las aguas relacionadas con la minera pasa por su depuracin. En algunos casos esta remediacin es relativamente sencilla: las aguas procedentes de las zonas de labores (del fondo de mina, ya sea subterrnea o a cielo abierto), o las empleadas en los procesos mineralrgicos o metalrgicos, son fciles de controlar, y salvo un vertido accidental, pueden ser depuradas antes de ser vertidas a cauces pblicos, caso de que esto sea necesario. No hay que olvidar que a menudo la minera se lleva a cabo en reas con un cierto grado de aridez, por lo que en estos casos las aguas no llegan nunca a ser vertidas, sino que se reutilizan en los diversos procesos mineros, normalmente con un cierto grado de depuracin entre una y otra aplicacin.Por otra parte, cabe hacer notar que el ambiente minero genera en s una amplia gama de riesgos de contaminacin de las aguas subterrneas o superficiales. Estos se relacionan bsicamente con la lixiviacin de los productos mineros (rocas y minerales). Este riesgo abarca desde las aguas de mina (de operaciones subterrneas o a cielo abierto), que se infiltran hacia el subsuelo, o las aguas de lluvia que se infiltran en balsas y escombreras, y que posteriormente pueden infiltrarse en el suelo y pasar al subsuelo, o incorporarse a la escorrentaAguas superficialesLa solucin a los problemas derivados de los vertidos de las aguas residuales de las instalaciones mineras a cauces superficiales pasa por su depuracin, que estar soportada por una tecnologa adecuada a este fin, en funcin de las caractersticas fsico-qumicas de cada caso concreto. Algunas de las tcnicas que se pueden emplear son: Neutralizacin. Se suelen emplear carbonatos, en especial el carbonato clcico, por su reactividad incluso con cidos dbiles. No hay que olvidar que produce la emisin de CO2, as que nunca debe hacerse en ambiente cerrado para evitar la posibilidad de intoxicacin por acumulacin de este gas. Eliminacin de sales indeseables. En cada caso tendremos o podremos tener distintas sales cuyo vertido no es deseable, de forma que cada caso puede resultar muy diferente. Necesitaremos estudiar qu proceso o procesos qumicos son susceptibles de ocasionar reacciones especficas con los compuestos problemticos en disolucin, para en unos casos producir otros compuestos menos problemticos, o precipitar compuestos slidos, o formar gases que se eliminen a la atmsfera (caso de que no constituya otro problema mayor). Eliminacin de metales pesados (MP). Los MP constituyen casi siempre un problema de importancia mayor, por lo que se consideran aparte del caso anterior, a pesar de tratarse de una variante del mismo, ya que (por lo general) se suelen encontrar formado sales solubles (o en la fraccin particulada). Se pueden eliminar por mtodos qumicos y fsico-qumicos.- Los mtodos qumicos corresponden fundamentalmente a precipitacin, con algn reactivo adecuado (Tablas 1 y 2). Por ejemplo, el mercurio se hace reaccionar con Na2S (soluble), dando origen al HgS insoluble. Muchos otros metales formadores de sulfuros (p.ej., Pb, Zn) pueden precipitarse de la misma manera.Agente de precipitacinVentajasInconvenientes

Hidrxido clcicoBajo costeImpurezas. Proceso lentoPrecip. CaSO4, CaCO3

Carbonato sdicoSoluble. RpidoCoste superior

Hidrxido sdicoLimpio. RpidoCoste relat. Alto

AmonacoSoluble. RpidoForm. complejos, Nitrato amonico residual

Sulfuro sdicoProductos muy insolublesDesprend. H2S

cido sulfricoRpido. Bajo costePrecip. CaSO4

cido clorhdricoRpido. LimpioCoste relat. Alto

Dixido de carbonoDisponible gases combust.

Tabla 1: Agentes empleados para la eliminacin de iones metlicos pesados por precipitacin

ResiduoMetalesReactivo% Recuperacin

RecubrimientosCd, Cu, ZnSulfuro>99 Cd, Cu, Zn

Acabado metlicosCu, Cr, NiNaOCl, NaOH, NahSO388 Cr, Ni, Cu

Agua residualCr, NiNa2CO398 Ni

Soluciones metlicasCuCaCO375-80 Cu

Fango Cu electrolticoAu, Ag, Cu,SeCloracin99.7 Au

Compuestos Cu/AsAs, CuSulfuro99.9 As, 99 Cu

Haluros Cu/AlCuAl95 Cu

MineraAl, Cu, Ca, Mg, Mn, Ni, Fe, ZnSulfuro+hidrxido+agente oxidante>85 metales

Cu no electrolticoCuNH390-96 Cu

ImpresinCuNH399.5 Cu

Solucin de VVNaOH, KOH, Ca(OH)290 V2O5

Residuo elctricoCu, Ni, WCarbonato, hidrxido98 Cu, Ni100 W

Aceite pesadoNi, VNaClO3, NaOH, NH4OH60-95 Ni, V

Acabados metlicosCd, Cu, Cr,Ni, ZnNaOH93-98 Zn

Residuo de FerritaCuHidrocloruro de hidroxil amina + NaOH99.3 Cu

Residuo industrialCuNa2S2O399.7 Cu

Agua residualAgCloruro + Cu, Zn92-96 Ag

Residuo electrolisisCo, Cu, NiH2O2, cido oxlico93-99 Co, Cu, Ni

Tabla 2.- Precipitacin de metales pesados mediante diferentes reactivos

Los mtodos fsico-qumicos se basan en la captacin del metal por compuestos con capacidades sorcitivas: susceptibles de incorporar el metal a su estructura cristalina, en unos casos sustituyendo a algn otro catin no txico (intercambio inico), en otros casos precipitando sobre el compuesto que acta como trampa para el metal. Por ejemplo, ENUSA en su explotacin para uranio de Ciudad Rodrigo (Salamanca, Espaa) utilizaba intercambio inico para eliminar el metal de las aguas de lavadero y de fondo de corta. El intercambio inico tiene la ventaja de que es reversible de forma controlada, es decir que una vez que hemos captado el metal podemos realizar su elucin, devolvindolo a la disolucin, lo cual en ocasiones permite su aprovechamiento. Los dems mecanismos retienen el metal de forma ms permanente, de forma que se puede considerar inmovilizado, o inertizado, para ser tratado como un residuo no txico, o para ser utilizado en procesos metalrgicos.El paso final es el vertido de estas aguas depuradas a un cauce fluvial, en condiciones que no sean consideradas como un riesgo para el medio ambiente.Otra cuestin importante es la derivada del hecho de que por lo general durante el proceso de tratamiento de depuracin se generan productos indeseables: sobre todo, los lodos residuales, en los que quedan almacenados los productos contaminantes. Qu hacer con ellos? Por lo general constituyen un residuo txico y peligroso, que debe ser recogido por un Gestor de Residuos, para ser depositados en unalmacn de seguridad adecuado a este fin. En el caso de la minera este almacn de seguridad ha sido a menudo alguna zona del yacimiento ya explotada (p.ej., mtodo de corte y relleno), uno poco accesible, o las propias escombreras de la explotacin, sin embargo estas posibilidades se van poco a poco alejando de lo ambientalmente adecuado.

BIBLIOGRAFAAlexiev V.N. (1975). Semimicroanlisis Qumico Cualitativo. Editorial Mir-Mosc.Vogel Arthur (1979). Qumica Analtica Cualitativa. Editorial Kapelusz. S.A. Sexta edicin. Buenos Aires.Fritz Feigl-Vinzenz Anger (1980). Prueba a la gota en Anlisis Inorgnico. Editorial El Manual Moderno, S.A. Mxico.Sook-West- Holler (2005). Fundamentos de Qumica Analtica. Editorial Thomson. 8 a. edicin. Impreso en Mxico.Hamilton-Simpson-Ellis. (1988). Clculos de Qumica Analtica. Sptima edicin. Editorial Mc. Graw Hill. Bogot. Buenos Aires.Fernando Murriel Mart. Quimica Analitica Cualitativa. Ed. Paraninfo. Pags: 138 144http://www.uclm.es/users/higueras/mam/MMAM9.htm