QUÍMICA INORGÁNICA -...

Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura Universidad Nacional del Nordeste

Avenida Libertad 5450- 3400. Corrientes TE: (03783)457996- Int. 105

QQUUÍÍMMIICCAA IINNOORRGGÁÁNNIICCAA

TTrraabbaajjooss PPrrááccttiiccooss ddee LLAABBOORRAATTOORRIIOO

CARRERAS: Bioquímica- Licenciatura en Ciencias Químicas

Profesorado en Ciencias Químicas y del Ambiente

2014

Química Inorgánica- Trabajos Prácticos de Laboratorio- Año 2014

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LABORATORIO DE QUIMICA INORGANICA

CONDICIONES PARA LA REALIZACIÓN DEL TRABAJO PRACTICO Para el cómputo de asistencia y poder realizar los trabajos prácticos los alumnos deberán cumplir los siguientes requisitos.

-Uso de guardapolvo. El guardapolvo debe estar con los botones prendidos.

-Por comisión una propipeta y una gafa de seguridad

-Contestar satisfactoriamente un cuestionario previo que versará sobre fundamentos teóricos y técnica operatoria del práctico del día. INFORMES

La guía de laboratorio debe estar en una carpeta A4.

El informe es individual y debe ser completo, legible y prolijo.

Todo lo referente a ecuaciones de reacciones y análisis de potenciales de reducción debe estar hecho antes de realizar el práctico.

En el laboratorio sólo se completarán las observaciones respecto a cambios de color o de estado de agregación y su causa si se pide.

DISCIPLINA -No está permitido fumar ni comer en el laboratorio.

-Para ausentarse del laboratorio los alumnos deberán contar con la autorización expresa del instructor.

-Está prohibido el acceso de personas ajenas al laboratorio. INDICACIONES PARA EL TRABAJO EN EL LABORATORIO Los alumnos serán agrupados en comisiones de trabajo y cada una de ellas tendrá asignada un número, el que

deberá constar en los informes. Los integrantes de cada comisión serán responsables de la limpieza del lugar de trabajo y del material que se les

entregue, como así también de los deterioros y roturas que se produzcan. Deberán estar provistos de elementos de limpieza (repasador y detergente) y fósforos. Deberán mantener la mesa limpia ya que una sola gota de ácido o álcali basta para producir quemaduras en la piel y

deterioros en la ropa. Todo material sólido de descarte (papeles, vidrios, restos de experiencias, etc.) deberán tirarse en el cajón de

desperdicios NO EN LAS PILETAS. Cada vez que se arrojen sustancias líquidas en las piletas, deberá hacerse correr abundante agua. En caso de algún accidente no perder la serenidad, si se trata de quemaduras con sustancias químicas lavarse con

abundante agua y avisar al instructor. El laboratorio cuenta con ducha de seguridad y surtidor de agua para lavar los ojos.

Cuando se caliente una sustancia en un tubo de ensayos, dirigir el extremo del tubo hacia una parte que no pueda dañar al operador ni a sus compañeros, tenga en cuenta que el contenido del tubo puede proyectarse hacia el exterior.

No inhalar los vapores de ninguna sustancia si puede evitarse. Si se le indica que huela algún vapor no lo haga directamente del recipiente, use su mano para dirigir los vapores hacia su nariz moviéndola de atrás hacia delante y a poca distancia del recipiente.

Para preparar una disolución acuosa diluida de un ácido, vierta siempre el ácido concentrado sobre el agua, nunca a la inversa.


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CRONOGRAMA DE CLASES DE PROBLEMAS Y TP LABORATORIO SERIE/TP LAB GRUPO 1

Lunes y Miércoles 8 a 11

ACEVEDO BELEN

GRUPO 2 Lunes y Miércoles

17 a 20 BARRIONUEVO

GRUPO 3 Miércoles 14 a 17 Viernes 14 a 17

TONUTTI

GRUPO 4 Martes y Viernes

17 a 20 GIMENEZ

SERIE 1 Agosto 11 Lu

Agosto 11 Lu

Agosto 13 Mi

Agosto 12 Ma

SERIE 2 Agosto 13, 20 y 25 Mi, Mi y Lu

Agosto 13, 20 y 25 Mi, Mi y Lu

Agosto 15, 20 y 22 Vi, Mi y Vi

Agosto 15, 19 y 22 Vi, Ma y Vi

LAB 1: PILAS ELECTROQUIMICAS

Agosto 27 Mi

Agosto 27 Mi

Agosto 27 Mi

Agosto 29 Vi

SERIE 3 Septiembre 01 Lu

Septiembre 01 Lu

Septiembre 03 Mi

Septiembre 02 Ma

SERIE 4 Septiembre 03 Mi

Septiembre 03 Mi

Septiembre 05 Vi

Septiembre 05 Vi

CONSULTAS PRIMER PARCIAL: Semana del 08 al 12 de septiembre PRIMER PARCIAL: SABADO 13 SEPTIEMBRE - HORA 11 a 13:30 - Aulas: 1 y 2 . Ed. Qca. RECUPERATORIO PRIMER PARCIAL: SABADO 20 SEPTIEMBRE - HORA 11 a 13:30 - Aulas: 1 y 2 . Ed. Qca.

LAB 2: HIDROGENO

Septiembre 15 Lu

Septiembre 15 Lu

Septiembre 19 Vi

Septiembre 19 Vi

LAB 3: OXIGENO-H2O2

Septiembre 22 Lu

Septiembre 22 Lu

Septiembre 26 Vi

Septiembre 26 Vi

SERIE 5 Septiembre 29 Lu

Septiembre 29 Lu

Octubre 01 Mi

Septiembre 30 Ma

SERIE 6 Octubre 01 Mi

Octubre 01 Mi

Octubre 03 Vi

Octubre 03 Vi

LAB 4: HALOGENOS Octubre 06 Lu

Octubre 06 Lu

Octubre 08 Mi

Octubre 07 Ma

CONSULTAS PARA EL SEGUNDO PARCIAL Semana 20 al 24 de octubre

SEGUNDO PARCIAL: SABADO 11 OCTUBRE - HORA 11 a 13:30 - Aulas: 1 y 2 . Ed. Qca.

RECUPERATORIO SEGUNDO PARCIAL: SABADO 18 OCTUBRE - HORA 11 a 13:30 - Aulas: 1 y 2 . Ed. Qca. LAB 5: CALCOGENOS Octubre 15

Mi Octubre 15

Mi Octubre 15

Mi Octubre 14

Ma SERIE 7 Octubre 20

Lu Octubre 20

Lu Octubre 22

Mi Octubre 21

Ma LAB 6:

NITROGENO Octubre 22

Mi Octubre 22

Mi Octubre 24

Vi Octubre 24

Vi SERIE 8 Octubre 27

Lu Octubre 27

Lu Octubre 29

Mi Octubre 28

Ma LAB 7:

FOSFORO Octubre 29

Mi Octubre 29

Mi Octubre 31

Vi Octubre 31

Vi SERIE 9 Noviembre 03

Lu Noviembre 03

Lu Noviembre 05

Mi Noviembre 04

Ma LAB 8: CARBONO-BORO-ALUMINIO

Noviembre 05 Mi

Noviembre 05 Mi

Noviembre 07 Vi

Noviembre 07 Vi

LAB 9: METALES ALCALINOS

Noviembre 12 Mi

Noviembre 12 Mi

Noviembre 14 Vi

Noviembre 14 Vi

LAB 10: COMPUESTOS DE COORDINACION

Noviembre 17 Lu

Noviembre 17 Lu

Noviembre 19 Mi

Noviembre 18 Ma

CONSULTAS PARA EL TERCER PARCIAL: Semana del 11 al 15 de noviembre

TERCER PARCIAL: SÁBADO 15 NOVIEMBRE- HORA 11 a 13:30 - Aulas: 1 y 2 . Ed. Qca.

RECUPERATORIO TERCER PARCIAL: SÁBADO 22 NOVIEMBRE- HORA 11 a 13:30 - Aulas: 1 y 2 . Ed. Qca.

RECUPERATORIO EXTRAORDINARIO: VIERNES 28 NOVIEMBRE- HORA 9-12-


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QUÍMICA INORGANICA

ELECTROQUÍMICA PILAS ELECTROQUÍMICAS

OBJETIVOS: - Interpretar los fenómenos que ocurren en las pilas galvánicas y electrolíticas. -Aprender el uso de la tabla de potenciales de electrodo estándar y de la Ecuación de Nernst. Cuestionario de orientación: 1: ¿ De qué se ocupa la electroquímica? ¿ Qué tipo de reacciones intervienen en los procesos electroquímicos? 2: Defina: a)ion, b) catión, c) anión, d) solución iónica, e) reacción de oxidación - reducción. 3:¿ Qué es una pila galvánica? Haga el esquema de la pila de cinc-cobre. Indique el ánodo y el cátodo con sus respectivos signos. Indique la dirección del movimiento de los electrones y de los iones durante el funcionamiento de la pila. Describa el puente salino y comente la función que cumple 4: ¿Qué es el potencial o voltaje (E) de una pila? Escriba la expresión matemática correspondiente. Indique la unidad SI de esta magnitud. 5: ¿Qué es el potencial estándar (Eo) de una pila? ¿Cuáles son las condiciones estándar? 6: ¿Qué es el potencial estándar de un electrodo (E°)? 7: Escriba la expresión matemática que permite el cálculo de E° a partir de los valores de E°. 8: ¿Con qué magnitud representa la FUERZA IMPULSORA de : a) una reacción redox, b) una semirreacción de reducción?. Considere condiciones estándar. 9: Escriba la expresión matemática que vincula : a)G con E , b)E° con K (constante de equilibrio de la reacción ). 10: ¿Cómo utiliza el signo de E como criterio de espontaneidad de las reacciones redox?. Fundamente la respuesta. 11: Considere la pila Zn| Zn2+ (0.1M) || Cu2+ (1M) | Cu. Calcule el cambio de energía libreG) y el trabajo eléctrico (W) máximo que puede obtenerse de la reacción de esta pila. 12: ¿Qué es una pila electrolítica? Haga un esquema general con las referencias completas. 13: Describa los TIPOS DE CONDUCCIÓN de la corriente eléctrica que ocurren durante el funcionamiento de una pila electrolítica. 14: ¿Qué es la electrólisis? 15: ¿Qué es un electrodo inerte y qué un electrodo reactivo? Dé ejemplos. 16: En la electrólisis de soluciones acuosas, trabajando con electrodos inertes, son posibles tres TIPOS DE REACCIONES en los electrodos ¿cuáles son?. Dé ejemplos. 17: ¿Qué es la SOBRETENSIÓN en la electrólisis? 18: Escriba las ecuaciones de las semirreacciones y la ecuación de la reacción global que ocurren cuando se electroliza una solución acuosa de : a)HI, b)KI, c)CuSO4 , d) H2SO4 , e)HCl, f)NaCl, g)KOH, h) KNO3 . En todos los casos considere condiciones estándar y electrodos inertes. 19: Complete el siguiente cuadro:

PILA Signo (+) o (-) espontaneidad de la CATODO ÁNODO G W reacción

GALVÁNICA ELECTROLÍTICA


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PILA GALVÁNICA Pila de cinc-cobre (Pila de Daniell) (Armar 2 equipos por lado de mesada) 1°) - Arme una pila como la de la figura N°1: - Con un voltímetro mida el potencial de la pila, E. 2°) - Conecte en serie dos pilas de cinc-cobre, intercale una lámpara eléctrica LED y observe la emisión de luz. - Desarme la pila, observe las superficies de las barras de cinc y de cobre e interprete los cambios producidos. - Coloque las soluciones utilizadas en los respectivos frascos de “usado”. Devuelva los materiales limpios y secos. - Haga el informe como se solicita más adelante.

PILAS ELECTROLÍTICAS Electrólisis del HCl 6M (Armar 1 equipo por lado de mesada) - Arme una pila electrolítica como la de la figura N°2 - Haga pasar corriente eléctrica continua, operando con un potencial de 12 V. - Recoja sobre agua los gases H2 y Cl2 obtenidos. - Corte el suministro de corriente cuando los tubos de ensayos estén llenos de gas. - Reconozca los gases obtenidos: H2 y Cl2, de acuerdo con las indicaciones del instructor. - Una vez concluida la experiencia desarme la pila, coloque la solución utilizada en el correspondiente frasco de “ usado “ y devuelva los materiales limpios y secos. - Haga el informe correspondiente. Electrólisis del KI 0,5 M (Armar 1 equipo por lado de mesada) - Arme una pila como la de la figura N°3: - Haga pasar corriente continua, operando con un potencial de 12 V. - Recoja sobre agua el gas H2 desprendido en el cátodo y observe el color pardo característico del I2 formado en la solución de KI. - Corte el suministro de corriente cuando el tubo de ensayo esté lleno de gas. - Reconozca los productos de la reacción : H2 , I2 y OH-, de acuerdo con las indicaciones del instructor. - Una vez concluida la experiencia, desarme la pila, deseche la solución y devuelva los materiales limpios y secos. - Haga el informe correspondiente. Electrólisis del agua (Armar 1 equipo por grupo de laboratorio) - Arme una pila como la de la figura N°4, comenzando con el voltámetro enrasado a cero. - Haga pasar corriente continua operando con un potencial de 9 a 12 V, hasta recoger aproximadamente 20 ml de gas H2 , luego corte el suministro de corriente. - Compruebe que los volúmenes de los gases H2 y O2 obtenidos por descomposición del agua se hallan en la relación de 2 : 1 como lo indica la estequiometría de la reacción. - Reconozca los gases H2 y O2, de acuerdo con las indicaciones del instructor. - Desarme la pila. Coloque la solución utilizada en el correspondiente frasco de “usado” y deje secar al aire el voltámetro de gas, antes de guardarlo. Devuelva los demás materiales limpios y secos. - Haga el informe correspondiente.

FIGURA N ° 1


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FIGURA N ° 2

FIGURA N ° 3

FIGURA N ° 4


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QUÍMICA INORGANICA

TPN°1: ELECTROQUÍMICA PILAS ELECTROQUÍMICAS

Apellido y nombres:..........................................................................................Comisión:.....................Fecha:......................

PILA GALVÁNICA

PILA DE CINC-COBRE (Pila de DANIELL)

1. Esquema de la pila. Referencias. Funciones del puente salino

2. Notación convencional de la pila.

3. Ecuaciones de las semirreacciones y de la reacción global.

4. Potenciales de electrodo estándar. Cálculo de E°:

E° (Cu2+ | Cu) =............V

E° (Zn2+ | Zn)=............V

5. Ecuación de Nernst. Cálculo del E teórico: 6. Aplicación del criterio de espontaneidad para reacciones redox. 7. Comparación de los valores de E teórico y experimental. E teórico : .................V E experimental: .................V

Causas posibles de error:


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PILAS ELECTROLÍTICAS Esquema general. Referencias.

ELECTRÓLISIS DEL HCl 6M Los iones que transportan la corriente eléctrica son los mismos que reaccionan en los electrodos. 1. Disociación del HCl en solución acuosa:

2. Iones que transportan la corriente eléctrica:

3. Datos de potenciales de electrodo estándar:

E° (H+ | H2 ) = ...............V E° (H2O | H2 ) = ...............V E° (Cl2 | Cl-) = ………....V E° (O2 | H2O) = …………V 4. Especies químicas que reaccionan en los electrodos, considerando condiciones estándar: 5. Ecuaciones de las semirreacciones y de la reacción global:

6. Potencial estándar de la reacción de la pila y criterio de espontaneidad para reacciones redox:

7. Reconocimiento de los productos de la electrólisis: H2 y Cl2.:

ELECTRÓLISIS DEL KI 0,5M Un catión de difícil descarga da lugar a la reducción del agua en el cátodo. 1. Disociación del KI en solución acuosa: 2. Iones que transportan la corriente eléctrica:

3. Datos de potenciales de electrodo estándar:

E° (O2 | H2O ) = ...............V E° (I2 | I- ) = ...............V

E° (H2 O | H2 ) = ...............V E° ( K+ | K ) = ..............V

4. Especies químicas que reaccionan en los electrodos, considerando condiciones estándar.


11 5. Ecuaciones de las semirreacciones y de la reacción global 6. Potencial estándar de la reacción de la pila y criterio de espontaneidad para reacciones redox. 7. Reconocimiento de los productos de la electrólisis: H2 , I2 y OH- .

ELECTRÓLISIS DEL AGUA Un anión de difícil descarga produce la oxidación del agua en el ánodo con desprendimiento de oxígeno. 1. Disociación del electrolito utilizado: 2. Iones que transportan la corriente eléctrica: 3. Datos de potenciales de electrodo estándar E° (H+ | H2) = ……………..V E° (S2O8

2- | SO42-) = …………….. V

E° (H2O | H2) = …………….V E|° (O2 || H2O) = ………………V

4. Especies químicas que reaccionan en los electrodos, considerando condiciones estándar: 5. Ecuaciones de las semirreacciones y de la reacción global: 6. Potencial estándar de la reacción de la pila y criterio de espontaneidad para reacciones redox: 7. Reconocimiento de los productos de la electrólisis: H2, y O2 :


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CORROSION INFORME

Fecha: / / Alumno:.............................. El informe del trabajo práctico de corrosión se realizará luego de visualizar y discutir los videos alzados en el Aula Virtual de

la Asignatura. 1: Ecuación de la reacción catódica, anódica y global que ocurre cuando hierro metálico es expuesto a la acción de oxígeno y humedad. ¿Es un proceso espontáneo? Justifique mediante el cálculo de E°. 2: Efecto de la tensión sobre el metal (Fe) (Placa de Petri N°1)

Petri N°

Experiencia ¿Habrá corrosión?

SI/NO

OBSERVACIONES

1-a Clavo de hierro

1-b Clavo de hierro doblado en el centro

3: Presencia de otros metales

Experiencia

¿Habrá corrosión?

SI/NO

E° reducción de los metales que cubren al clavo de hierro

Cálculo

E°= Ec - Ea

Clavo de hierro cubierto con papel de aluminio

Clavo enrollado con alambre de cobre

Clavo enrollado con alambre de estaño

Clavo conectado a cinta de magnesio


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QUÍMICA INORGANICA

TPN°2: HIDROGENO OBJETIVOS: -Obtener gas hidrógeno y comprobar propiedades. -Comprobación del poder reductor del H2 Cuestionario de orientación: 1. Indique propiedades físicas y químicas del hidrógeno. 2. Haciendo uso de la tabla de potenciales normales de reducción prediga cuales de los siguientes metales : Mg, Pb, Cu y Zn, desprenderán hidrógeno al ser tratados con ácido fuerte cuya [ H+]= 1M 3. En base a los resultados obtenidos en 1 averigüe el criterio a seguir para seleccionar el metal mas adecuado para la obtención de hidrogeno en el laboratorio. 4. Teniendo a la vista el equipo de obtención del gas ( figura 5), que función cumple cada una de sus partes?. 5. ¿Cuál es la ventaja del embudo de seguridad para introducir un reactivo en un generador de gas?. 6. ¿Qué masas de Zn metálico y de HCl serán necesarios para preparar 5 litros de hidrogeno en CNTP?. 7. ¿Que volumen de solución de HCl 6N contendrá la cantidad de HCl calculada en 5? 8. ¿Por qué deben conservarse los tubos que contienen hidrógeno boca abajo? Fundamente su respuesta con el cálculo correspondiente de la densidad del hidrogeno relativa a la del aire ( masa molecular relativa aparente del aire: 28,8).

TECNICA OPERATORIA PREPARACIÓN Y PROPIEDADES DEL HIDRÓGENO (1 equipo por lado de mesada) 1) Teniendo en cuenta los puntos 1 y 2 del cuestionario seleccione el metal más adecuado para la obtención de hidrógeno en el

laboratorio. 2) Arme el equipo para producir dihidrógeno (Figura 5 a) y comprobar sus propiedades .

a) Prepare la solución de ácido clorhídrico 6N a partir del HCl concentrado disponible. b) Una vez controlado el aparato por el JTP, produzca gas hidrógeno y purgue de aire el aparato. ¿Qué reacción ocurre entre el H2 y el O2 del aire en presencia de una llama?

c) Una vez purgado de aire del aparato recoja hidrógeno puro en dos tubos de ensayos. A uno de ellos, resérvelo tapado e invertido y al otro, estando invertido, introduzca una astilla de madera incandescente. ¿Qué propiedad comprueba?

d) Destape el tubo reservado y colóquelo rápidamente encima de la boca de otro tubo lleno de aire. Invierta el conjunto, espere unos segundos y acerque las bocas de ambos tubos a la llama de un mechero. ¿Qué propiedad comprueba?

3) Poder reductor del dihidrógeno: reemplace el tubo de desprendimiento de gases por un tubo acodado (90°). En un tubo de ensayos (corto) coloque una punta de espátula de CuO y haga que el dihidrógeno producido en el reactor toque la superficie del óxido, (Figura 5 b). Caliente el tubo de ensayos con llama pequeña. Continúe hasta reducir totalmente el CuO a Cu. Anote los cambios físicos observados.

IMPORTANTE: Trabaje en todo momento con las ecuaciones de las reacciones a mano para reconocer los productos formados.

FIGURA N° 5: OBTENCION DE HIDROGENO – PROPIEDADES (a) (b)


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QUÍMICA INORGANICA TPN°2 HIDROGENO

Apellido y nombres:..............................................................................................Comisión:.....................Fecha:......................

1. a) Ecuaciones de las reacciones de los metales Cu, Zn, Pb y Mg con solución de [H+] = 1M con el cálculo de E° de cada una. Ecuación química E°

b) Reacción seleccionada para la obtención de hidrógeno: c) Motivos de la elección: 2. Cálculo de la densidad del hidrógeno relativa a la del aire. (Masa molecular relativa aparente del aire: 28,8): 3. Ecuación de la reacción de obtención de gas hidrógeno: 4. Propiedades del gas hidrógeno comprobadas.

a) Ecuación de la reacción entre el O2 del aire y el H2 obtenido, al acercar a la llama de un mechero.

El H2 es………………………………………….. b) Tubo con H2

Observación Conclusión

Tubo 1 Cuando se introduce una astilla encendida

Tubo 2 Cuando se conecta con un tubo con aire (aire en tubo superior, H2 en tubo inferior)

5)a) Ecuación de la reacción que verifica el poder reductor del H2. b) Cambios físicos observados:


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QUÍMICA INORGANICA

TP N° 3: OXIGENO - PEROXIDO DE HIDROGENO OBJETIVOS: -Obtener gas oxígeno y comprobar propiedades. -Estudiar el comportamiento redox del peróxido de hidrógeno. Cuestionario de orientación: OXIGENO – PEROXIDO DE HIDROGENO 1. Indique propiedades físicas y químicas del dioxígeno. 2. ¿Qué es y que función cumple un catalizador en una reacción? 3. ¿Por qué hay que calentar previamente el carbono, el azufre y el hierro para que ocurran espontáneamente las respectivas reacciones de oxidación? 4. ¿Por qué deben conservarse los tubos que contienen oxigeno boca arriba? Fundamente su respuesta con el cálculo correspondiente a la densidad del oxigeno relativa a la del aire (masa molecular relativa aparente del aire: 28,8). 5. Indique propiedades físicas y químicas del peróxido de hidrógeno. 6. Con símbolos de Lewis represente al ión peróxido ¿qué número de oxidación exhibe el oxígeno? 7. ¿Qué significa que una solución de agua oxigenada es de 20 volúmenes? ¿Cómo prepararía 50 ml de solución de agua oxigenada de 2 volúmenes a partir de una solución de 30 volúmenes? 8. ¿Qué función cumplen el H2SO4 y el NaOH en los ensayos del peróxido de hidrógeno? 9. ¿Por qué en la comprobación de las propiedades redox del peróxido de hidrogeno usa en un caso H2SO4 1 N y en otro caso H2SO4 6N?

TECNICA OPERATORIA

OXIGENO (1 equipo por lado de mesada) -Preparación y propiedades del oxígeno Siguiendo las instrucciones de J.T.P arme un aparato para producir gas oxigeno por descomposición térmica del clorato de potasio, utilizando dióxido de manganeso como catalizador (figura N°6). Una vez purgado de aire el aparato, recoja sobre agua oxigeno puro en cuatro tubos de ensayos, tápelos rápidamente y consérvelos boca arriba. Realice con ellos las siguientes experiencias: 1) Mediante una astilla incandescente, compruebe la comburencia del oxígeno en uno de los tubos. 2) Destape otro tubo, manténgalo boca arriba y coloque sobre él otro tubo invertido lleno de aire. Invierta el conjunto, espere

unos segundos y ensaye la presencia de oxígeno en ambos tubos mediante la astilla incandescente. ¿Qué concluye sobre la densidad del oxígeno con respecto al aire? 3) Sobre un lazo de alambre exponga azufre a la llama, hasta que arda con llama azul, luego introdúzcalo en uno de los tubos

que contiene oxígeno. 4) Introduzca en el cuarto tubo, un poco de viruta de hierro (virulana) previamente calentada al rojo. 5) Interprete lo observado en cada uno de los ensayos .

PEROXIDO DE HIDROGENO (1 ensayo por comisión) Propiedades redox del peróxido de hidrogeno Realice los siguientes ensayos, observando las características de los reactivos y de los productos. Anótelos para luego consignar en el informe.

Ensayo 1: Coloque 2 mL de solución de ioduro de potasio al 3% en un tubo de ensayos y añada 10 gotas de solución de H2SO4 1 N. Agregue a la solución 2 mL de H2O2 10 volúmenes.

Ensayo 2:En un tubo de ensayos coloque 3 mL de H2O2 2 volúmenes, añada 5 gotas de solución de H2SO4 6N. Agite la mezcla. Agregue 1 mL de solución de KMnO4 O,1 N y vuelva a agitar.

Ensayo 3: Coloque en un tubo de ensayos de 3 mL de solución diluida de cloruro de cromo (III).Agregue gota a gota solución de NaOH 10% hasta lograr la formación de un precipitado (opalescencia) y posterior disolución del mismo. Agregue luego 1 mL de H202 20 volúmenes.


18 IMPORTANTE: Trabaje en todo momento con las ecuaciones de las reacciones a mano para reconocer los productos formados y así interpretar el comportamiento del agua oxigenada.

FIGURA N° 6: OBTENCION DE OXIGENO

KClO3(s): 5g MnO2 (s): 0,5g


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QUÍMICA INORGANICA TPN°3: OXIGENO - PEROXIDO DE HIDROGENO

Apellido y nombres:..............................................................................................Comisión:.....................Fecha:......................

OXIGENO

1. Ecuación de la reacción utilizada para la obtención de oxigeno. 2. Propiedades del gas oxigeno comprobadas. a)

Tubo con O2 Observación Ecuación química Conclusión Tubo 1 Con astilla encendida

Tubo 2 Con S encendido

Tubo 3 Con viruta de Fe Calentada

b) Conclusión sobre el ensayo de densidad del O2 con respecto al aire:

PEROXIDO DE HIDROGENO

1. a) Ecuación de la reacción entre ioduro de potasio y agua oxigenada en medio ácido. Cálculo de E°. b) Reconocimiento de productos: c) El H2O2 se comportó como agente ……………………. en medio …………………. 2. a) Ecuación de la reacción entre permanganato de potasio y agua oxigenada en medio ácido. Cálculo de E°. b) Reconocimiento de productos: ………………………………….y……………………………………………………… c) El H2O2 se comportó como agente ……………………. en medio ………………….


20 3. Ecuaciones de las reacciones entre:

a) cloruro de cromo (III) e hidróxido de sodio:

b) hidróxido de cromo(III) e hidróxido de sodio: c) NaCr(OH)4 y H2O2:

Cálculo de E° para la reacción c). Reconocimiento de productos: a) b) c) El H2O2 se comportó como agente……………………. en medio ………………….


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QUIMICA INORGANICA TP N°4: HALOGENOS

OBJETIVOS: 1- Obtener gas cloro y comparar las fuerzas relativas de los agentes oxidantes Cl2, Br2 y I 2 . 2- Obtener cloruro de hidrógeno y yodo y comprobar algunas de sus propiedades. Cuestionario de orientación para objetivo 1: 1- ¿Qué características presentan las sustancias Cl2, Br2 y I2? ¿Es necesario tomar precauciones durante su manipulación? 2-Explique por qué: a) es necesario evitar el escape de gas cloro y de los vapores de bromo y de yodo a la atmósfera. b) la reacción que ocurre en el generador de cloro es espontánea en las condiciones de la experiencia, a pesar de tener un valor negativo de . 3-Cómo se origina el HCl(g) que impurifica al gas Cl2 en esta experiencia? ¿Cómo se elimina esta impureza? Cuestionario de orientación para objetivo 2: 1-Explique por qué: a) el papel de tornasol debe estar húmedo para que cambie de color al ponerse en contacto con el HCl(g) . b) es posible obtener HCl(g) y no puede obtenerse HBr(g) ni HI(g) por tratamiento del haluro alcalino correspondiente con ácido sulfúrico concentrado. c) es posible obtener HCl(g) , HBr(g) y HI(g) por tratamiento del haluro alcalino correspondiente con H3PO4 concentrado. d) no debe utilizarse espátula metálica cuando se trabaja con I2. e) el I2(s) es más soluble en una solución acuosa de yoduro de potasio que en agua pura. 2-Represente la estructura de Lewis del ión triyoduro (I3

-) y proponga su geometría electrónica.

TECNICA OPERATORIA

OBTENCIÓN DE GAS CLORO (1 equipo por grupo de laboratorio) Acción del gas cloro sobre bromuros y yoduros 1. Por lado de mesada prepararán dos tubos de ensayos rotulados 1 y 2: En el tubo 1 coloque 4 mL de solución de KBr al 3%, tape el tubo con un tapón. En el tubo 2 coloque 4 mL de solución de KI al 3 %.

2. El instructor designará una comisión que será la encargada de armar bajo campana un aparato como el de la figura N 7. Utilice las siguientes cantidades de reactivos: 16 g de NaCl y 8 g de MnO2, (mezcla íntima preparada previamente). Vierta en pequeñas porciones la solución de H2SO4 (1+ 1) sobre la mezcla de NaCl y MnO2 (los agregados de ácido deben realizarse cuando disminuye la altura de H2SO4 en el tubito dentro del balón: volumen total 45 mL). Caliente el balón con llama pequeña y deje purgar de aire el aparato. Cuando observe la presencia de un gas verde-amarillento en el frasco lavador retire el embudo conectado al tubo acodado y permita que el cloro gaseoso burbujee en la solución de KBr al 3% del tubo de ensayos 1 el tiempo necesario para que la solución adquiera un color rojo parduzco; tape el tubo de ensayos con tapón de goma. Inmediatamente lave el tubo acodado haciendo burbujear el gas cloro en un tubo con agua destilada. Proceda luego a hacer pasar este gas a través del tubo n° 2 que contiene la solución de KI al 3 % durante el tiempo necesario para que la solución cambie de incoloro a color pardo oscuro y luego a amarillo pálido con la formación de cristales negros de I2 . Proceder de igual forma con los tubos de ensayos de cada lado de mesada. 3. Una vez concluida la experiencia, deje enfriar el aparato con el tubo acodado sumergido en la solución de NaOH al 10 % para evitar que el exceso de cloro pase a la atmósfera, ¿qué reacción química ocurre? 4. Interprete la función que cumple cada una de las partes del aparato y los cambios observados en los tubos de ensayos. 5. Desarme el aparato y lave el material de vidrio, bajo campana, evitando el escape de gases y vapores a la atmósfera.

ACCIÓN DEL AGUA DE BROMO SOBRE LOS IONES CLORURO Y YODURO (1 ensayo por lado de mesada) 1. En un tubo de ensayos coloque 2 mL de solución de KCl al 3 % y en otro tubo 2 mL de solución de KI al 3 %. En ambos tubos agregue aproximadamente 2 mL de agua de bromo. 2. Interprete los cambios observados y compare este resultado con el obtenido por la acción del gas cloro sobre los iones bromuro y yoduro.

OBTENCIÓN Y PROPIEDADES DEL CLORURO DE HIDRÓGENO ( 1 equipo por lado de mesada) 1. Arme un aparato como el de la figura N 8. Utilice 3 g de NaCl y 4 mL de H2SO4. Caliente suavemente la mezcla y con un papel de tornasol humedecido con agua destilada compruebe el carácter ácido del gas que se desprende.


222. Recoja, luego el gas en un tubo de ensayos seco durante tres minutos aproximadamente, tápelo inmediatamente con el dedo pulgar y sumérjalo –invertido- en un cristalizador que contenga agua, retire el dedo, observe e interprete el ascenso del nivel del agua en el tubo.

OBTENCIÓN Y PROPIEDADES DEL YODO ( 1 equipo por comisión) - Arme un aparato como el de la figura N 9. Utilice 200 mg de KI y 160 mg de MnO2; por último adicione 10 gotas de H2SO4 concentrado.

- Caliente –con llama pequeña- la mezcla reaccionante hasta que se observe un depósito de yodo en la base del erlenmeyer. Apague el mechero y deje enfriar el vaso manteniéndolo tapado. Retire el erlenmeyer y con ayuda de una varilla de vidrio, transfiera el yodo a un vidrio de reloj. Coloque luego, en dos tubos de ensayos una pequeña cantidad del yodo obtenido, en uno de los tubos agregue 3 mL de agua destilada y en el otro 3 mL de solución de KI al 3 %. Agite ambos tubos, compare los resultados y saque sus conclusiones respecto de las solubilidades relativas del I2 en agua pura y en solución del ión yoduro.

- Con la solución del I3–

(ac) obtenida en el segundo tubo realice los siguientes ensayos de reconocimiento del yodo disuelto: En un tubo de ensayos coloque 3 mL de agua destilada mas dos gotas de la solución de I3

-(ac) , agite la mezcla,

agregue dos gotas de solución de almidón y vuelva a agitar. Con la ayuda del instructor interprete el cambio observado. En el tubo que contiene la solución restante de I3

-(ac) agregue –gota a gota y agitando- solución de Na2S2O3 al 5%

hasta decoloración. Interprete el cambio observado. HALOGENOS

FIGURA N° 7 : OBTENCION DE CLORO

FIGURA N°8: OBTENCION DE CLORURO DE HIDRÓGENO

FIGURA N°9 : OBTENCION DE YODO


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QUÍMICA INORGANICA TPN°4: HALOGENOS

Apellido y nombres:.........................................................................................Comisión:.....................Fecha:......................

PREPARACIÓN DE GAS CLORO Y SU ACCIÓN SOBRE LOS IONES BROMURO Y YODURO

Ecuaciones químicas: a) Preparación de Cl2 (g) . Cálculo de : Características del gas Cl2: b) Desproporción del Cl2(g) en medio básico acuoso. Cálculo de : c) Oxidación del ión Br-

(ac) por el Cl2(g) . Cálculo de : Cambios observados: d) oxidación del ión I-

(ac) por el Cl2(g) . Cálculo de : Cambios observados:

ACCIÓN DEL AGUA DE BROMO SOBRE LOS IONES YODURO Y CLORURO Ecuaciones químicas: a) Oxidación del ión I-

(ac) por el Br2(ac) . Cálculo de : Cambios observados: b) Acción del Br2(ac) sobre el ión Cl-

(ac) . Cálculo de : Cambios observados: Conclusión: a) Orden de los halógenos estudiados de acuerdo con su poder oxidante:………………………………………………… b) Orden de los iones haluros estudiados de acuerdo con su poder reductor:……………………………………………..


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OBTENCIÓN Y PROPIEDADES DEL CLORURO DE HIDRÓGENO Ecuaciones químicas a) Reacción de obtención de HCl(g)

b) Reacción ácido-base del HCl(g) con el agua

c) Propiedades comprobadas …………………………………porque el tornasol…………….………. pasó a……………………………………….. …………………………………………….porque………………………………………………………………………..

OBTENCIÓN Y PROPIEDADES DEL I2(S) Ecuaciones químicas a) Obtención de I2(s). Cálculo de Cálculo de : Características del I2(s) obtenido b) Equilibrios en la solución acuosa saturada de I2. Cálculo de y de la constante de equilibrio. El I2 es……………soluble en H2O c) Reacción del I2(s) con el I-

(ac)

El I2 es……………soluble en solución de KI d) Cambio observado en la reacción de reconocimiento de I2 (I3

-) con la solución de almidón: e) Reacción del I3

-(ac) con el S2O3

2-(ac). Cálculo de .

Cambio observado:


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QUIMICA INORGANICA

TPN°5: AZUFRE OBJETIVO: - Comprobar propiedades de especies químicas que contienen al elemento azufre en los estados de oxidación –II, 0, +IV y +VI. Cuestionario de orientación: 1.- ¿Qué es el azufre plástico? 2.- Explique por qué:

a) Es necesario calentar la mezcla de aluminio y azufre para que ocurra la reacción. b) No puede prepararse Al2S3 por vía húmeda c) El S2O3

2- se desproporciona en medio ácido. d) Al preparar ácido sulfúrico diluido es importante añadir, con agitación constante, el ácido concentrado al agua y no a la

inversa. 3.- Considere las especies químicas: S2O3

2- , S4O62- y S2O8

2- . Informe para cada una de ellas: a) La estructura de Lewis. b) El estado de oxidación de cada átomo de azufre, calculado mediante la asignación de los electrones de enlace al átomo más

electronegativo. 4. Explique por qué:

a) Es posible obtener SO2(g) por tratamiento de sulfito de sodio con ácido clorhídrico. b) Hay que evitar que los gases de H2 S y SO2 se escapen a la atmósfera. c) Es necesario lavar el gas SO2 antes de comprobar el carácter ácido de su solución acuosa. d) El H2 S puede actuar como agente reductor y no como agente oxidante. e) El H2SO4 puede actuar como agente oxidante y no como agente reductor. f) El SO2 puede actuar como agente oxidante y como agente reductor.

g) El SO2 se usa en la industria como agente decolorante. 5.- Indique características y precauciones a tener en cuenta para trabajar en el laboratorio con los gases anhídrido sulfuroso y sulfuro de hidrógeno.

TECNICA OPERATORIA

AZUFRE PLÁSTICO ( 1 ensayo por comisión) En un tubo de ensayos corto y seco, coloque unos 3 g de azufre en polvo y caliéntelo a fuego directo hasta que la masa fundida adquiera color pardo oscuro y comience a hervir. Vierta inmediatamente este líquido sobre agua fría contenida en un cristalizador y compruebe al tacto, la consistencia plástica de este material. Interprete los cambios observados.

OBTENCIÓN Y PROPIEDADES DEL SULFURO DE ALUMINIO ( 1 ensayo por lado de mesada) Coloque en un tubo de ensayos, seco y resistente al calor, una mezcla intima previamente preparada de 0,5 g de azufre y 0,2 g de aluminio, ambos en polvo. Caliente la mezcla sólo hasta que se inicie la reacción, inmediatamente retire el mechero. Una vez frío, agregue cinco gotas de agua destilada. Reconozca el gas que se desprende con un papel humedecido con solución de acetato de plomo (II). Interprete cada uno de los cambios observados.-

PROPIEDADES DEL ION TIOSULFATO ( 1 ensayo por comisión) En un tubo de ensayos coloque 3 mL de solución concentrada de tiosulfato de sodio y cinco gotas de solución concentrada de ácido clorhídrico, ¿qué reacción ocurre? ¿qué producto reconoce? En un tubo conteniendo 3 mL de solución diluida de triyoduro de potasio agregue gota a gota solución de tiosulfato de sodio, ¿qué observa? ¿a qué se debe el cambio observado?

OBTENCIÓN Y PROPIEDADES DEL DIÓXIDO DE AZUFRE Por lado de mesada: En un tubo de ensayos, rotulado con el Nº 1, coloque aproximadamente 4 mL de agua destilada y en otro tubo, rotulado con el Nº 2, coloque aproximadamente 4 mL de solución diluida de K2Cr2O7 más tres gotas de H2SO4 concentrado. Por grupo de laboratorio: Arme, bajo campana, un aparato como el de la figura Nº 10. Utilice 20 g de Na2SO3 y 80 mL de HCl 6M (el ácido se agrega de a poco!!!). Introduzca pétalos de flores de colores vivos en el frasco lavador con agua. Comience a producir gas SO2 calentando con llama pequeña el balón y cuando considere que se ha purgado de aire el aparato, retire el embudo conectado al tubo acodado e introduzca este último en el fondo del tubo Nº 1 permitiendo que el gas burbujee en el agua destilada durante tres minutos. Tome la reacción al tornasol de la solución obtenida y luego tápela con tapón de goma, para utilizarlo en la próxima


26experiencia. Por último haga burbujear SO2 sobre el reactivo del tubo Nº 2 hasta lograr un cambio notable de color. Evite el escape de SO2 a la atmósfera. Cada comisión debe realizar estos ensayos con sus tubos 1 y 2. Interprete la función que cumple cada una de las partes del aparato y los cambios químicos que ocurren durante la experiencia.

OBTENCIÓN Y PROPIEDADES DEL SULFURO DE HIDRÓGENO Por lado de mesada: En un tubo de ensayos, rotulado con el Nº 3, coloque aproximadamente 4 mL de agua destilada más tres gotas de solución de acetato de plomo (II). En el tubo Nº 1 que contiene SO2(aq) (preparado en el ensayo anterior), agregue tres gotas de HCl concentrado. Por grupo de laboratorio: Arme, bajo campana, un aparato como el de la figura Nº 11. Utilice 20 g de FeS y 80 mL de HCl 6M. Haga funcionar el aparato calentando con llama pequeña el balón y cuando considere que éste ha sido purgado de aire, haga burbujear el gas H2S en los reactivos de los tubos Nº 1 y Nº 3, anote los cambios observados. Evite el escape de H2S a la atmósfera. Interprete la función que cumple cada una de las partes del aparato y las reacciones que en ellas ocurren.

AZUFRE

FIGURA N° 10: OBTENCION DE DIOXIDO DE AZUFRE

FIGURA N° 11: OBTENCION DE SULFURO DE HIDRÓGENO


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QUÍMICA INORGANICA TPN°5: AZUFRE

Apellido y nombres:...........................................................................................Comisión:.....................Fecha:......................

AZUFRE PLÁSTICO

Estructuras de Lewis de una molécula de ciclo octaazufre y de un fragmento de una cadena abierta de átomos de azufre. Cambios observados:

OBTENCION Y PROPIEDADES DEL SULFURO DE ALUMINIO Ecuaciones químicas:

a) Obtención de Al2S3

Características de la reacción observada:

b) Hidrólisis del Al2S3

c) Reconocimiento del H2S(g) formado en b) con acetato de plomo Cambio observado en el papel:

PROPIEDADES DEL ION TIOSULFATO Ecuaciones químicas:

a) Desproporción del S2O32- en solución ácida. Cálculo de Eº.

Cambios observados:

b) Carácter reductor del S2O32- frente al I3

-. Cálculo de Eº. Cambios observados:


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OBTENCIÓN Y PROPIEDADES DEL DIOXIDO DE AZUFRE

1.- Ecuaciones químicas:

a) Preparación del SO2(g)

b) Eliminación de la impureza HCl(g) en el frasco lavador.

c) Absorción del SO2(g) sobre NaOH (aq)

d) Interacción del SO2(g) con el agua El tornasol………………..viró al color…………………………..

e) Carácter reductor del SO2(g) en solución ácida. Cálculo de Eº. Cambios observados: 2.- Uso del SO2(g) como agente decolorante. Observaciones

OBTENCIÓN Y PROPIEDADES DEL SULFURO DE HIDRÓGENO .- Ecuaciones químicas de: a) Preparación del SH2(g)

b) Absorción del H2 S (g) sobre NaOH (aq)


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c) Interacción del H2 S (g) con el agua

d) Reconocimiento del H2 S (ac) con solución de acetato de plomo Cambios observados:

e) Carácter reductor del H2 S (ac) y el carácter oxidante del SO2(aq) en solución ácida. Cálculo de Eº. Cambios observados:


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QUIMICA INORGANICA TPN° 6: NITRÓGENO

OBJETIVO: -Comprobar propiedades de compuestos de los elementos nitrógeno.

Cuestionario de orientación

1. ¿Por qué es necesario mantener el tubo de ensayos boca abajo para recoger gas NH3? 2. ¿Por qué el NH3 es una base de Bronsted y también es una base de Lewis? 3. Muestre, mediante ecuaciones químicas, los equilibrios que se producen cuando se disuelve NH3 en agua. 4. Para desplazar al NH3 de sus soluciones acuosas es necesario calentar la solución. ¿Por qué? 5. Para desplazar al amoníaco de las soluciones acuosas de sales de amonio es necesario agregar una base fuerte y calentar la solución. ¿Por qué? 6. ¿Por qué es necesario humedecer el papel de tornasol para comprobar la basicidad del NH3? 7. ¿Cuál es la composición química aproximada del aire? 8. La reacción entre Mg y N2 es exotérmica. ¿Por qué es necesario calentar estos reactivos para que reaccionen? 9. ¿Por qué el ion nitruro, N3-, se hidroliza extensamente? 10. Debido a que los diversos valores de Eº de reducción del NO-

3 en medio ácido son similares, la reducción del HNO3 produce mezclas de especies que contienen al elemento nitrógeno. ¿De qué factores depende la composición de estas mezclas?

TECNICA OPERATORIA

OBTENCION DE AMONIACO. PROPIEDADES. (1 equipo por lado de mesada)

Arme un aparato como el de la figura Nº12.. En un tubo largo (por lo menos de 15 cm de longitud) con salida lateral coloque 4 g de NH4Cl y 15 ml de solución de NAOH al 20 %. Tape el tubo con tapón de goma. Caliente suavemente la mezcla reaccionante, sobre tela metálica y con llama pequeña para desplazar al NH3. Recoja este gas en dos tubos de ensayos secos durante 15 segundos cada uno. Retire los tubos con NH3, tápelos con el dedo pulgar y realice los siguientes ensayos: Acerque la boca del primer tubo con NH3 a un vidrio de reloj que contenga 3 gotas de HCL concentrado. Observará la formación de un humo blanco constituido por partículas muy pequeñas de NH4Cl sólido dispersas en el aire. El NH3 gaseoso se comporta como una base de Bronsted-Lowry frente al HCl gaseoso que emana de la solución concentrada de ácido clorhídrico. Sumerja la boca del segundo tubo con NH3 en un cristalizador que contenga agua destilada hasta la mitad de su altura. Observará que el agua asciende en el tubo debido a la gran solubilidad del NH3 en agua. Ahora tape nuevamente el tubo de ensayos con el pulgar, retire el tubo con la solución de NH3 y agréguele 2 gotas de solución de fenolftaleína. Observará el color rojo violáceo que presenta la fenolftaleína en medio básico. El NH3 se comporta como una base de Bronsted- Lowry, frente al agua.

RECONOCIMIENTO DEL NITROGENO DEL AIRE ( 1 ensayo por lado de mesada )

Sobre un extremo de una tela metálica coloque 150 mg de Mg y caliéntelo con un mechero hasta que el magnesio comience a arder. Apague el mechero y observe. El Mg arde en el aire con desprendimiento de calor y producción de luz blanca, dando un sólido blanco que contiene MgO y Mg3N2. Deje enfriar esta mezcla, pásela a un tubo de ensayos y agréguele 10 gotas de agua destilada. Agite. Obtendrá una suspensión blanca de Mg(OH)2 conteniendo NH3 en solución. Caliente esta mezcla hasta que comiencen a desprenderse pequeñas burbujas. Reconozca al NH3 que se desprende por su carácter básico para ello introduzca en la boca del tubo, una tira de papel de tornasol rojo humedecido con agua destilada y sujétela por medio de un tapón durante unos segundos. Observará el viraje del tornasol rojo a azul.

PODER OXIDANTE DEL ACIDO NITRICO. (1 equipo por lado de mesada)

Acción del HNO3 diluido (6M) sobre el cobre. Cuando el HNO3 diluido reacciona con Cu, que es un reductor débil, el Cu se oxida a Cu2+ y el NO3

- se reduce principalmente a NO. El Cu2+ formado se reconoce por el color azul que adquiere la solución. El NO se reconoce por oxidación a NO2.Realice esta experiencia de la siguiente manera: Arme un aparato como el de la figura Nº 13, ponga agua en el cristalizador y en el tubo de ensayos. En ambos tubos con salida lateral colocar primero sólo el reactivo sólido: 3 chapitas de Cu en el de la izquierda y 60 mg de MnO2 en el de la derecha. Inicie la reacción en el tubo con salida lateral más corto, (de no más de 12 cm de largo), colocando sobre el cobre 10 ml de solución de HNO3 6M. Tape el tubo con tapón de goma y caliente la mezcla reaccionante, flameando el tubo con llama muy pequeña durante 3 minutos aproximadamente hasta que se inicie la reacción, luego no es necesario. Purgue de aire el aparato recogiendo el gas, por desplazamiento de agua, en 3 tubos de ensayos sucesivos. Deseche el gas recogido.


32 Recoja NO, dejando desplazar solo 2/3 del agua contenida en el tubo de ensayos, separe este tubo del burbujeador, manténgalo invertido en el cristalizador con agua y marque el nivel de agua en el tubo de ensayos. Reserve este tubo para reconocer al NO. El NO es un gas incoloro, poco soluble en agua y se oxida instantáneamente a NO2 en presencia de O2. En cambio, el NO2 es un gas de color marrón muy soluble en agua porque reacciona con ella desproporcionándose en HNO2 y HNO3. Inicie la reacción en el otro tubo con salida lateral colocando el reactivo líquido: 20 ml de H2O2 de 10 volúmenes. Tape este tubo con tapón de goma. No agite ni caliente la mezcla. El MnO2 cataliza la desproporción del H2O2 con producción de O2. Deje purgar de aire el aparato y luego haga llegar O2 al tubo que contiene NO sobre agua. Observará la formación de un gas marrón y el ascenso del nivel del agua, sobre la marca anteriormente practicada en el tubo de ensayos. Interprete estos cambios teniendo en cuenta las propiedades de los gases NO y NO2, mencionadas más arriba.

NITROGENO

FIGURA N° 12: OBTENCION DE AMONIACO

FIGURA N° 13 : PODER OXIDANTE DEL ACIDO NITRICO

QUÍMICA INORGANICA


33TPN°6: NITRÓGENO

Apellido y nombres:......................................................................................Comisión:.....................Fecha:......................

OBTENCION DE AMONIACO. PROPIEDADES

Ecuaciones químicas de:

a) Obtención de NH3 gaseoso. Características del NH3(g) :

b) Comprobación del carácter básico del NH3 en fase gaseosa. Características del producto de la reacción:

c) Comprobación del carácter básico del NH3 en solución acuosa. Con fenolftaleína la solución se torna de color……………….....................................................................................

RECONOCIMIENTO DEL NITROGENO DEL AIRE. Ecuaciones químicas de: a) Fijación del O2 y del N2 del aire sobre Mg, en caliente. Características de los productos de las reacciones

b) Hidrólisis del Mg3N2 y reconocimiento del NH3 desprendido. El NH3(g) se reconoció con un papel de tornasol……………………………..que viró a…………………………………

PODER OXIDANTE DEL ACIDO NITRICO:

Acción del HNO3 diluido (6M) sobre el cobre.

Ecuaciones químicas de: a) Reacción principal entre HNO3 y Cu. Cálculo de Eº

Características de los productos de la Reacción:

b) Obtención de O2 por desproporción del H2O2 catalizada con MnO2, (para oxidar al NO).

c) Reconocimiento del NO por oxidación a NO2 con O2.


34d) Desproporción del NO2 en solución acuosa. Cálculo de Eº.

Características de NO(g) y NO2(g):

QUIMICA INORGANICA


35TPN° 7: FOSFORO

OBJETIVO: - Titulación del ácido fosfórico (ácido poliprótico).

Cuestionario de orientación 1. Represente las estructuras de Lewis de los ácidos fosfórico y fosforoso. Clasifique a estos ácidos como di o tripróticos. 2. Describa, con ecuaciones químicas, las etapas sucesivas de disociación del H3PO4. 3. ¿En qué consiste y qué utilidad tiene la titulación? 4. Escriba las ecuaciones de neutralización por etapas y global del ácido fosfórico con hidróxido de sodio. 5. Para la determinación del punto final de una titulación ácido-base se utilizan indicadores, ¿Qué indicadores se utilizarán para la titulación del H3PO4?, ¿Dentro de que rangos de pH se encuentran sus variaciones de colores?

TECNICA OPERATORIA

ACIDOS POLIPROTICOS: TITULACION DE UNA SOLUCION ACUOSA DE ACIDO FOSFORICO. (1 ensayo por comisión)

El ácido fosfórico es un ácido poliprótico y como tal, se neutraliza por etapas, propiedad que comprobaremos durante este práctico. Al mismo tiempo conoceremos la concentración del ácido a partir de la titulación con la base. Prepare tres erlenmeyers de 125 ml de capacidad, coloque en cada uno 3 ml de solución de H3PO4 xN medidos con pipeta aforada: agregue 2 gotas de solución de heliantina, 2 gotas de solución de fenolftaleína y 25 ml de agua destilada, agite la mezcla para homogeneizarla. Conviene colocar debajo del erlenmeyer una hoja blanca para apreciar mejor los cambios de color durante la titulación. Desde una bureta de 10 ml de capacidad adicione solución de NaOH 1N a la solución ácida, hasta que la heliantina vire del color rojo al amarillo. Efectúe la lectura del volumen de solución básica consumido al cumplirse la primera etapa de la neutralización. Sin enrasar nuevamente a cero la bureta, continúe agregando solución básica en el mismo erlenmeyer hasta que la fenolftaleína vire al color rojo violáceo (rosado). Efectúe la lectura del volumen total de solución básica consumido al concluir la segunda etapa de la neutralización. Realice el ensayo por triplicado. Registre los volúmenes de las tres titulaciones.


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QUÍMICA INORGANICA


37TPN°7: FÓSFORO

Apellido y nombres:......................................................................................Comisión:.....................Fecha:......................

NEUTRALIZACION DEL ACIDO FOSFORICO

a) Reacciones de neutralización, por etapas y global, del H3PO4..

b) Indicadores de pH utilizados: zonas de viraje y colores característicos.

c) Volúmenes de las soluciones utilizadas en la experiencia: Erlenmeyer N° 1:

H3PO4 x N a neutralizar: .................................................................. 3mL

NaOH 1 N consumido en la 1º etapa V1 = …………….mL

NaOH. 1 N total consumido al concluir la 2º etapa. V2 = ................-mL

Erlenmeyer N°2:

H3PO4 x N a neutralizar: ................................................................. 3mL

NaOH 1 N consumido en la 1º etapa V1 = …………….mL

NaOH. 1 N total consumido al concluir la 2º etapa. V2 = ................-mL Erlenmeyer N° 3:

H3PO4 x N a neutralizar: .................................................................... 3mL

NaOH 1 N consumido en la 1º etapa V1 = …….…….mL

NaOH. 1 N total consumido al concluir la 2º etapa. V2 =.................-mL

1. Cálculo la normalidad de ácido fosfórico como monoprótico

VOLUMEN PROMEDIO DE LA 1ra. ETAPA: base(1)V =………………mL

ácido

basebase(1)ácido V

N . V N

2. Cálculo la normalidad de ácido fosfórico como diprótico

VOLUMEN PROMEDIO DE LA 2da. ETAPA: base(2)V =………………mL

ácido

basebase(2)ácido V

N . V N


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QUIMICA INORGANICA TPN° 8: CARBONO. BORO Y ALUMINIO

OBJETIVOS: -Comprobar propiedades del carbono y de compuestos del carbono. -Comprobar propiedades de compuestos del boro y del aluminio. Cuestionario de orientación: 1. Explique por qué: a)el papel de tornasol azul humedecido, vira al rojo al ponerse en contacto con CO2. b) el H2CO3 precipita

CaCO3 al ser tratado con agua de cal y no precipita cuando se lo trata con CaCl2 (ac) 2. Calcule el volumen de solución de ácido sulfúrico 3N necesario para atacar 10 g de NaHCO3. 3. Explique brevemente cómo ocurre el fenómeno de excitación electrónica de los átomos y la consiguiente emisión de luz. 4. ¿El B2O3 en estado vítreo es un sólido cristalino o amorfo ? ¿Por qué? ¿Existe el B2O3 cristalino? 5. Por qué las sales de aluminio se hidrolizan con facilidad? 6. ¿A qué se debe la turbiedad del agua de río? 7. Explique brevemente los conceptos : a) clarificación, b) coloide, c) floculación , d) adsorción

TECNICA OPERATORIA

PODER REDUCTOR DEL CARBON (1 equipo por lado de mesada) En un tubo de ensayos con salida lateral coloque, en el orden que se detalla a continuación , los siguientes reactivos: una capa de carbón finamente triturado de aproximadamente un centímetro de altura, luego aproximadamente 200 mg de CuO y por último otra capa de carbón igual que la primera. Tape el tubo con tapón de goma y conecte la tubuladura lateral a un tubo acodado sumergido en agua de cal (fig N 14). Caliente el fondo del tubo que contiene la mezcla sólida primero suavemente y luego más enérgicamente durante unos 10 o 15 minutos. Deje enfriar el tubo y luego vuelque su contenido en un vidrio de reloj: observará partículas de cobre metálico mezcladas con el exceso de carbón. En el tubo que contenía agua de cal observará primero un precipitado blanco de CaCO3. que luego se disolverá por formación de Ca(HCO3)2. Interprete los cambios observados. Otros óxidos metálicos pueden ser reducidos por carbón.

PREPARACION Y PROPIEDADES DEL CO2 Y DEL H2CO3 (1 equipo por lado de mesada) En un equipo como el de la figura N15, obtenga CO2 a partir de 10 g de NaHCO3 sólido y cantidad suficiente de solución de H2SO4 3 N . Una vez purgado de aire el aparato realice los siguientes ensayos. a)Recoja CO2 gaseoso en un tubo de ensayos seco y compruebe el efecto de este gas sobre una astilla incandescente. b)Haga burbujear el gas en tres tubos de ensayos que contengan respectivamente los siguientes reactivos: I-un trozo de papel de tornasol azul sumergido en 8 mL de agua destilada. II-8 mL de solución acuosa de CaCl2. III-8 mL de agua de cal (solución acuosa de Ca(OH)2). En el primer tubo observará el viraje del tornasol azul al rojo, en el segundo no observará cambio alguno y en el tercer tubo observará la formación de un precipitado blanco de CaCO3 que luego se disuelve al ser tratado con un exceso de CO2, debido a la formación de Ca(HCO3)2 acuoso. FIGURA N° 14: PODER REDUCTOR DEL CARBON FIGURA N° 15: OBTENCION DE CO2


40 COLOR A LA LLAMA DEL BORO (1 equipo por comisión)

En un vaso de precipitados de 50 ml de capacidad coloque 0,10 g de H3 BO3 , agregue 1ml de etanol (C2H5OH) al 95% en volumen y 3 gotas de H2SO4 concentrado. Agite la mezcla y caliéntela con llama pequeña sobre tela metálica, hasta que comience la ebullición. Ahora acerque la llama del mechero a la boca del vaso y observe. El borato de etilo [B(OC2 H5 )3], arde con llama verde. El color de la llama tiene su origen en la excitación electrónica del átomo de boro y su consiguiente emisión de luz de longitud de onda característica para éste elemento.

ACCION DEL CALOR SOBRE EL BORAX Y EL ACIDO BORICO (1 ensayo por comisión)

-Sobre un lazo de alambre coloque un poco de bórax ( Na2 B4 O7 . 10.H2 O) y caliéntelo sobre la llama de un mechero, primero levemente y luego enérgicamente. Observe los cambios. Con éste tratamiento se obtiene el bórax anhidro (Na2 B4 O7) que luego funde con descomposición y se contrae dando un líquido viscoso formado por una mezcla de NaBO2 y B2O3 que al enfriarse forma un sólido vítreo . -Proceda de igual modo que en el experimento anterior trabajando con ácido bórico. Observará cambios físicos similares debido a que por acción del calor el H3 BO3 se deshidrata en forma escalonada dando HBO2 y luego B2 O3 fundido que al enfriarse solidifica en estado vítreo.

ANFOTERISMO DEL HIDROXIDO DE ALUMINIO (1 ensayo por comisión)

Coloque en un tubo de ensayos 4 mL de solución de Al 2 (SO4 )3 al 4% y agregue solución de NaOH 6 N, gota a gota y agitando, hasta observar sucesivamente la formación de un sólido blanco de Al (OH)3 y su posterior disolución por formación de NaAl(OH)4 soluble en agua. Ahora comience a adicionar, gota a gota y agitando, solución de HNO3 6 N hasta observar la reaparición del sólido blanco de Al (OH)3 y su posterior disolución por formación de Al(NO3)3 soluble en agua. Interprete ésta secuencia de reacciones identificando cuando el Al(OH)3 se comporta como ácido o como base.

HIDROLISIS DEL SULFATO DE ALUMINIO (1 ensayo por comisión)

En dos tubos de ensayos coloque 5 mL de agua destilada. En uno de los tubos agregue aproximadamente 80 mg de Al 2 (SO4)3 y agite la mezcla. El otro tubo servirá de testigo. Ahora adicione en cada tubo, 3 gotas de solución de heliantina, agite y compare los colores del indicador de pH en ambos tubos. En el tubo que contiene sal de aluminio, el pH es más ácido debido a la hidrólisis causada por el ión aluminio hidratado.

CLARIFICACION DE AGUAS (1 por grupo de laboratorio) En dos vasos de precipitados de 1000 mL de capacidad coloque 500 mL del agua turbia que desea clarificar más 10 mL de agua de cal. Solo en uno de los vasos adicione el volumen de solución de Al 2 (SO4 )3 que ordene al instructor. El contenido del otro vaso servirá de testigo. Coloque ambos vasos sobre agitadores magnéticos y agite convenientemente sus contenidos durante 20 o 30 minutos y luego déjelo en reposo durante otros 20 o 30 minutos. Ahora , compare la transparencia del agua contenida en ambos vasos .En uno de los vasos el agua se clarifica debido a que el Al 2 (SO4 )3 , en presencia del agua de cal, forma Al(OH)3 coloidal que adsorbe las partículas que le confieren turbiedad al agua y luego flocula arrastrando y depositando éstas impurezas en el fondo del recipiente. En el vaso testigo el agua permanece turbia por carecer del adsorbente, Al(OH)3 .


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QUÍMICA INORGANICA TPN°8: CARBONO. BORO Y ALUMINIO

Apellido y nombres:.....................................................................................Comisión:.....................Fecha:......................

PODER REDUCTOR DEL CARBÓN

1) Ecuaciones químicas de: a) Reducción del CuO con carbón b) Reconocimiento del CO2 con agua de cal Cambios físicos observados en:

PREPARACIÓN Y PROPIEDADES DEL CO2 Y DEL H2CO3 Ecuaciones químicas de: a) Obtención de CO2

b) Reacción de CO2 con agua c) Primera y segunda disociación ácida del H2CO3, con sus respectivas constantes de equilibrio a 25C . d) Características del CO2(g) comprobadas observación conclusión Tubo con CO2 y astilla incandescente

Se hace burbujear CO2(g)en un tubo con agua y con un tornasol azul

e) Ecuaciones de formación de CaCO3 y de Ca(HCO3)2, al tratar CO2 con agua de cal. Observaciones cuando se hace burbujear CO2(g) en los tubos de ensayos conteniendo I) solución de CaCl2 :


42II) agua de cal:

COLOR A LA LLAMA DEL BORO Ecuación de la formación del borato de etilo.

El borato de etilo arde con llama: ………… .

BORAX Y ACIDO BORICO Ecuaciones de: a) Acción del calor sobre el bórax. b) Acción del calor sobre el ácido bórico.

ANFOTERISMO DEL HIDRÓXIDO DE ALUMINIO

Ecuaciones químicas que representan las propiedades ácido–base del Al(OH)3, resaltando cuando se comporta cómo ácido y cuando como base y los cambio observados.

HIDROLISIS DEL SULFATO DE ALUMINIO

Ecuaciones de: a) Disociación del sulfato de aluminio. b) Formación del ion hexaacuoaluminio (III). c) Secuencia de las reacciones de hidrólisis del ion aluminio hidratado, según la Teoría de Bronsted y Lowry.


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d) Colores observados conclusión Tubo 1: con Al2(SO4)3 disuelto en H2O y heliantina

Tubo 2: con H2O y heliantina

CLARIFICACION DE AGUAS a) Ecuación de formación de hidróxido de aluminio coloidal. b) Vaso Observaciones 1: agua turbia + agua de cal

2: agua turbia + agua de cal + soluc. de Al2(SO4)3

c) Acción del hidróxido de aluminio sobre las impurezas que provocan la turbiedad del agua.


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QUIMICA INORGANICA TPN° 9: METALES ALCALINOS Y ALCALINOTERREOS

OBJETIVOS: - Comprobar algunos de las propiedades de los elementos y compuestos de los grupos I A y II A. - Reconocimiento de aguas duras. Aprendizaje de técnicas de ablandamiento de aguas duras. Cuestionario de orientación : 1) ¿Qué es la fenolftaleína y qué función cumple en esta experiencia? 2) ¿ Por qué es necesario acidificar el medio para reconocer el peróxido de hidrógeno con ión ioduro? ¿Qué reacción ocurriría si el medio fuera básico? ¿Habría un cambio visible en medio básico?

3) Explique por qué ocurre la emisión de luz característica al calentar a la llama un determinado catión. 4) ¿Qué son las aguas duras? 5) Averigüe el comportamiento del jabón sobre el agua dura. 6) Establezca la diferencia entre aguas de dureza permanente y dureza transitoria. 7) ¿Cómo puede ablandarse el agua de dureza permanente?

TECNICA OPERATORIA

OXIDACION DEL SODIO Y DEL CALCIO METALICO POR EL AGUA ( 1 equipo por comisión)

En tres erlenmeyers de 100 mL de capacidad coloque -en cada uno- aproximadamente 25 mL de agua destilada. En uno de ellos agregue un trozo de sodio metálico del tamaño de un grano de arroz, en el segundo una punta de espátula de escamas de calcio y el tercero resérvelo de testigo. Por último agregue en cada erlenmeyer tres gotas de solución de fenolftaleína. Interprete los cambios observados.

OXIDACION DEL SODIO METALICO POR EL OXIGENO DEL AIRE EN CALIENTE (1 ensayo por comisión)

Deje caer un trozo de sodio metálico del tamaño de un grano de arroz en un crisol de porcelana calentado al rojo. Terminada la reacción, deje enfriar los productos de la reacción y disuélvalos en 5 mL de agua destilada. Acidifique la solución con ácido sulfúrico 1 N utilizando papel de tornasol como indicador de pH. Coloque en un tubo de ensayos 3 mL de la solución obtenida y agregue 5 gotas de solución de yoduro de potasio al 3% . Interprete cada uno de los pasos de esta experiencia.

COLORES A LA LLAMA ( 1 equipo por grupo de laboratorio) Observe los colores que presentan a la llama las sales de litio, sodio, potasio, calcio, estroncio y bario, para ello introduzca en la llama ucesivos alambres humedecidos con sales de los metales alcalinos y alcalinotérreos. Interprete lo observado.

AGUAS DURAS: DUREZA TEMPORARIA Y DUREZA PERMANENTE ( 1 ensayo por comisión) En un vaso de precipitados de 100 mL de capacidad hierva 20 mL del agua de dureza temporaria provista por el laboratorio, hasta aparición de precipitado blanco. Filtre. Tome 2mL del filtrado (agua ablandada) y por medio de una pipeta agregue gota a gota la solución de jabón, agitando después de cada agregado hasta obtener espuma permanente. Anote el volumen de solución de jabón utilizado. En otro tubo coloque 2mL de agua de dureza temporaria sin ablandar, agregue solución de jabón y anote el volumen necesario de esta solución para dar espuma.Compare. En un tubo de ensayos coloque 2mL del agua dura permanente y compruebe que no se ablanda por ebullición. Ensaye la presencia de ion calcio en ella mediante unas gotas de solución de oxalato de amonio.


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QUÍMICA INORGANICA TPN°9: METALES ALCALINOS Y ALCALINOTERREOS

Apellido y nombres:.....................................................................................Comisión:.....................Fecha:......................

1) Ecuación de la reacción de oxidación del sodio metálico por el agua. Cálculo de E° y E a pH= 7.

2) Ecuación de la reacción de oxidación del calcio metálico por el agua .Cálculo de E° y E a pH= 7.

3) Erlenmeyer Cambios observados Con H2O + Na + fenolftaleína

Con H2O + Ca + fenolftaleína

Con H2O + fenolftaleína

4) Ecuaciones de las reacciones posibles de oxidación del sodio metálico por el oxígeno del aire en caliente. Cambios observados


48 3) Ecuaciones de la secuencia de las reacciones realizadas para el reconocimiento del peróxido de sodio. Cambios observados:

5) Colores a la llama observados. 6) Definición de aguas duras. 7) Ensayos con aguas duras: a)

Aguas de dureza temporaria Cationes más frecuentes:

Anión presente:

Ecuación de la reacción que ocurre durante el ablandamiento

Volumen de jabón gastado para producir espuma Agua sin tratar: ......................ml

Agua tratada : ......................ml

b) Ecuación de la reacción entre el jabón y el agua dura. c) Aguas de dureza permanente Cationes y aniones más frecuentes: …………………………………………………………………………………………………. Ecuación de la reacción de reconocimiento de Ca2+ en el agua dura permanente con solución de oxalato de amonio Cambio observado:


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50QUÍMICA INORGANICA

TPN° 10: COMPUESTOS DE COORDINACION OBJETIVOS: - Comprensión de las definiciones y conceptos propios de la química de los compuestos de coordinación. -Afianzar la nomenclatura y los mecanismos de formación de complejos. -Comprobar los colores de los complejos de los metales de transición y verificar los cambios que se producen cuando se realizan reacciones de sustitución de ligandos. Cuestionario de orientación: 1) ¿Que entiende por compuesto de coordinación? 2) Nombre de los siguientes compuestos: [Cr( H2O)6 ] 3+; [Cr ( H2O) 5 OH] 2+ ; [Cu( NH3)4]2+ ; [ Fe ( H2O)5 SCN]Cl2; [Cu ( NH3) ( H2O)5 ]SO4 ; [CuCl4]2-

3) Indique los NC de los compuestos del item 2. 4) Escriba fórmula general de los compuestos conocidos con el nombre de alumbres e interprételo para el alumbre de cromo. 5) El ion Cu (II) en solución acuosa forma el complejo [Cu( H2O)4 ] 2+ . Indique su numero de coordinación y dibuje su geometría. 6) Diga el nombre del ion complejo [CuCl4 ] 2-; su numero de coordinación y su geometría. 7) Explique a que proceso atribuye la TCC el hecho de que los compuestos de coordinación de los metales de transición presentan colores. 8) Indique el rango de longitudes de onda del espectro visible y en un esquema (tipo paleta del pintor) establezca el par color absorbido-color visible. Técnica operatoria 1°) En un tubo de ensayos coloque aproximadamente 3 mL de solución de alumbre de cromo (III). Caliente con llama pequeña (6 cm de altura). Anote lo observado e interprete el cambio con la ecuación correspondiente. 2°) A 30 gotas de ácido clorhídrico comercial adicione gota a gota disolución de sulfato de cobre (II) al 2%. Agite y observe. Identifique cual es el complejo formado, interprete el cambio con la ecuación correspondiente. 3°) A 30 gotas de solución de cloruro de hierro (III) al 2% agregue gota a gota solución de hidróxido de sodio. Observe y anote, interprete el cambio con la ecuación correspondiente. 4°) A 30 gotas de solución de sulfato de níquel (II) al 2% agregue amoniaco concentrado gota a gota y observe. Anote las observaciones realizadas. Escriba la ecuación correspondiente 5°) A 30 gotas de una solución al 2% V/ V de cloruro de hierro (III) agregue gota a gota solución de sulfocianuro de potasio al 1 %. Anote lo observado e interprete la reacción con la ecuación química correspondiente. 6°) A 30 gotas de solución de sulfato de cobre (II) al 2% agregue gotas de amoniaco acuoso (1+3) hasta formación de un precipitado. Agregue luego amoniaco concentrado hasta disolución del precipitado.


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52QUÍMICA INORGANICA

TPN° 10: COMPUESTOS DE COORDINACION Apellido y nombres............................................................................................Comisión........................Fecha..................... 1) Ecuación química de la reacción, indicando nombres y colores de los complejos: 2) Ecuación química de la reacción, indicando nombres y colores de los complejos: 3) Ecuación química de la reacción, indicando nombres y colores de los complejos: 4) Ecuación química de la reacción, indicando nombres y colores de los complejos: 5) Ecuación química de la reacción, indicando nombres y colores de los complejos: 6) Ecuación química de la reacción que tiene lugar, indicando nombres y colores de los complejos:


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QUÍMICA INORGÁNICA TRABAJOS PRACTICOS DE LABORATORIO

Curso 2013

Apellidos y nombres……………………………………………. Grupo………..……. Día……………….…… Horario…………. Comisión……………………………………………………………

N° TP realizados: ...................... N° TP aprobados: .................... % TP aprobados: ......................

CONDICION EN TRABAJOS PRACTICOS DE LABORATORIO: .......................

Firma del JTP responsable- Fecha

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