Guia Sara by Tania González1D

Técnico en Químico Industrial. Módulo II Aplicar los análisis cualitativos y microbiológicos a materiales empleados y generados en un proceso industrial.

Submódulo II Realizar los análisis cualitativos a una muestra determinada.

Página 1 de 112 Página de

en TécnicoTécnico en Producción

Página 2 de 112 Página de

MTRA. MA. SARA PINEDA VALENCIA

ALEJANDRO RICARDO DIAZ Sร NCHEZ Nombre 1

Tlaxcala.

TLAXCALA Estado 1

Pรกgina 3 de 112 Pรกgina de

Adriana García Ortiz

Técnico en

Hidalgo

Antonio Ix Chuc

Campeche

Manuel Gilberto Méndez Monforte

Yucatán

Al terminar el Submódulo II serás capaz de realizar los ensayos preliminares en la identificación de sustancias, representar las reacciones químicas que se efectúan en estas determinaciones como en las reacciones confirmatorias de aniones y cationes (marcha analítica) a materiales empleados y generados en un proceso industrial, respetando las normas ya establecidas para cada técnica o método de los análisis cualitativos, así como aplicar las reglas de seguridad e higiene. Podrás ejecutar las técnicas y seleccionar los reactivos químicos adecuados en la identificación de cualquier análisis cualitativo. Algunas de las actividades que se realizarán, requieren de orden y responsabilidad, para el desarrollo de las competencias siguientes: • Preparar soluciones en unidades de concentración diferentes. • Ejecutar las pruebas preliminares de identificación de sustancias. • Utilizar las reacciones químicas para la identificación de sustancias. Estas competencias se encuentran ubicadas en el nivel 2.

Página 4 de 112 Página de

Pรกgina 5 de 112 Pรกgina de

Técnico en QUIMICO INDUSTRIAL

Actitudes Actitudes Módulo II Aplicar análisis cualitativos y microbiológicos a materiales empleados y  Responsabilidad  un Responsabilidad generados en proceso industrial.  Limpieza II  Limpieza Submódulo Realizar los análisis cualitativos a una muestra determinada  Orden  Orden

Competencia 1 Ejecutar las pruebas identificación de sustancias.

preliminares

Competencia 2 de

Utilizar las reacciones químicas identificación de sustancias.

Atributos de la Competencia  Preparar las muestras que se analizarán.  Usar el mechero de Bunsen. Realizar las pruebas preliminares de identificación, mediante el método de ensaye a la flama.  Realizar la prueba preliminar de identificación, por el método de perla de bórax.  Realizar la prueba preliminar de identificación de elementos por el método de reducción de carbón vegetal.  Aplicar la prueba preliminar de identificación de aniones por el método de ácido sulfúrico.  Ensayo al tubo.  Ensayo a la gota

para

Atributos de la Competencia 

Saberes  Procedimientos básicos en la  preparación de la muestra para el análisis cualitativo.  Conocimiento del mechero y sus flamas.  Fundamentos teóricos de las pruebas preliminares de identificación.

Saberes  . Tipos de reacciones químicas Ecuación química y balanceo.  Fundamento teórico de la marcha analítica de cationes y de aniones.

Página 6 de 112 Página de

Pรกgina 7 de 112 Pรกgina de

¡¡Hola!! Nos da mucho gusto que estés aquí para iniciar con esta nueva experiencia de aprendizaje, esperamos que sea de tu agrado. ¡Animo! échale ganas e inicia con entusiasmo este nuevo submódulo llamado: REALIZAR LOS ANÁLISIS CUALITATIVOS A UNA MUESTRA DETERMINADA. Las competencias que desarrollarás son básicamente dos: Ejecutar las pruebas preliminares y utilizar las reacciones químicas para la identificación de sustancias. Donde desarrollarás las pruebas cualitativas y las reacciones químicas descritas en esta guía. Este tipo de análisis también se realizan en el campo de la investigación o de la criminología para la identificación de compuestos desconocidos. Te has preguntado ¿cómo le hace un medico forense para identificar algún elemento desconocido en un cadáver? o ¿cómo le hace un perito para identificar alguna evidencia de algún crimen? o simplemente ¿cómo es que pueden saber los componentes básicos de algún producto para poder sacarlo al mercado y que pueda competir con otro ya existente? Bien pues déjame decirte que esto forma parte de las pruebas cualitativas que tu encontraras en esta guía, estas te ayudarán a la identificación de elementos mediante pruebas preliminares como son ensaye a la flama, reducción de carbón vegetal, método de la perla de bórax entre otras y además aprenderás a realizar y balancear reacciones químicas para identificar los componentes de una muestra. Al terminar el submódulo serás capaz de realizar los ensayos preliminares en la identificación de sustancias. De ti depende que logres las habilidades en las pruebas de identificación que conocerás, ya que es importante seguir en forma precisa los procedimientos descritos en esta guía. Una vez que adquieras estas competencias te podrás incorporar a algún laboratorio de análisis físicoquímicos, análisis microbiológicos, laboratorios clínicos, plantas envasadoras y embotelladoras, así como en laboratorios de investigación. Para el desarrollo de este submódulo realizarás diferentes actividades tales como: trabajos de investigación, ejercicios y principalmente prácticas de laboratorio en las cuales se dará tu mayor aprendizaje, te recomendamos realizar visitas a centros de investigación e industrias con tu profesor responsable de la asignatura.

Página 8 de 112 Página de

Pรกgina 9 de 112 Pรกgina de

Realizar los análisis cualitativos a una muestra determinada

1. Química Analítica y preparación de muestras 2. Mechero bunsen 3. Reacciones por vía seca y por vía húmeda. 4. Ensayo sobre carbón 5. Ensayo a la perla de bórax 6. Identificación de aniones con ácido sulfúrico

1. Separación de sustancias 2. Llamas que emite el mechero bunsen 3. Ensayo a la flama 4. Repasando el ensayo sobre carbón 5. Perla de bórax 6. Método del ácido sulfúrico

Página 10 de 112 Página de

1. Colocando ejemplos 2. Tipos de mecheros 3. Pruebas por vía seca y por vía húmeda 4. Analizando resultados del ensayo al carbón

1. Pulverización y trituración 2. Desarmado y armado del mechero 3. Identificación de cationes 4. Identificando cationes sobre carbón 5. Aplicando el ensayo a la perla de bórax 6. Identificando aniones.

Página 11 de 112 Página de

Debes considerar que la formación de un químico analista se alcanza solo después de mucho estudio y de larga experiencia, razonada y metodizada. Los problemas y dificultades que presenta el análisis químico son numerosos y obligan a que perseveres más en el estudio y la investigación, recordando siempre que si la química analítica, cualitativa y cuantitativa, se aplica en diversas actividades técnicas e investigaciones puras, es también la base de todo conocimiento, especialmente del químico. Esta guía te proporcionará las bases necesarias para poder lograr la competencia: Ejecutar las pruebas preliminares de identificación de sustancias. Para lo cual tienes que desarrollar las habilidades siguientes: Uso del mechero, las pruebas preliminares de identificación, así como la marcha analítica de cationes. Iniciaremos con el uso del mechero ya que para este tipo de pruebas es indispensable conocer cada zona y controlar los diferentes tipos de flama para poder dar la aplicación adecuada. Además de que es un material necesario en muchos procesos industriales para que se puedan llevar a cabo una inmensa cantidad de reacciones químicas. Esto se logrará por medio de ejercicios, trabajos de investigación y el desarrollo de prácticas de laboratorio. Cuando termines esta competencia podrás ingresar al ámbito laboral que requiera de personas capacitadas en ejecutar las pruebas preliminares de identificación de sustancias. Esperemos que sea de tu agrado y que juntos aprendamos aún más.

¡¡¡¡¡BIENVENIDO!!!!

Página 12 de 112 Página de

ATRIBUTOS DE LA COMPETENCIA

RESULTADO DE APRENDIZAJE

 Preparar las muestras que se analizarán.  Usar el mechero de Bunsen. Realizar las pruebas preliminares de identificación, mediante el método de ensaye a la flama.  Realizar la prueba preliminar de identificación, por el método de perla de bórax.  Realizar la prueba preliminar de identificación de elementos por el método de reducción de carbón vegetal.  Aplicar la prueba preliminar de identificación de aniones por el método de ácido sulfúrico.  Ensayo al tubo.  Ensayo a la gota.

Realiza los ensayos preliminares y confirmatorios en la identificación de sustancias por medio de pruebas preliminares y el desarrollo de marcha analítica para la identificación de cationes. Sigue instrucciones y comprende cada uno de los pasos, participa de manera responsable en equipos de trabajo proponiendo alternativas de solución en los problemas que se le presenten. Lo que le permite ubicarse en cualquier departamento de control de calidad de la industria química, laboratorio de análisis fisicoquímico y de investigación.

Página 13 de 112 Página de

Presentación de los participantes: Se realizara a través de la Técnica Salto al rango: • Materiales: Integrantes del grupo, lápiz, papel y cinta adhesiva. • Desarrollo: En la hoja escribir su nombre y su edad y pegársela en la espalda, luego se ubican en una fila y en posición de rango, el último comienza a saltar al resto de sus compañeros tratando de leer los nombres y edades, así sucesivamente con el resto de los participantes. Una vez finalizado, cada uno debe quitarse el papel de la espalda y cada uno debe decir el nombre y la edad de las personas que se acuerda y el que dice más es el ganador..

Examen diagnóstico.

Página 14 de 112 Página de

El docente realiza un cuestionario diagnóstico, el cual determina el nivel de conocimientos acerca de los diferentes tipos de análisis efectuados en los módulos anteriores y los conocimientos que se tienen del submodulo actual. Individualmente contestar el siguiente cuestionario Una vez terminado el ejercicio, los alumnos formaran equipos de cuatro integrantes y para intercambiar sus respuestas y por último en una hoja de rotafolio expondrán sus respuestas consensadas.

CUESTIONARIO 1.

Menciona como mínimo 5 sales con nombre y formula química

Que son los análisis cualitativos?

¿Qué es un anión?

¿Qué es un catión?

Como identificas los aniones y los cationes?

Presentación del submódulo Informar los contenidos del submódulo TITULO DEL MODULO II. Aplicar análisis cualitativos y microbiológicos a materiales empleados y generados en un proceso industrial. Duración: 92 Horas TITULO DEL SUDMODULO: Realizar los análisis cualitativos a una muestra determinada. Duración: 6 hrs/sem

Página 15 de 112 Página de

Resultado de Aprendizaje Al terminar el submódulo el alumno será capaz de realizar los ensayos preliminares en la identificación de sustancias. Competencias a Desarrollar: 1. Ejecutar las pruebas preliminares de identificación de sustancias. 2. Utilizar las reacciones químicas para la identificación de sustancias. Informar los resultados de aprendizaje Módulo II. Al término del módulo el alumno será capaz de: Ejecutar las pruebas preliminares de identificación de sustancias y utilizar las reacciones químicas para la identificación de sustancias, tales como: laboratorio de análisis fisicoquímicos, laboratorios clínicos, plantas potabilizadoras de agua, plantas envasadoras y embotelladoras, laboratorios de investigación. Informar sobre el proceso de evaluación: ACREDITACION: • Asistencia a sesiones teóricas como mínimo 80% • Asistencia a prácticas de laboratorio 100% • Uniforme completo con corte de pelo para hombres. • Para mujeres y hombres sin perforaciones CALIFICACION: • Evidencias por desempeño 30% (actividades realizadas en clase) • Evidencias por producto 60%: (prácticas de laboratorio y de campo) • Evidencias de conocimiento 0%: • Evidencias de actitudes 10%: (puntualidad, asistencia, participación y responsabilidad) Para este módulo no se tienen previstas visitas industriales. La evaluación será continua.

Nombre Instrucciones para el Alumno Saberes a adquirir

Química analítica y preparación de muestras.

No.

De la información siguiente elabora un Mapa mental que te ayude a comprender la información. Utiliza diferentes colores para dar presentación a tu mapa mental. Procedimientos básicos en la Manera preparación de la Didáctica muestra para el de Análisis y comprensión de la información. análisis cualitativo. Lograrlos Página 16 de 112 Página de

La Química Analítica puede definirse como la ciencia que desarrolla y mejora métodos e instrumentos para obtener información sobre la composición y naturaleza química de la materia. Dentro de la Química Analítica se incluye el Análisis Químico que es la parte práctica que aplica los métodos de análisis para resolver problemas relativos a la composición y naturaleza química de la materia. Los ámbitos de aplicación del Análisis Químicos son muy variados, en la industria destaca el control de calidad de materias primas y productos acabados; en el comercio los laboratorios certificados de análisis aseguran las especificaciones de calidad de las mercancías; en el campo médico los análisis clínicos facilitan el diagnóstico de enfermedades. Es interesante realizar una definición de términos ligados al análisis: • Muestra: Parte representativa de la materia objeto del análisis. • Analito: Especie química que se analiza. • Técnica: Medio de obtener información sobre el Analito. • Método: Conjunto de operaciones y técnicas aplicadas al análisis de una muestra. • Análisis: Estudio de una muestra para determinar sus composición o naturaleza química. Dentro de la Química Analítica también pueden diferenciarse diversas áreas según la información que se desea obtener. Así, la Química Analítica Cualitativa se centra en identificar la presencia o ausencia de un analito, mientras que la Química Analítica Cuantitativa desarrolla métodos para determinar su concentración. Métodos de análisis • •

•

Métodos clásicos, que se basaban en propiedades químicas del analito. Se incluyen las gravimetrías, las volumetrías y los métodos de análisis cualitativo clásico. Métodos instrumentales, basados en propiedades químico-físicas. La clasificación de los métodos instrumentales se realiza en base a la propiedad que se mide (espectroscópicos, electroanalíticos, térmicos...). Métodos de separación. Se incluyen en este grupo los métodos cuya finalidad es la separación de compuestos para eliminar las interferencias y facilitar las medidas Metodología del proceso analítico

La Química Analítica alcanza sus objetivos mediante una metodología que se fundamenta en la aplicación del método científico. Desde un punto de vista formal, esta metodología es común a todas las ciencias experimentales y sigue el proceso mostrado en la figura:

Página 17 de 112 Página de

Particular de la Química Analítica es la metodología del Análisis Químico, que puede resumirse en un proceso analítico general consistente en un conjunto de procedimientos realizados para solucionar un determinado problema analítico. En la figura se esquematiza este proceso:

La definición del problema es la primera etapa, en ella se plantea el tipo de análisis que se necesita y la escala de trabajo. Tras ello, debe realizarse la elección del método analítico, aspecto clave para una resolución adecuada del problema. Una vez elegido el método, se procede a su ejecución. Posteriormente, se pasa a valorar los resultados obtenidos para establecer si el problema ha sido resuelto de forma satisfactoria. Si no es así, se debería

Página 18 de 112 Página de

reiniciar el proceso analítico y replantear el problema. El desarrollo práctico del método analítico consta de tres etapas: o

Las operaciones previas o preliminares, pueden descomponerse en dos subetapas. En la primera, se realiza una toma de muestra representativa del material a analizar. En la segunda, se lleva a cabo una transformación de la muestra o parte de la misma, de forma que la especie o especies químicas de interés pasen a una forma medible inequívocamente. Esta transformación, de ser necesaria, podría requerir etapas de separación de sustancias interferentes y etapas de reacción quimicotermica que hagan más sensible y específica la medición de la señal debida al analito. En la etapa de adquisición de datos tiene cada vez más importancia la instrumentación analítica. El proceso de medida instrumental básico puede separarse en tres etapas: la generación de un flujo de energía, la interacción de este flujo con la muestra y la medición y procesado de la señal procedente de la muestra. Por último, la etapa de tratamiento de datos consiste en el procesado matemático de los datos para obtener unos resultados que den el valor mós probable de la información buscada, así como la incertidumbre que la acompaña.

Metodología del proceso analítico La Química Analítica alcanza sus objetivos mediante una metodología que se fundamenta en la aplicación del método científico. Desde un punto de vista formal, esta metodología es común a todas las ciencias experimentales y sigue el proceso mostrado en la figura: Características de calidad de los métodos analíticos • Exactitud: Grado de concordancia entre el resultado y un valor de referencia certificado. En ausencia de exactitud se tiene error sistemático. • Precisión: Grado de concordancia entre los datos obtenidos de una serie. Refleja el efecto de los errores aleatorios producidos durante el proceso analítico. • Sensibilidad: Capacidad para discriminar entre pequeñas diferencias de concentración del analito. Se evalúa mediante la sensibilidad de calibración, que es la pendiente de la curva de calibración a la concentración de interés. • Límite de detección: Concentración correspondiente a una señal de magnitud igual al blanco más tres veces la desviación estándar del blanco. • Intervalo dinámico: Intervalo de concentraciones entre el límite de cuantificación (LOQ) y el límite de linealidad (LOL). • Selectividad: Cuantifica el grado de ausencia de interferencias debidas a otras especies contenidas en la matriz.

Página 19 de 112 Página de

• Seguridad: Amplitud de condiciones experimentales en las que puede realizarse un análisis. Además, habrá que considerar otro tipo de parámetros asociados y de gran importancia práctica como son la rapidez, costo, seguridad del proceso, peligrosidad de los residuos, etc. Un mecanismo muy indicado para conocer la calidad del método analítico es participar en programas de intercomparación con otros laboratorios. En ellos, un organismo independiente evalúa los resultados, tanto en exactitud como en precisión, sobre muestras enviadas a los laboratorios participantes. Los resultados de la intercomparación permiten corregir los errores de funcionamiento del método analítico y, una vez comprobada la calidad del mismo, obtener la homologación del laboratorio para realizar los análisis. La homologación requiere la puesta en marcha de un programa de garantía de calidad, que permita controlar el funcionamiento global del laboratorio. Trazabilidad de los resultados analíticos La calidad de los resultados analíticos exige que estos sean trazables, esto es que puedan relacionarse directamente con las unidades patrones del sistema internacional de medida (amperio, kilogramo, mol, metro y segundo). La trazabilidad exige una cadena ininterrumpida de comparaciones que une el resultado obtenido con los estándares del sistema internacional y que, en análisis químico, pasa por las sustancias de referencia, los patrones químicos tipo primario y secundario, los estándares físicos, los pesos atómicos, etc. El concepto de trazabilidad se aplica tanto al resultado de un análisis, como a una medida cualquiera, al instrumento con el que se obtiene, el método que se aplica y el laboratorio mismo. Cuando un resultado es trazable implica que ha sido obtenido en un laboratorio trazable, aplicando instrumentos trazables y un método trazable. En un método absoluto como la gravimetría la cadena de trazabilidad es corta: Muestra---precipitado---masas atómicas----mol, Kg En un método relativo como una volumetría la cadena es más larga: Muestra---patrón secundario---patrón primario---masas atómicas----mol, Kg La química analítica se puede dividir en dos áreas: análisis cualitativo que identifica cuáles son las substancias presentes en una muestra, y el análisis cuantitativo que determina la cantidad de substancia en la muestra. La substancia a determinar se llama analita o componente deseado; si la analita representa más del 1 % en la muestra, se considera como componente principal; si se encuentra entre el 1.0 y el 0.01 % se trata de un componente menor; si se halla en menos del 0.01 % es un componente vestigial. Si la masa de muestra es mayor de 0.1 g se realiza un análisis macro; si la masa de muestra se encuentra entre 100 y 10 mg, el análisis es semimicro; si el peso de la muestra está entre 10 mg y 1 mg, se trata de análisis micro; y si la masa es menor de 1 mg, el análisis es ultramicro. Un análisis químico consta de cuatro pasos: 1. Muestreo o selección de la muestra a analizar. Se debe seleccionar una muestra representativa mediante un razonamiento estadístico. La muestra puede ser sólida, líquida o gaseosa. 2. Preparación de la muestra para el análisis. Para determinar y medir la analita puede ser necesario disolver la muestra, seguido de la separación de los componentes; esto se puede hacer modificando químicamente los componentes, separándolos por precipitación, electrólisis, extracción o volatilización.

Página 20 de 112 Página de

3. Medición, por volumetría, gravimetría o análisis instrumental potenciométrico, polarigráfico, coulombimétrico, conductimétrico, polarimétrico, refractrométrico o espectrométrico. 4. Cálculo del contenido, porcentual, absoluto, etc. e interpretación de las mediciones.

Nombre

Separación de sustancias.

No.

Instrucciones para el Alumno

Con el apoyo de tu maestro, establecerás la manera de preparar los diferentes tipos de sustancias, procedimiento previo de un análisis cualitativo. Elabora un esquema de esta información.

Competencias Genéricas a Desarrollar

5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos.

Manera Didáctica de Lograrlas

Realiza esquemas que indiquen cada uno de los métodos de separación de sustancias. Al finalizar comparte tus dibujos con dos compañeros del grupo.

Para acelerar una reacción química es necesario que los reactivos estén en contacto directo con la sustancia o muestra en reacción; para lograr esto, las muestras se trituran o pulverizan y las sustancias duras se cortan o taladran. Las pequeñas cantidades de las muestras se trituran en morteros de porcelana o vidrio y si son muy duras, en mortero de ágata. Para la pulverización de muestras poco frágiles o duras se usan los molinos o morteros de fierro. El mortero se elige con base en la sustancia que se va a pulverizar, pues de lo contrario, por desgaste del mortero, la sustancia

Página 21 de 112 Página de

quedaría impura. Se acostumbra pulverizar poca cantidad de sustancias para hacer más rápida la operación. En algunos casos, es conveniente pulverizar con agua. Todas las sustancias pulverizadas se enfrascan y etiquetan. Las reacciones químicas entre reaccionantes y productos generalmente nunca son completas, debido al equilibrio químico que se establece entre ellos, además de que gran cantidad de la sustancia no participa en la reacción, cosa similar sucede con la precipitación. Si se desea una precipitación total es necesario hacerlo con un exceso de sustancias precipitantes; es decir, hay que usar más reactivo que su peso equivalente. La precipitación se efectúa en el vaso de precipitado, y en casos especiales en la cápsula de porcelana. El reactivo se agrega a la solución por precipitar con una pipeta, un gotero o vertiéndola directamente sobre las paredes del recipiente con ayuda de un agitador, moviendo constantemente para lograr la reacción completa. La precipitación se lleva a cabo generalmente en caliente o incluso durante el hervor de la solución, pues los precipitados así obtenidos son más densos o cristalinos, y por lo cual se filtran mas fácilmente. Algunos precipitados en caliente se hacen cristalinos, como el sulfato barico; otros se aglomeran, como el cloruro de plata y otros como el hidróxido férrico, pierden el carácter coloidal, el cual dificulta la filtración. En algunos casos, el enfriamiento del precipitado ayuda a mejorar su cristalización y por lo tanto la filtración. Pulverización: Esta operación sirve para reducir de tamaño algunos cuerpos sólidos relativamente grandes. Las sustancias que se han de someter a reacción deben de estar pulverizados, disponiéndolas mejor así a la acción de los reactivos de los disolventes. Precipitación.- Es la formación de sólidos a partir de una disolución. A veces ocurre que, cuando una o dos disoluciones diferentes se mezclan, tienen lugar a una reacción química y el producto o uno de los productos, es un sólido insoluble en agua. El sólido generalmente aparece como una suspensión, aunque bajo condiciones especiales puede ser coloidal. El sólido en este caso toma el nombre de precipitado. Por consiguiente, un precipitado es un sólido insoluble producido por reacción química entre dos disoluciones. Filtración: El procedimiento de Filtración consiste en retener partículas sólidas por medio de una barrera, la cual puede consistir de mallas, fibras, material poroso o un relleno sólido. La FILTRACIÓN consiste en hacer pasar una mezcla de sólido y líquido a través de una materia filtrante (en este caso papel) cuyos poros DEJAN PASAR EL LIQUIDO pero no el sólido. Lo más común es filtrar a través de telas (ej. El clásico colador de café) o a través de papel. En el laboratorio se usa papel de filtro del que existen varios tipos que se comercializan con calidades diferentes y específicos para cada tarea (ej. distintos diámetros de poros lo que le otorga diferente capacidad filtrante). El papel se debe colocar en un embudo de vidrio o similar a los efectos de lograr la separación. Varios factores inciden en el proceso de filtración, uno de ellos que tiene particular importancia en la velocidad de filtración es la TEMPERATURA pues cuanto más caliente está el líquido, disminuye más su fricción interior (disminuye su viscosidad) y la filtración se acelera. El LAVADO DEL PRECIPITADO es la eliminación de las impurezas que quedan con el sólido separado ya sea por decantación o en el filtro. En nuestro caso que usamos papel de filtro y embudo se deben agregar pequeñas cantidades de líquido lavador (el mismo solvente usado en la disolución, en este caso agua) sobre el precipitado que se halla en el embudo. Hay que cuidar que no pase el nivel del papel pues podría caer por entre el papel y el embudo. Se deja escurrir y se puede lavar nuevamente. Se repite todas las veces que sea necesario. Es mucho mejor LAVAR VARIAS VECES CON UNA PEQUEÑA CANTIDAD DE LIQUIDO DE LAVADO, QUE UNA SOLA VEZ CON MUCHA AGUA (O EL SOLVENTE QUE SE ESTÉ USANDO).

Página 22 de 112 Página de

Llegados a este punto en la separación hemos logrado tener la arena en el papel de filtro y la disolución de agua más Dicromato de potasio en el cristalizador.

Nombre

No 1 . 1. Con base en la información obtenida en el ejemplo anterior, conformen equipos de cuatro integrantes y ejemplifiquen un tipo de sustancia que requiera los métodos de preparación de muestra y su reducción de muestra bruta a muestra de laboratorio de manera real, verificando que contenga cada una de las características del diseño.

Colocando ejemplos.

Instrucciones para el Alumno

Competencias Genéricas a Desarrollar

Manera Didáctica de Lograrlas

5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos.

A través de la investigación previa a la presentación del contenido del submodulo.

Coloque un ejemplo a cada tipo de sustancia que requiera de pulverización, precipitación, filtración y lavado en la separación de sustancias sólidas, precipitadas y turbias de mezclas liquidas. SUSTANCIAS SÓLIDAS

SUSTANCIAS

PRECIPITADAS

TURBIAS

PULVERIZACIÓN PRECIPITACIÓN FILTRACIÓN LAVADO

Página 23 de 112 Página de

Nombre Competencia a Desarrollar

Pulverización y filtración

competencia

Instrucciones para el Docente Recursos materiales de apoyo

Competencias Genéricas a Desarrollar

Manera Didáctica de Lograrlas

Ejecutar las pruebas preliminares de identificación de sustancias.

Atributos de la

Instrucciones para el Alumno

No.

Practicar la pulverización, precipitación, filtración y lavado en la separación de sustancias solidas, precipitadas y turbias de mezclas liquidas. Proporcionar el material de laboratorio y los reactivos a usar. El alumno usara un frasco que actuara como fermentador.

Indicados en el desarrollo de la práctica.

5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos. 8 .Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos.

Experimenta, Observa y deduce en equipos de trabajo.

MATERIAL: Mortero de porcelana Embudo de vidrio

REACTIVOS: Almidón ioduro mercúrico

Página 24 de 112 Página de

Vaso de precipitado de 250 ml Parrilla eléctrica o mechero. Tubo de ensayo Agitador Tripie

Papel filtro No. 42 Solución yodo-lugol Cloruro de zinc Carbonato de sodio al 5% Fenolftaleína PROCEDIMIENTO:

A. PULVERIZACIÓN. Prepara una solución de almidón de la siguiente manera: 1. Pesa 4 gramos de almidón soluble en la balanza granataria y 0.01 g de ioduro mercúrico. 2. Pulveriza ambas sustancias en un mortero con una pequeña cantidad de agua, para obtener una pasta húmeda; luego agrega otra cantidad de agua hirviente y vierta el contenido en un vaso de precipitado, complementando con el agua caliente a 100 ml. 3. Filtrar la solución de almidón. 4. Para confirmar la correcta preparación, se toma en un tubo de ensayo una pequeña cantidad de la solución de almidón recién preparado; se le agregan una o dos gotas de solución de yodo-lugol, si la solución era transparente, y con el yodo se colorea de azul, está bien preparada. B. PRECIPITACIÓN. 1. Pesa 0.1 gramos de cloruro de zinc en una balanza granataria. 2. Coloca el cloruro de zinc en un vaso de precipitado y agrega un poco de agua, Agita para disolver. 3. Añade más agua para completar el volumen a 100 ml. 4. Añade unas gotas de fenolftaleína y luego precipita con la solución de carbonato de sodio al 5%. 5. Coloca el vaso de precipitado sobre el mechero y calienta hasta alcanzar la ebullición. 6. Vuelve a precipitar con el carbonato de sodio hasta que aparezca un color rosa duradero. 7. Retira del fuego y deja sedimentar el precipitado, observa y anota las características del precipitado obtenido.

OBSERVACIONES: _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________

Página 25 de 112 Página de

_________________________________________________________________________________ _____________________________________

CUESTIONARIO: Explique por qué es importante la pulverización para el Análisis Químico Cualitativo.

Investiga y menciona los principales aparatos utilizados para pulverizar.

¿Qué es la precipitación?

Menciona cuatro recomendaciones para llevar a cabo una buena precipitación.

¿Por qué se dice que las reacciones químicas nunca son completas?

¿Por qué razón se debe calentar la solución para efectuar la precipitación?

¿Qué efecto tiene el enfriamiento de una solución que se ha precipitado en caliente? CONCLUSIONES: ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ ________________________________________________

Página 26 de 112 Página de

Nombre Instrucciones para el Alumno

Saberes a adquirir

Mechero Bunsen.

No.

De la información siguiente elabora un Mapa conceptual que te ayude a comprender la información.

Conocimiento mechero y flamas.

del sus

Manera Didáctica de Lograrlos

Análisis y comprensión de la información.

MECHERO BUNSEN El Mechero Bunsen está constituido por un tubo vertical que va enroscado a un pie metálico con ingreso para el flujo del combustible, el cual se regula a través de una llave, sobre la mesa de trabajo. En la parte inferior del tubo vertical existen orificios y un anillo metálico móvil o collarín. También radado. Ajustando la posición relativa de estos orificios (cuerpo tubo y collarínrespectivamente), los cuales pueden ser esféricos rectangulares, se logra regular el flujo de aire que aporta el oxígeno necesario para llevar a cabo la combustión con formación de llama en la boca o parte superior del tubo vertical. Si se ajusta correctamente la entrada de aire por medio del collarín, la llama tendrá un cono interior de color azul no producirá hollín y tendrá el poder calorífico adecuado. También debe graduarse la entrada de combustible para evitar una llama demasiada grande.

Página 27 de 112 Página de

Pรกgina 28 de 112 Pรกgina de

Nombre Instrucciones para el Alumno

Llamas que emite un mechero de bunsen

No.

Con el apoyo de tu maestro, establecerás la llama recomendable que utilizaras en un ensaye a la flama.

Competencias Genéricas a Desarrollar

5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos.

Manera Didáctica de Lograrlas

Interpreta las diferentes llamas que emite un mechero de bunsen. Elabora un diagrama con las partes que integran una llama del mechero de bunsen.

La llama no luminosa de Bunsen se compone de tres partes: (I) un cono interno azul ADB constituido en su mayor parte de gas no quemado. (II) Una punta luminosa D (solamente visible cuando las aberturas para el aire están casi cerradas) (III) Una capa externa ACBDA en la que se produce la combustión completa del gas. Las partes principales de la llama, están indicadas en la figura.

Enseguida te mostramos las diferentes llamas que emite el mechero de Bunsen.

Página 29 de 112 Página de

Al ajustar el mechero se debe lograr generar una flama como lo indica la figura número cuatro la cual presenta dos conos bien definidos. a) El cono exterior es relativamente rico en oxigeno y se llama flama oxidante. b) El interior que no es tan caliente y que contiene más gas, se llama flama reductora.

Nombre

Instrucciones para el Alumno

Competencias Genéricas a Desarrollar

Manera Didáctica de Lograrlas

Tipos de mecheros

No.

Investiga los tipos de mecheros en la página http://docencia.udea.edu.co/cen/tecnicaslabquimico/01intro/intro01.htm e indica en la tabla el nombre y el uso de cada uno de ellos. En la figura que muestra un mechero Bunsen escribe el nombre de cada una de sus componentes. 5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos. 8 .Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos.

A través de la investigación resumiéndola y asumiendo un papel participativo, dinámico y con juicio crítico.

Página 30 de 112 Página de

________________

_________________

NOMBRE DEL MECHERO

_______________

__________________

USO

COLOCA LAS PARTES DEL MECHERO DE BUNSEN.

Pรกgina 31 de 112 Pรกgina de

Pรกgina 32 de 112 Pรกgina de

Nombre Competencia a Desarrollar

Atributos de la competencia

Instrucciones para el Alumno Instrucciones para el Docente Recursos materiales de apoyo Competencias Genéricas a Desarrollar Manera Didáctica de Lograrlas

Desarmando y armando el mechero.

No.

Ejecutar las pruebas preliminares de identificación de sustancias.  Preparar las muestras que se analizarán.  Usar el mechero de Bunsen. Realizar las pruebas preliminares de identificación, mediante el método de ensaye a la flama.  Realizar la prueba preliminar de identificación, por el método de perla de bórax.  Realizar la prueba preliminar de identificación de elementos por el método de reducción de carbón vegetal.  Aplicar la prueba preliminar de identificación de aniones por el método de ácido sulfúrico.  Ensayo al tubo.  Ensayo a la gota.

1. El alumno armara un mechero de bunsen e indicara las partes y su función.

Proporcionar el material de laboratorio.

Indicados en el desarrollo de la practica

5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos. 8 .Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos. Experimenta, Observa y deduce en equipos de trabajo.

Página 33 de 112 Página de

MATERIAL 1 Mechero de bunsen PROCEDIMIENTO: 1. Se el presentara un mechero desarmada al alumno, el lo armara mostrando cada parte y su funciรณn. 2. Pedir que el alumno lo arme y lo desarme.

Desconocer las partes del mechero por lo que lo no podra armarlo.

Verificar que esten completas las piezas del mechero.

Pรกgina 34 de 112 Pรกgina de

Nombre Instrucciones para el Alumno

Saberes a adquirir

Reacciones por vía seca y las por vía húmeda

No.

Con el apoyo de tu maestro, establecerás dos tipos de reacciones: Las por vía seca y las por vía húmeda. Elabora un cuadro comparativo Manera Didáctica de Tipos de reacciones Al elaborar un cuadro comparativo Lograrlos

Química Analítica. La Química Analítica es la ciencia que estudia el conjunto de principios, leyes y técnicas cuya finalidad es la determinación de la composición química de una muestra natural o artificial. La Química Analítica se divide en Cualitativa y Cuantitativa. La primera tiene por objeto el reconocimiento o identificación de los elementos o de los grupos químicos presentes en una muestra. La segunda, la determinación de las cantidades de los mismos y sus posibles relaciones químicas e incluso estructurales. La Química Analítica Cualitativa, por tanto, estudia los medios para poder identificar los componentes de una muestra. La Química Analítica Cuantitativa se subdivide en gravimétrica y en volumétrica. Análisis Químico. Análisis Químico es el conjunto de técnicas operatorias puestas al servicio de la Química Analítica. Reacciones analítica. Todas las propiedades analíticas que se puedan observar por cualquier método tienen su aplicación en el análisis. La reacción Química es la base fundamental de los procesos analíticos. Reacción analítica. Reacción analítica es toda reacción química utilizable en Química Analítica porque origina fenómenos fácilmente observables que se relacionan con la sustancia, elemento o grupo químico que se analiza. Vías.

Página 35 de 112 Página de

Estas reacciones pueden verificarse por vía húmeda que, generalmente, tienen lugar entre iones en disolución y por vía seca que se verifican entre sólidos. Las reacciones analíticas por vía húmeda pueden clasificarse según los cuatro tipos fundamentales que se indican a continuación: •

Reacciones ácido-base. Que implican una transferencia de protones.

•

Reacciones de formación de complejos. En las que se produce una transferencia de iones o moléculas.

•

Reacciones de precipitación. En las que además de haber un intercambio de iones o moléculas tienen lugar la aparición de una fase sólida.

•

Reacciones redox. Que entrañan un intercambio de electrones.

Por otra parte, una reacción analítica correspondiente a alguno de los tipos fundamentales indicados anteriormente puede llevar otra denominación atendiendo a otros aspectos, como velocidad de reacción, mecanismo de la misma, etc. Así, están las reacciones catalizadas, inducidas, sensibilizadas y amplificadas. Otras reciben el nombre del fenómeno químico o físico en el que intervienen o provocan, se llaman reacciones de volatilización aquellas que provocan la evolución de gases o vapores que se desprenden de la fase sólida o acusa que los originan, se llaman reacciones de polimerización a aquellas que originan iones condensados. El análisis cualitativo emplea dos tipos de reacciones: Las por vía seca y las por vía húmeda. Se aplican las primeras a sustancias sólidas y las ultimas a sustancias en solución. Los métodos se agrupan de la siguiente manera: Para comprender las operaciones implicadas en los ensayos de coloración a la llama y los diversos ensayos con la perla de bórax es necesario poseer cierto conocimiento de la llama no luminosa de Bunsen.

Página 36 de 112 Página de

Nombre Instrucciones para el Alumno

Competencias Genéricas a Desarrollar

Manera Didáctica de Lograrlas

Ensayo a la flama

No.

Con el apoyo de tu maestro, conocerás el método del ensaye a la flama, procedimiento que se utiliza para identificar cationes en diferentes muestras. Realiza un mapa mental.

5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos.

Realiza un mapa mental sobre el ensaye a la flama.

ENSAYOS A LA LLAMA Los vapores de ciertos elementos imparten un color característico a la llama. Esta propiedad es usada en la identificación de varios elementos metálicos como sodio, calcio, etc... La coloración en la llama es causada por un cambio en los niveles de energía de algunos electrones de los átomos de los elementos. Para un elemento particular la coloración de la llama es siempre la misma, independientemente de si el elemento se encuentra en estado libre o combinado con otros.

Página 37 de 112 Página de

ELEMENTO

COLOR DE LA LLAMA

INTENSIDAD

(Å)

Verde Claro

Baja

5.150

Rojo - Anaranjado

Media

6.060

Azul verde intenso

Media

5.790 5.850

Amarillo

Media

5.790 5.850

Rojo Claro

Media

6.520 6.940

Violeta - Rosado

Media

4.510

Violeta

Alta

4.044

Rojo - Intenso

Alta

6.710

Amarillo

Muy Alta

5.890 5.896

Azul Gris Claro

Escasa

-----

Rojo

Media

6.620 6.880

ENSAYOS A LA LLAMA EN LAS MEZCLAS En una mezcla cada elemento exhibe a la llama su propia coloración, independientemente de los demás componentes. Por lo tanto, el color a la llama para una mezcla de elementos estará compuesto por todos los colores de sus componentes. Ciertos colores sin embargo, son más intensos y más brillantes, enmascarando a aquellos de menor intensidad. El color amarillo del sodio, por ejemplo, opacará parcialmente a todos los demás. Por esto un ensayo a la llama ordinario no resulta de mucha utilidad en la identificación de las mezclas. En estos casos es recomendable usar filtros de color, o un espectroscopio. Usualmente, la interferencia del sodio, en una mezcla donde los componentes sean sales de sodio y potasio, puede ser eliminada por medio de un vidrio azul de cobalto, el cual absorbe la luz amarilla

Página 38 de 112 Página de

pero transmite la luz violeta del potasio. Por medio de ese filtro es posible detectar la llama violeta del potasio aĂşn en presencia del sodio.

PĂĄgina 39 de 112 PĂĄgina de

Nombre Instrucciones para el Alumno

Competencias Genéricas a Desarrollar

Manera Didáctica de Lograrlas

Pruebas por vía seca y por la vía húmeda

No.

Investiga las pruebas que se realizan por la vía seca y por la vía humedad y realiza un cuadro sinóptico. y al terminar compártelo con otro compañero de grupo. 5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos.

A través de la investigación y el análisis de los temas solicitados.

Página 40 de 112 Página de

Nombre Competencia a Desarrollar

Atributos de la competencia

Instrucciones para el Alumno Instrucciones para el Docente Recursos materiales de apoyo

Competencias Genéricas a Desarrollar

Manera Didáctica de Lograrlas

Identificando de cationes.

No.

Identifica los colores producidos por elementos minerales y ciertas sales al realizar la prueba coloración a la llama. Proporcionar el material de laboratorio y los reactivos a usar. El alumno usara un frasco que actuara como fermentador.

Indicados en el desarrollo de la practica

5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos. (A) y(C). 6. Sustenta una postura personal sobre temas de interés y relevancia general, considerando otros puntos de vista de manera crítica y reflexiva. (A).

Experimenta, Observa y deduce en equipos de trabajo.

Página 41 de 112 Página de

Material 4 vidrios de Reloj 4 asas de Platino 1 Mechero Bunsen

Reactivos

Muestra Problema (cualquier sal) HCl concentrado Procedimiento 1. Deposita una pequeña cantidad de la muestra sobre un vidrio de reloj. 2. humedece la muestra con una pequeña cantidad de ácido Clorhídrico concentrado. 3. Limpia un asa de platino dejándola en la solución de HCl de 3 a 5 minutos. 4. Con la punta del asa toma la muestra e introdúcela en la base de la llama no luminosa de Bunsen. 5. Observa la coloración producida y anota. 6. Compara los resultados con la tabla de la figura anterior e indica el elemento o elementos identificados. 7. Realiza todas las pruebas que tu maestro considere necesarias para lograr la competencia y anota en la tabla de resultados. TABLA DE RESULTADOS Muestra

Color característico

Longitud de onda

Elemento Identificado

Los colores emitidos por el asa ya no se pueden distinguir.

Necesitas limpiarle en cada ocasión que desees tomar de una nueva muestra.

Página 42 de 112 Página de

Nombre Instrucciones para el Alumno

Saberes a adquirir

Ensayo sobre carbón.

No.

Con el apoyo de tu maestro, conocerás el método del ensayo sobre carbón, elaboraras un cuadro sinóptico.

Identificación cationes

Manera Didáctica de Lograrlos

Analizando la información.

ENSAYO SOBRE CARBÓN Se pueden observar diversos fenómenos como por ejemplo: Desprendimiento de agua, gases y vapores: cuando el mineral contiene agua, ésta se condensa en pequeñas gotitas en las paredes del tubo, las cuales, si se introduce una tira de papel tornasol sabremos si se trata de agua neutra o de agua ácida según la coloración que éste presente. También pueden desprenderse gases y vapores de olor y color característicos, incoloros o inodoros: CO2, SO2 y NO2. Cambio de color: ciertos minerales al ser calentados en el tubo cerrado cambian de color permanentemente. Otros lo recuperan en frío, y aunque no es propiedad distintiva, es sin embargo, una ayuda indispensable en su reconocimiento, pues de ordinario muchos minerales son coloreados por impurezas. Decrepitación: muchos minerales al calentarlos en tubo cerrado hacen pequeñas explosiones a causa del paso del agua de interposiciones que contienen en su molécula, al estado de vapor. Produce la suficiente fuerza expansiva para romper los cristales, y los fenómenos se llama decrepitación, tal como ocurre con muchos minerales, por ejemplo, la baritina, la fluorita, etc. Se recomienda pulverizarlos finamente y agregarle unas gotas de agua. Formación de Sublimados: muchos minerales al ser calentados en tubo cerrado, funden total o parcialmente. Se volatizan y los vapores se depositan en las paredes del tubo, formando coloraciones características que reciben el nombre de sublimados, que tienen gran importancia en el reconocimiento de los minerales. En la cavidad de un trozo de carbón se coloca la muestra pura o mezclada con algún fundente (carbón, Na2CO3) y se somete a la acción del dardo de un soplete (encima de un triángulo de porcelana con el mechero Bunsen) que puede ser oxidante y / o reductora. Se produce una llama reductora colocando en el pico del soplete un poco fuera de la llama del mechero se sopla con suavidad para que el cono sea el que actué sobre la sustancia. Página 43 de 112 Página de

Una llama oxidante se obtiene manteniendo el pico del soplete a un tercio dentro de la llama y soplando algo más fuertemente en dirección paralela al borde del pico del mechero; la punta extrema de la llama debe actuar sobre la sustancia.

Nombre Instrucciones para el Alumno Competencias Genéricas a Desarrollar Manera Didáctica de Lograrlas

Repasando el ensayo sobre carbón.

No.

Conocerás el método del ensayo sobre carbón y la utilización del mechero en el ensayo.

5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos.

Elabora un diagrama de flujo del método de ensayo sobre carbón

ENSAYO SOBRE CARBÓN Se emplea para estos ensayos la llama luminosa de bunsen (la entrada completamente cerrada). En la cavidad de un trozo de carbón se coloca la muestra pura o mezclada con algún fundente (carbón, Na2CO3) y se somete a la acción del dardo de un soplete que puede ser oxidante y/o reductora. Se produce una llama reductora colocando en el pico del soplete un poco fuera de la llama del mechero se sopla con suavidad para que el cono sea el que actué sobre la sustancia. Una llama oxidante se obtiene manteniendo el pico del soplete a un tercio dentro de la llama y soplando algo más fuertemente en dirección al el borde pico del mechero; la punta extrema de la llama debe actuar sobre la sustancia. Se puede observar los siguientes fenómenos: a.

Deflagración.- Debido al desprendimiento de oxigeno con facilidad, se produce por la presencia del nitrato, clorato, bromato. perclorato, etc. b. Decrepitación.- Por rotura violenta de cristales que contiene agua de interposición como por ejemplo NaCl, Galena(PbS), baritina. c. Producción de botón, glóbulo metálico o una aureola.- Se evidencia propiedades como fusibilidad, volatilidad, reductibilidad. o Metales que producen botón: Cu: rojo soluble en HNO 3; Ag blanco soluble en HNO 3; Sn: blanco soluble en HCl (10 N); Au: amarillo soluble en agua regia.

Página 44 de 112 Página de

o o

Metales que producen aureolas y botón: Sb: botón quebradizo gris y aureola blanca a azul; Bi: botón quebradizo gris; aureola amarilla anaranjado; Pb: botón maleable gris, tizna el papel y aureola amarilla Metales que producen aureola de óxido: As : blanca muy volátil Zn: amarilla en caliente, blanca en frió; Cd pardo rojiza. Metales que se reducen pero no funden fácilmente, quedan a manera de pajitas o polvo: Pt, Fe, Ni, Co, Pd, Ir, Os.

Página 45 de 112 Página de

Nombre

Instrucciones para el Alumno

Competencias Genéricas a Desarrollar

Manera Didáctica de Lograrlas

Analizando los resultados del ensayo al carbón

No.

Realiza una tabla donde indiques la interpretación de resultados en el ensayo al carbón vegetal. Puedes consultar las páginas Web o el primer libro indicado en la Bibliografía. http://ciencias.unizar.es/circo/images/chemistry.jpg http://html.rincondelvago.com/instrumentos-delaboratorio_ 3.html http://html.rincondelvago.com/acidos-y-bases_2.html 5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos. 6. Sustenta una postura personal sobre temas de interés y relevancia general, considerando otros puntos de vista de manera crítica y reflexiva.

Al elaborar una tabla que indique los resultados de un ensayo sobre carbon.

Ensayos sobre el carbón: Para estos ensayos se utiliza un pedazo de carbón vegetal que sea compacto. Cerca de uno de los extremos se abre una pequeña cavidad con una fresa, donde se coloca el mineral pulverizado que se desea ensayar. El carbón, además de utilizarlo como soporte, obra como reductor, y al combinarse con el oxígeno del aire, facilita las operaciones de reducción de los minerales. Luego, le agregamos una gota de agua con la finalidad de evitar que se disperse el polvo del mineral cuando aplicamos el soplete. Estos ensayos son de gran importancia en la identificación de minerales, utilizando las dos clases de llamas que obtendremos con el soplete de boca: Llama oxidante y llama reductora. Se pueden efectuar: a.) Ensayos sin reactivo: Se utiliza la llama oxidante y se pueden observar fenómenos como: Decrepitación: Sucede igual que en los ensayos de tubo cerrado. Deflagración: Muchos minerales al llevarse a la llama arde súbitamente, por producirse una combustión, a causa del oxígeno que desprenden para combinarse con el carbón incandescente, tal como ocurre con los Nitratos y Clorato. Volatilización: Ciertos minerales al someterlos a la acción de la llama se volatilizan, parcial o totalmente, como ocurre con las sales alcalinas y algunos sulfuros. Olores: Ocurre lo mismo que en el desprendimiento de gases en los ensayos de tubos cerrados. Aureolas: Son manchas o coloraciones que aparecen alrededor de la cavidad del carbón y dependen de la temperatura de volatilización, generalmente baja, y aunque el mercurio se volatiliza a una temperatura muy baja, no se forma aureola, porque no se vuelve a oxidar. b.) Ensayos con reactivo: Se utiliza la llama reductora y el mismo método operatorio como los ensayos sin reactivo, solo que ahora el mineral será mezclado con reactivos fundentes con la finalidad de facilitar la reducción y fusión del mineral. Los fenómenos que se pueden observar son: Página 46 de 112 Página de

Reacción del hépar: Este ensayo se utiliza para el reconocimiento del azufre, sulfuro y sulfato. El mineral finamente pulverizado se mezcla con carbonato de sodio y luego se coloca la cavidad del carbón vegetal y con el soplete se aplica la llama reductora hasta lograr que funda en una masa informe de color pardo, parecida al color del hígado, de donde viene el nombre del hepar. Manchas coloreadas: muchos minerales al tratarlos sobre el carbón, dejan aureolas o residuos, que corresponden a los óxidos minerales no fusibles. Para determinar las manchas coloreadas, se utiliza como reactivo el nitrato de cobalto en una solución al 10%. Botones o glóbulos metálicos: Se obtienen por reducción de los minerales sobre el carbón, utilizando los fundentes, formándose una cavidad del carbón, globulitos o botones metálicos, con determinadas características, pudiendo ser maleables o quebradizos al golpearlos con el martillo sobre un yunque. Residuos: Son los óxidos metálicos infusibles que quedan en la cavidad del carbón vegetal al ser tratados los minerales con los fundentes y en llama reductora. Realiza una tabla donde indiques la interpretación de resultados en el ensayo al carbón vegetal. Puedes consultar las paginas Web o el primer libro indicado en la Bibliografía. http://ciencias.unizar.es/circo/images/chemistry.jpg http://html.rincondelvago.com/instrumentos-delaboratorio_ 3.html http://html.rincondelvago.com/acidos-y-bases_2.html

Página 47 de 112 Página de

Nombre Competencia a Desarrollar

Atributos de la competencia

Instrucciones para el Alumno Instrucciones para el Docente Recursos materiales de apoyo Competencias Genéricas a Desarrollar Manera Didáctica de Lograrlas

Identificando cationes sobre carbón

No.

Indicados en el desarrollo de la practica

5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos.

Experimenta, Observa y deduce en equipos de trabajo.

MATERIAL Y REACTIVOS Bloque de carbón Carbonato de sodio anhidro Mechero de Bunsen Papel tornasol Triangulo de porcelana Muestra problema Guantes Lentes de seguridad Página 48 de 112 Página de

Pinzas para crisol PROCEDIMIENTO Paso 1 1. Coloca una pequeña cantidad de muestra (0.5g aproximadamente) sobre un “bloque” o soporte de carbón, encima de un triángulo de porcelana. 2. Calienta con un mechero hasta que la muestra este en su punto de ignición. 3. Anota cualquier cambio que observes. Paso 2 1. La Muestra se mezcla ahora con el doble de su volumen de carbonato de sodio anhidro. 2. Colócala en la cavidad del trozo de carbón calienta nuevamente Con la llama reductora del mechero. 3. Anota cualquier cambio. Consideraciones: Después de enfriado el producto se le toma la reacción con papel tornasol. ANOTA TUS RESULTADOS

Colocar la llama del mechero debajo del triángulo de porcelana.

Si no cuentas con el soporto de carbón. Lo puedes a ser de madera de tilo, sauce o pino que no debe de ser cavernoso, ni dar demasiada ceniza ni producir chispas. Medidas aproximadas son: 10cm de largo, 3 cm de ancho y 2 cm de espesor. Debes de soplar a la llama por encima de la muestra para que esta actúe sobre la sustancia.

Página 49 de 112 Página de

Nombre Instrucciones para el Alumno

Saberes a adquirir

No.

Ensayo a la perla de Bórax.

Con el apoyo de tu maestro, conocerás el método del ensaye a la perla de borax, que se utiliza para identificar cationes en diferentes muestras. Elaboraras un resumen de la información.

Conceptos de ensayo con perlas de borax

Manera Didáctica de Lograrlos

Revisando, comprendiendo y analizando la información

Ensayos en la perla de Bórax. Al fundir tetraborato sódico cristalino en la llama del mechero Bunsen, se origina una masa vidriosa que fácilmente disuelve los óxidos metálicos, dando la coloración característica de acuerdo con el metal que contiene el óxido o la sal. Esto se utiliza en los ensayos previos para obtener información sobre la presencia de algunos metales en la sustancia analizada. La masa vidriosa se llama perla de bórax y de acuerdo con e elemento presente puede dar las coloraciones indicadas en la siguiente tabla. ELEMENTO Cromo

LLAMA OXIDANTE CALIENTE FRIA Verde esmeralda Verde esmeralda

LLAMA REDUCTORA CALIENTE FRIA Verde Verde

Cobre

Amarillo verdosa

Azul

Incolora

Pardo rojiza

Estaño

Rojo en presencia de Cu

Roja en presencia de Cu

Gris

Cobalto

Amarilla

Azul

Fierro

Amarilla

Amarillento parda hasta rojiza

Verde débil

Manganeso

Violeta

Parda (fuerte conc.)

Incolora

Molibdeno

Amarillo parda

Verde amarillenta

Parda

Verde

Vanadio

Amarilla

Amarillo parda

Verde

Página 50 de 112 Página de

Nombre Instrucciones para el Alumno Competencias Genéricas a Desarrollar Manera Didáctica de Lograrlas

Perla de Bórax

No.

Comprenderás el método del ensaye a la perla de borax, al elaborar un mapa mental del procedimiento que se utiliza para identificar cationes en diferentes muestras.

5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos.

Revisando, comprendiendo y analizando la información al elaborar el mapa mental.

Un alambre de platino similar al empleado en los ensayos a la llama se emplea para los ensayos mediante la perla de bórax. Se dobla en redondo, el extremo libre del alambre de platino para formar un pequeño anillo a través del cual pueda pasar una cerilla común. El anillo se calienta en la llama de Bunsen hasta el rojo y luego se introduce rápidamente en bórax pulverizado. El polvo adherido se mantiene en la parte más caliente de la llama; la sal se hincha al perder su agua de cristalización y luego se contrae dentro del anillo formando una perla vítrea incolora, transparente que se compone de una mezcla de meta borato de sodio y anhídrido bórico Na2B4O7

2NaBO2 + B2O3

La perla se humedece y se toca la sustancia finamente pulverizada de modo que una pequeña cantidad de la misma se adhiere a la perla. Es importante emplear una pequeña cantidad de sustancia, pues, de otro modo la perla se tornara obscura y opaca por el calentamiento subsiguiente. La perla con la sustancia adherida se calienta primero en la llama reductora inferior, se deja enfriar y se observa el color. Después se calienta en la llama oxidante inferior, se deja enfriar y de nuevo se observa el color. Se obtienen colores característicos con sales de cobre, hierro, cromo, manganeso, cobalto y níquel. Después de cada ensayo, se saca la perla del alambre, calentándolo a fusión y después de sacudirla, para eliminar la perla fundida, se sumerge el alambre en un recipiente con agua. La perla de bórax proporciona, también, un método excelente para limpiar el alambre de platino; la perla de bórax se hace correr de un extremo a otro del alambre repetidas veces mediante un calentamiento apropiado y, después, se la saca con una sacudida brusca.

Página 51 de 112 Página de

Pรกgina 52 de 112 Pรกgina de

Nombre Competencia a Desarrollar

Atributos de la competencia

Instrucciones para el Alumno Instrucciones para el Docente Recursos materiales de apoyo Competencias Genéricas a Desarrollar Manera Didáctica de Lograrlas

Aplicando el ensayo a la Perla de bórax

No.

Proporcionar el material de laboratorio y los reactivos a usar. El alumno usara un frasco que actuara como fermentador.

Indicados en el desarrollo de la práctica.

MATERIAL REACTIVOS Asa de Platino Polvo de Bórax Vidrio de Reloj Muestra Problema Mechero Bunsen Procedimiento Calentar el asa en la flama del mechero, tocar con el alambre caliente un poco de polvo de bórax. Calentar el bórax que se ha pegado al alambre hasta que funda. Repetir el proceso hasta que se

Página 53 de 112 Página de

obtenga una perla transparente de varios milímetros de diámetro. Ahora ajustar la entrada de aire del quemador, para obtener una flama con dos conos bien definidos. Observa los colores emitidos y anota tus resultados.

Observaciones Cloruro

Coloración a la llama

Elemento identificado

Si la perla se empieza a oscurecer oa desaparecer es que la quemaste de masiado.

Página 54 de 112 Página de

Por lo que tienes que volver a tomar bórax y calentar con la llama del mechero no muy alta y solo hasta que quede al rojo vivo(punto de ignición). Si no sabes identificar los elementos por que se te confunden los colores emitidos. Has la prueba con sales que tengan solo un mineral (NaCl) para que la puedas identificar posteriormente en una muestra problema. Si no cuentas con bórax como fundente. Puedes utilizar Carbonato de sodio o la sal microcósmica.

Página 55 de 112 Página de

Nombre Instrucciones para el Alumno

Saberes a adquirir

Identificación de aniones con ácido sulfúrico.

No.

Da lectura a la siguiente información y elaborar un Mapa mental

Metodología identificación aniones

para de

Manera Didáctica de Lograrlos

A través del manejo del material y equipo de laboratorio.

El ácido sulfúrico es un reactivo muy útil en los ensayos, y se puede usar concentrado o diluido. Generalmente se ataca primero con ácido sulfúrico diluido y después con ácido concentrado. Muchas sales reaccionan desprendiendo gases característicos, los cuales se identifican por su olor, color o por reacciones especificas propias. En la tabla siguiente se encuentran los datos que facilitan la identificación de las sustancias analizadas. Reconocimiento de las sustancias por calentamiento con ácido sulfúrico. PROCEDENCIA

GAS

COLOR

OLOR

REACCIONES DE

IDENTIFICACIÓN

Carbonatos

CO2

-----------

--------------

Enturbia la solución de Ba(OH)2

Sulfuros

H2S

----------

Huevo

Ennegrece el papel de acetato de

podrido

plomo

Picante

Enturbia la solución de BaCl2

Sulfitos, tiosulfitos

SO2

---------

Decolora la solución de iodo

Página 56 de 112 Página de

Cianuros

(se HCN

recomienda

----------

Almendra

La bencidina en presencia de

amarga

acetato de cobre se colore de azul

Sofocante

Azulea el papel de KI en presencia

analizarlas) Hipocloritos

Cl2

Verde amarillento

PROCEDENCIA DE Sulfocianuro o tiocianato

GAS

SO2 Y COS (oxisulfuro de carbono).

de almidón

OLOR

REACCIONES DE IDENTIFICACIÓN

Incoloro

Sofocante, a azufre quemado. En la solución, precipita azufre.

Arsenito

SO2

Incoloro

Azufre quemado. En la solución precipita azufre.

Ferrocianuro y ferricianuro

Incolora

Inodoro. Puede presentarse alguna efervescencia.

Oxalato, tartrato y materia orgánica.

SO2 y CO2

Incoloro

Se produce efervescencia, y a veces, olor a azufre quemado si se desprende SO2.

Página 57 de 112 Página de

Nombre Instrucciones para el Alumno Competencias Genéricas a Desarrollar Manera Didáctica de Lograrlas

Método de ácido sulfúrico

No.

Con el apoyo de tu maestro, establecerás la manera de preparar los diferentes tipos de sustancias, procedimiento previo de un análisis cualitativo. Elabora un diagrama de flujo del método. 5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos.

Elabora diagramas de flujo a partir de un proceso industrial descrito

Los resultados que se obtienen de la acción del ácido sulfúrico diluido y del ácido sulfúrico concentrado sobre la sustancia además de las conclusiones obtenidas en los ensayos preliminares por vía seca, suministran una abundante información que permiten reconocer la presencia de aniones. Tabla de Referencia (Química analítica cualitativa de Arthur I. Voguel) Observación

Inferencia

1. Se desprende con efervescencia gas CO2 proviene de carbonato incoloro, inodoro y enturbia el agua de cal. 2. Se desprenden vapores nitrosos; color NO2 proviene de nitrito pardo rojizo que tornan en violeta azulado el papel almidón. 3. Se desprende gas verde amarillento, olor Cl2 proviene de hipoclorito. sofocante, enrojecido(muy toxico) 4. Se desprende gas incoloro; arde con llama azul

CO y CO2 proviene de oxalato

Página 58 de 112 Página de

Nombre Competencia a Desarrollar

Atributos de la competencia

Instrucciones para el Alumno Instrucciones para el Docente Recursos materiales de apoyo Competencias Genéricas a Desarrollar Manera Didáctica de Lograrlas

Identificando aniones.

No.

Identifica algunos elementos por las características que presenta al reaccionar con el ácido sulfúrico diluido y concentrado. Proporcionar el material de laboratorio y los reactivos a usar. El alumno usara un frasco que actuara como fermentador.

Indicados en el desarrollo de la practica

5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos.

Experimenta, Observa y deduce en equipos de trabajo.

MATERIAL Y REACTIVOS Tubos de ensaye Ácido Sulfúrico diluido (10 o 20 %) Mechero Bunsen Ácido Sulfúrico concentrado Pinzas para tubo

Página 59 de 112 Página de

Muestra problema: Soya, Te en polvo Lentes de seguridad Guantes para ácido y de asbesto Ensayo 1 Procedimiento: 1. En un tubo de ensayo coloca de 0.5 – 1 g de la muestra problema con ácido sulfúrico diluido y observa si se produce alguna reacción en frió (anota tus observaciones). 2. Calienta suavemente en el mechero, observa lo que sucede y anota. 3. Compara y obtén tus resultados con la tabla de referencia. Ensayo 2 Procedimiento: 1. Coloca en un tubo de ensayo de 2-3 ml de ácido sulfúrico concentrado 2. Calienta suavemente, cuidando que la boca del tubo no esté dirigida hacia ninguno de tus compañeros. 3. Compara y obtén tus resultados con la tabla de referencia.

Utilizar cantidades grandes de muestras en el análisis.

Se deben emplear muy pequeñas cantidades de muestra (0.1g) pues al calentar con el acido concentrado puede producirse una explosión Si ya reacciono en el ensayo, debes tener cuidado por que puede producirse una reacción violenta con desprendimiento rápido de gas que puede estar acompañada por salpicaduras de ácido.

Separar e Identificar cationes y Aniones utilizando la Marcha analítica.

2 Página 60 de 112 Página de

1. Conociendo las reacciones químicas 2. Balanceo de ecuaciones por los métodos de tanteo y Redox 3. Marcha analítica de cationes y aniones

1. Colocando símbolos a las ecuaciones 2. Números de oxidación 3. Marcha analítica de cationes y aniones

1. Clasificando reacciones 2. Balanceo de ecuaciones por el método de tanteo y Redox 3. El diagrama de la marcha analítica de cationes y aniones

1. Reacciones químicas 2. Identificando Ag, Pb y Hg utilizando la marcha analítica 3. Identificando aniones y cationes.

Página 61 de 112 Página de

1. Identificando cationes y aniones de una muestra problema

Pรกgina 62 de 112 Pรกgina de

¡¡¡HOLA!! ¿Si te preguntáramos que ocurre después de un rato de haber partido una manzana? o ¿qué le pasa al aguacate después de quitar su cáscara? o ¿ A una puerta de hierro cuando esta en contacto con el aire? o ¿cómo se produce aspirina? o ¿Qué ocurre cuando respiramos? Algunas de estas respuestas son fáciles de contestar, sin embargo muchas otras no. Pero has de saber que todas estas son cambios químicos o reacciones químicas, Indispensables para generar productos que beneficien y faciliten nuestra vida diaria. En la identificación de sustancias se llevan a cabo algunas reacciones químicas por lo que necesitas recordar y utilizar lo que aprendiste en tu curso de química II acerca de las reacciones. ¡Pero no te preocupes! por que juntos haremos ese recorrido ya que esta nueva competencia es sobre reacciones. Donde realizaras balances por tanteo y redox, además de clasificarás cada balance, esto nos permitirán entender mejor la marcha analítica de cationes y aniones. Estas habilidades las desarrollarás mediante ejemplos, ejercicios y practicas, lo cual te permitirá lograr la competencia: utilizar las reacciones químicas para la identificación de sustancias, la cual te permitirá integrarte al ámbito laboral si tu así lo deseas.

¡¡¡ ¡ ¡ ÁNIMO!!!!!

Página 63 de 112 Página de

ATRIBUTOS DE LA COMPETENCIA

RESULTADO DE APRENDIZAJE

 Identificar los tipos de reacciones Químicas presentes en las pruebas confirmatorias.  Utilizar la Marcha analítica para la separación de los cationes y aniones presentes en una muestra problema. Realiza los ensayos preliminares y confirmatorios en la identificación de sustancias por medio de pruebas preliminares y el desarrollo de marcha analítica para la identificación de cationes. Sigue instrucciones y comprende cada uno de los pasos, participa de manera responsable en equipos de trabajo proponiendo alternativas de solución en los problemas que se le presenten. Lo que le permite ubicarse en cualquier departamento de control de calidad de la industria química, laboratorio de análisis fisicoquímico y de investigación.

Página 64 de 112 Página de

Pรกgina 65 de 112 Pรกgina de

Nombre

Conociendo las Reacciones químicas

Instrucciones para el Alumno

Dar lectura a la información siguiente. Elaborar un mapa conceptual

Saberes a adquirir

Nomenclatura química Tipos de reacciones Simbología química Concentración de soluciones

Manera Didáctica de Lograrlos

No.

Mapa conceptual

Reacciones analíticas. Todas las propiedades analíticas que se puedan observar por cualquier método tienen su aplicación en el análisis. La reacción Química es la base fundamental de los procesos analíticos. Reacción analítica. Reacción analítica es toda reacción química utilizable en Química Analítica porque origina fenómenos fácilmente observables que se relacionan con la sustancia, elemento o grupo químico que se analiza. Vías. Estas reacciones pueden verificarse por vía húmeda que, generalmente, tienen lugar entre iones en disolución y por vía seca que se verifican entre sólidos. Las reacciones analíticas por vía húmeda pueden clasificarse según los cuatro tipos fundamentales que se indican a continuación: • •

Reacciones ácido-base. Que implican una transferencia de protones. Reacciones de formación de complejos. En las que se produce una transferencia de iones o moléculas.

•

Reacciones de precipitación. En las que además de haber un intercambio de iones o moléculas tienen lugar la aparición de una fase sólida.

•

Reacciones redox. Que entrañan un intercambio de electrones.

Página 66 de 112 Página de

Por otra parte, una reacción analítica correspondiente a alguno de los tipos fundamentales indicados anteriormente puede llevar otra denominación atendiendo a otros aspectos, como velocidad de reacción, mecanismo de la misma, etc. Así, están las reacciones catalizadas, inducidas, sensibilizadas y amplificadas. Otras reciben el nombre del fenómeno químico o físico en el que intervienen o provocan, se llaman reacciones de volatilización aquellas que provocan la evolución de gases o vapores que se desprenden de la fase sólida o acusa que los originan, se llaman reacciones de polimerización a aquellas que originan iones condensados. Expresión de las reacciones analíticas. Al expresar, mediante formulación química, lo que ocurre en una reacción analítica se procura que la ecuación se corresponda con lo que ha acontecido en el fenómeno. Los productos poco disociados se escribirán en forma molecular, como así mismo las reacciones que tienen lugar entre sólidos. Por ejemplo, la sal de Bario en una disolución que contenga el ion SO 4=, se nos forma un precipitado: SO4Ba. Ba2+(ac) + SO42-(ac)

BaSO4(s)

CO3Ba + SO4H2

SO4Ba + CO3H2

Se escribe: BaCO3 + SO42- + 2 H+ H2CO3

BaSO4 + CO2 + H2O

CO2 + H2O

Reactivos. Reactivo analítico. El procedimiento general para la identificación de una sustancia por el método clásico de análisis consiste en provocar en la misma un cambio en sus propiedades que sea fácilmente observable y que corresponda con la constitución de dicha sustancia. El agente que suscita el cambio se llama reactivo, porque generalmente, reacciona químicamente con el producto que se quiere reconocer. Reactivos químicos. Los reactivos químicos se clasifican en generales y especiales. Los reactivos generales son comunes a un número grande de especies y se utilizan habitualmente para separaciones en grupos iónicos como acontece en las denominadas Marchas Analíticas. Los reactivos especiales actúan sobre muy pocas especies químicas y se emplean para ensayos de identificación o reconocimiento. Los reactivos especiales pueden ser: selectivos o específicos, según que actúe sobre un grupo pequeño de especies o bien sobre una sola. Los reactivos específicos son muy escasos, pero un reactivo que tenga una selectividad definida puede hacerse específico variando convenientemente las condiciones del ensayo. Los reactivos generales son casi todos inorgánicos. Los reactivos especiales son, generalmente, de naturaleza orgánica.

Página 67 de 112 Página de

Además de estos dos tipos de reactivos existen otros que se usan esporádicamente y que podemos englobar en la denominación común de reactivos auxiliares. Tales son aquellos que se emplean en procesos de enmascaramiento de iones, ajuste de pH, disolventes orgánicos, indicadores de pH, etc. Preparación y cuidado de disoluciones de reactivos. La preparación de reactivos para ser utilizados por vía húmeda ha de ser una operación escrupulosa. Muchos errores del análisis se deben a una deficiente preparación de los mismos. Hay que tener rigor en la preparación y cuidado de disoluciones. Cuando un reactivo analítico tenga impurezas se debe reflejar su porcentaje de impureza y la fecha de preparación por la posibilidad de que pierda propiedades. Debe partirse de productos de calidad de “reactivo para análisis”. Aquellos reactivos que se descomponen o alteran con el tiempo, deben ser vigilados y comprobados antes de su uso, es conveniente poner en la etiqueta la fecha de su preparación. Los reactivos generales se conservan en frascos cuentagotas de 50 ml; los especiales, en frascos cuentagotas de 10 ó 15 ml. Son preferibles los frascos, pipeta al cuentagotas corriente. Aquellos reactivos que se alteren por la luz se guardarán en frascos de topacio. Los frascos conteniendo reactivos alcalinos concentrados no deben tener tapón de vidrio por la facilidad que se sueldan estos frascos. Expresión de la concentración de los reactivos. La concentración de las disoluciones de los reactivos puede expresarse en tanto por ciento, en Molaridad y en Normalidad. Excepcionalmente se emplean los conceptos de Molalidad, o de Formalidad, y para las disoluciones de Peróxido de Hidróxido, volúmenes de oxígeno contenidos en un litro de disolución. Una disolución al X por ciento indica que en 100 ml de la disolución hay disueltos X gr del reactivo. Una disolución molar es la que tiene disueltos un mol de la sustancia en un litro de la disolución: M=

mol Litro solución

Página 68 de 112 Página de

Nombre Instrucciones para el Alumno Competencias Genéricas a Desarrollar Manera Didáctica de Lograrlas

Colocando símbolos a las ecuaciones

No.

Analiza el siguiente ejemplo e interpretar la información. Elabora un cuadro sinóptico. 5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos.

Cuadro sinóptico

¿Qué le ocurre a una puerta de hierro (Fe) después de algún tiempo de estar al intemperie y al contacto con el agua? Veamos lo que pasa. El metal al estar en contacto con el aire, se dice que se oxida, esto significa que reacciona con el oxígeno produciendo un oxido llamado oxido férrico. En química esto es una reacción y se representa de la siguiente forma:

La cual se conoce como ecuación química analicemos la información que nos puede proporcionar. 1. Dar una simple descripción de la reacción y las proporciones de las sustancias presentes. 2. Pueden dar las relaciones en peso de las sustancias presentes. 3. Pueden indicar el estado físico de las sustancias.

Página 69 de 112 Página de

4. Pueden describir características especiales de una reacción. Las reacciones exotérmicas desprenden calor y las endotérmicas absorben calor. Símbolos utilizados en las ecuaciones químicas

(s) só lido (g) gaseoso (l ) liquido (ac) acuoso

Nombre Instrucciones para el Alumno

Competencias Genéricas a Desarrollar

Manera Didáctica de Lograrlas

H2SO4 + BaCl2 CaCO3 2HCl + Zn N2 + 3H2 BaSO4

Se aplica calor. Reacció n reversible Reacció n irreversible

CLASIFICANDO REACCIONES Clasifica en base a tu investigación las siguientes ecuaciones Realiza el ejercicio identificando los tipos de reacciones: descomposición, desplazamiento simple y desplazamiento doble.

No.

Síntesis,

5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos. 8 .Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos.

A través del EJERCICIO elaborado

BaSO4 + 2HCl ____________________________ CaO + CO2 __________________________________________ ZnCl2 + H2 ___________________________________________ 2NH3 _____________________________ Ba + SO4 _____________________________

Página 70 de 112 Página de

Nombre Competencia a Desarrollar Atributos de la competencia

Instrucciones para el Alumno Instrucciones para el Docente Recursos materiales de apoyo Competencias Genéricas a Desarrollar Manera Didáctica de Lograrlas

No.

Reacciones química.

Separar e Identificar cationes y Aniones utilizando la Marcha analítica.  Identificar los tipos de reacciones Químicas presentes en las pruebas confirmatorias.  Utilizar la Marcha analítica para la separación de los cationes y aniones presentes en una muestra problema

Realiza los siguientes experimentos que te permitirán clasificar y entender mejor los tipos de reacciones químicas.

Proporcionar el material de laboratorio y los reactivos a usar. El alumno usara un frasco que actuara como fermentador.

Indicados en el desarrollo de la práctica.

TIPOS DE REACCIONES OBJETIVO: El alumno reconocerá los diferentes tipos de reacciones que existen. FUNDAMENTO: Una ecuación química es la representación gráfica de una reacción, la reacción química no indica un cambio químico o sea un cambio en la materia. En las ecuaciones químicas los reactivos se escriben, por convención a la izquierda y los productos a la derecha después de una flecha que significa produce. REACTIVOS

PRODUCTOS

INVESTIGAR LOS DIFERENTES TIPOS DE REACCIÓN: A.- COMBINACIÓN O ADICIÓN B.- DESCOMPOSICIÓN C.- SIMPLE DESPLAZAMIENTO O SIMPLE SUSTITUCIÓN D.- DOBLE DESPLAZAMIENTO O DOBLE SUSTITUCIÓN

Página 71 de 112 Página de

MATERIAL 3 Tubos de ensaye de 16 x 150 mm 1 Gradilla 1 Mechero Bunsen 1 Agitador 1 Pinzad para tubo de ensaye 1 Soporte Universal 1 Matraz Erlenmeyer REACTIVOS Ácido clorhídrico 6M Nitrato de plata Mercurio Yodo Zinc Agua de Bromo Oxido mercúrico Yoduro de potasio Hidróxido de amonio Alcohol etílico Tetracloruro de Carbono METODOLOGÍA: 1.- En un tubo de ensaye colocar 2 mL de HCl 6M y agregar 5 gotas de AgNO 3, observe y : Anote lo que sucede________________________________________________ Anote la ecuación __________________________________________________ A qué tipo de reacción pertenece_______________________________________ Realice el diagrama de flujo. 2.- Tome 1 mL de KI, colóquelo en un tubo de ensaye, agregue cuidadosamente 10 gotas de agua de bromo reciente (campana de extracción), luego adicione 2 mL de CCl 4 y deje reposar, observe y: Anote lo cambios que suceden_______________________________________ Escriba la ecuación________________________________________________ A que tipo de reacción pertenece._____________________________________ Realice el diagrama de flujo

3.- En un soporte universal ponga unas pinzas para bureta, en ellas colocar un tubo de ensaye y adicionarle HgO, calentar, observe con cuidado lo que sucede. Introduzca en el tubo cerca de la sustancia una pajuela con un poco de ignición. Observe y : ¿Qué ocurrió con el HgO?___________________________________________________ ¿Qué ocurrió con la pajuelita?________________________________________________ Escriba la ecuación________________________________________________________ ¿A qué tipo de reacción pertenece?___________________________________________ Página 72 de 112 Página de

Realice el diagrama de flujo 4.-Colocar en un tubo generar de gases una granallas de Zn, adicionar 2 mL de HCl 6M, después poner el tubo de desprendimiento, recibir un tubo de ensaye por desplazamiento de agua el gas desprendido. Tomar minuciosamente el tubo con el gas e introducir CUIDADOSAMENTE una flama, habrá una pequeña explosión, después observar las paredes del tubo. Observe y: ¿Qué gas se genera?______________________________________________________ Escriba la ecuación________________________________________________________ ¿A qué tipo de reacción pertenece?____________________________________________ Dibuje el diagrama de flujo

5.- En un tubo de ensaye coloque 2 mL de NH 4OH y agregue 2 mL de NaOH concentrado, para que al calentar se elimine el amoniaco gaseoso. Cuando comience a calentar coloque un agitador con una gota de HCl suspendida en uno de sus extremos en la boca del tubo de ensaye. Observe y: ¿Qué sucede al ponerse en contacto la gota de ácido con los vapores de amoniaco? _________________________________________________________________________ ¿Hubo Combinación?_______________________________________________________ Escriba la ecuación_________________________________________________________ ¿Qué tipo de reacción se verificó?______________________________________________ Dibuje el diagrama de flujo Diga a que tipo de reacciones pertenecen las siguientes ecuaciones: H2SO4 + BaCl2 BaSO4 + 2HCl _________________________________________ CaCO3 + CALOR CaO + CO2 ______________________________________________________________ 2HCl + Zn ZnCl2 + H2 ______________________________________________________________ Escriba un ejemplo del tipo de ración que falta :

Página 73 de 112 Página de

Nombre Instrucciones para el Alumno

Saberes a adquirir

Balanceo de ecuaciones por el método de tanteo y Redox.

No.

Dar lectura a la siguiente información. En parejas elaborar un resumen.

Métodos de balanceo de ecuaciones químicas

Manera Didáctica de Lograrlos

Elaborando el RESUMEN

BALANCEO DE ECUACIONES QUIMICAS Cuando la reacción química se expresa como ecuación, además de escribir correctamente todas las fórmulas que intervienen. Se debe igualar el número de átomos en los reactivos y en los productos, colocando un coeficiente a la izquierda de los reactivos o de los productos. El balanceo de ecuaciones busca igualar el de átomos en ambos lados de la ecuación, para mantener la Ley de Lavoisiere. Por ejemplo en la siguiente reacción (síntesis de agua), el número de átomos de oxígenos de reactivos, es mayor al de productos. H2 + O 2 H2O Átomos reactivos átomos productos 2H2 2O1

El oxígeno no esta balanceado

Para igualar los átomos en ambos lados es necesario colocar coeficientes y de esta forma queda una ecuación balanceada. Coeficiente (moléculas) subíndice(átomos) 2 H2 + O2

2 H2O

Nota: Para calcular el número de átomos, el coeficiente multiplica a los subíndices y cuando el coeficiente es igual a 1 "se omite" por lo que el número de átomos es igual al subíndice. No puedes poner o quitar subíndices. Los métodos más comunes para balancear una ecuación son : Tanteo, Algebraico y Redox . ===== Métodos ===== Tanteo Consiste en dar coeficientes al azar hasta igualar todas las especies. Ejemplo : CaF2 + H2SO4 CaSO4 + HF Ecuación no balanceada

Página 74 de 112 Página de

El número de F y de H esta desbalanceado, por lo que se asignará (al azar) un coeficiente en la especie del flúor de la derecha. CaF2 + H2SO4

CaSO4 + 2 HF Ecuación balanceada

Ejemplo: K + H2O

Ecuación no balanceada

KOH + H2

El número de H esta desbalanceado, por lo que se asignará (al azar) un coeficiente en la especie del hidrógeno de la izquierda. K + 2 H2O

KOH + H2

Ecuación no balanceada

Quedarían 4 H en reactivos y 3 en productos, además la cantidad de oxígenos quedó desbalanceada, por lo que ahora se ajustará el hidrógeno y el oxígeno. 2 KOH + H2 Ecuación no balanceada

K + 2 H2O

El número de K es de 1 en reactivos y 2 en productos, por lo que el balanceo se termina ajustando el número de potasios. 2 K + 2 H2

2 KOH + H2

Ecuación balanceada

Redox Se conoce como estado elemental la forma en que se encuentra un elemento en estado puro (sin combinarse con otro elemento), puede ser atómico como el metal (Al), biatómico como los gases o halógenos (O2) y poli atómicos (S6). Como los elementos puros no están combinados se dicen que no tienen valencia, por lo que se creó el concepto "número de oxidación”, que para los átomos de los elementos tiene el valor de cero (0). Es decir cuando se trata de una reacción de Redox, el número de oxidación de los átomos de los compuestos equivale a su valencia, mientras que los átomos de los elementos tienen número de oxidación cero, por ejemplo: Na + H2O Na0 + H2 O +1

-2

NaOH + H2 Na H O + H2 +1

-2

Reacción Redox Se conoce como reacción REDOX aquella donde los números de oxidación de algunos átomos cambian al pasar de reactivos a productos. Redox proviene de las palabras EDucción y OXidación. Esta reacción se caracteriza porque siempre hay una especie que se oxida y otra que se reduce. Oxidación. Es la pérdida de electrones que hace que los números de oxidación se incrementen. Reducción. Ganancia de electrones que da lugar a que los números de oxidación se disminuyan. Para la reacción anterior: Na Na Oxidación H H Reducción 0

Página 75 de 112 Página de

Para expresar ambos procesos, se utilizan Semirreacciones donde se escriben las especies cambiantes y sobre las flechas se indica el número de electrones ganados y /o perdidos. BALANCEO REDOX Las reglas para el balanceo redox (para aplicar este método, usaremos como ejemplo la siguiente reacción) son: K2Cr2O7 + H2O + S SO2 + KOH + Cr2O3 1. Escribir los números de oxidación de todas las especies y observar cuáles son las que cambian. K2 Cr2 O7 + H2 O + S +1

-2

S O2 + K O H + Cr2 O3 +4

-2

2. Escribir las semirreacciones de oxidación y de reducción, cuando una de las especies cambiantes tiene subíndices se escribe con él en la semirreacción (por ejemplo el Cr 2 en ambos lados de la reacción) y si es necesario, balancear los átomos (en este caso hay dos átomos de cromo y uno de azufre en ambos lados "se encuentran ajustados", en caso de no ser así se colocan coeficientes para balancear las hemirreacciones) y finalmente indicar el número de electrones ganados o perdidos (el cromo de +6 a +3 gana 3 electrones y al ser dos cromos ganan 6 electrones y el azufre que pasa de 0 a +4 pierde 4 electrones). +6 e Cr2 paso Cr2 Reducción - 4e S paso S Oxidación 3. Igualar el número de electrones ganados al número de electrones perdidos. Para lograrlo se necesita multiplicar cada una de las hemirreacciones por el número de electrones ganados o perdidos de la semirreacción contraria (o por su mínimo común denominador). +6 e 2 [ Cr paso Cr ] - 4e 3 [ S paso S ] +12 e 2 Cr paso 2Cr - 12e 3 S paso 3 S +6

4. Hacer una sumatoria de las hemirreacciones para obtener los coeficientes, y posteriormente, colocarlos en las especies correspondientes. 3 S + 2Cr 2 = 3 S + 2Cr 2K2Cr2O7 + H2O + 3S 3SO2 + KOH + 2Cr2O3 0

5. Terminar de balancear por tanteo. 2K2Cr2O7 + 2H2O + 3S

3SO2 + 4KOH + 2Cr2O3 Ecuación Balanceada

Página 76 de 112 Página de

Nombre

Individualmente en las siguientes reacciones coloca el numer5o de oxidación para cada compuesto.

Instrucciones para el Alumno

5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones de a problemas a partir de métodos establecidos.

Competencias Genéricas a Desarrollar Manera Didáctica de Lograrlas

EJERCICIO

1. Zn + HNO3 2. Cu

Zn(NO3)2

HNO3

3. HNO3

4. KMnO4 5. CdS

No.

Números de oxidación

+ +

Cu(NO3)2

HIO3 H2SO4

HNO3

NH4NO3 + NO2

NO +

H2S

+ +

H20

H20 K2SO4

Cd(NO3)2

+ +

MnSO4

H2O +

H2O + S

Página 77 de 112 Página de

Nombre Instrucciones para el Alumno

Competencias Genéricas a Desarrollar

Balanceo de ecuaciones por tanteo y Redox.

No.

Tienes que Balancear las ecuaciones siguientes por el método del Tanteo y de Redox. 5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos. 8 .Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos.

Manera Didáctica de Lograrlas

Balancea las siguientes ecuaciones por el método de tanteo y por el de Redox

1. Fe + 02

Fe2 O3

2. K2 CrO4 + Pb(NO3)2 3. Mg + O2 4. NH3 + H2O

KNO3 + PbCrO4

Mg O NH4 + OH

Página 78 de 112 Página de

Nombre Instrucciones para el Alumno

Saberes a adquirir

Marcha analítica de cationes y de aniones.

No.

Analiza la siguiente información y contesta el cuestionario siguiente

Información teórica sobre la marcha analítica para cationes y aniones

Manera Didáctica de Lograrlos

CUESTIONARIO

INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS CUALITATIVO DE CATIONES El análisis cualitativo de cationes se basa en que es posible separar en grupos a los cationes existentes en una muestra líquida (mediante la adición de determinados reactivos denominados de grupo) y, posteriormente, identificar los cationes de cada grupo con la ayuda de reactivos específicos. Te presentamos un esquema cualitativo para el análisis de cationes que ha tenido una amplia aceptación (frecuentemente se hace referencia a él como el esquema clásico de análisis cualitativo de cationes). En este esquema los cationes se dividen en cinco grupos. (los 4 que aparecen como precipitados en la figura y el que queda en la disolución final). El diagrama muestra de manera general los pasos a seguir para realizar la marcha analítica de cationes y de aniones.

Página 79 de 112 Página de

Nombre Instrucciones para el Alumno Competencias Genéricas a Desarrollar Manera Didáctica de Lograrlas

Marcha analítica de cationes y aniones.

No.

Dar lectura a la siguiente información En forma individual elaborar un resumen Investiga la marcha para aniones. 5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos.

RESUMEN

Marchas Analíticas 1. Fundamento de la Marcha Analíticaλ La marcha analítica es un proceso técnico y sistemático de identificación de iones inorgánicos en una disolución mediante la formación de complejos o sales de color único y característico.λ Una secuencia de reactivos es más o menos selectivo si se produce con más o menos problemas. Un reactivo es específico (más selectivo) cuando reacciona con muy pocos cationes y aniones. Se van a llamar reactivos generales (menos específicos) cuando reaccionan con muchos cationes y aniones. 2. Se van a llamar reactivos generales (menos específicos) cuando reaccionan con muchos cationes y aniones. Se puede cambiar la selectividad de un reactivo por tres diferentes métodos:λ - Por variación del pH: Ej. el H2S es un reactivo general que a pH neutro o básico origina precipitados con casi todos los cationes del Sistema Periódico; sin embargo, a pH ácido se produce un efecto ión común, disminuye la concentración del anión S2- y sólo precipitan a pH ácido los sulfuros más insolubles, que son los sulfuros de los denominados Grupos I y II de la marcha analítica.λ - Por cambio del estado de oxidación: Ej. el catión Ni2+ origina un compuesto coloreado de color rosado con dimetilglioxima, pero si tenemos en el medio Fe2+ con dimetilglioxima genera un color rosado rojizo; sin embargo, si añadimos H 2O2 el Fe2+ pasa a Fe3+, el cual no reacciona con la dimetilglioxima y podemos detectar el níquel.λ - Enmascaramiento de cationes: Ej. el Cu2+ y Cd2+ son dos cationes muy semejantes; sin embargo, se pueden identificar. Si añadimos H2S precipitan CuS (negro) y CdS (amarillo). Al problema que contiene se le añade KCN, formando Cu(CN)42- y Cd(CN)42-, ambos incoloros. Si añadimos H2S entonces el Cu(CN)42- no reacciona, ya que es muy estable; sin embargo, el Cd(CN)42- es menos estable, reacciona con el H2S y origina CdS (amarillo). 3. Marcha analítica de los cationes más comunesλ Grupo Iλ Se toma la muestra problema y se añade HCl 2N. Con este reactivo precipitan los cationes del Grupo I: AgCl, PbCl2 y Hg2Cl2. Sobre el mismo embudo se añade agua de ebullición, quedando en el papel de filtro el AgCl y el Hg2Cl2; el Pb2+ se puede identificar añadiendo KI, que origina un precipitado de PbI2 que se disuelve en caliente, que sirve para identificarlo mediante la llamada lluvia de oro.λ Sobre el mismo papel de filtro se añade NH3 2N. En el papel de filtro si existe Hg22+ y se forma una

Página 80 de 112 Página de

mancha blanca, gris o negro, que es una mezcla de HgClNH2 y Hg0. En la disolución se forman Ag(NH3)2+, que se puede identificar con KI dando un precipitado de AgI amarillo claro. 4. λ Grupo IIIλ A la disolución que contiene los cationes del Grupo III y siguientes le añadimos NH3 y NH4Cl, precipitando los cationes del Grupo IIIA: Fe(OH)3 (rojo), Al(OH)3 (blanco), Cr(OH)3 (verde), pero no precipitan los del Grupo III y siguientes.λ Para identificar los cationes del Grupo IIIA se añade NaOH y H2O2, de tal forma que el Fe(OH)3 no se disuelve, pero el resto dan AlO2-, CrO2- (aunque con el H2O2 da CrO42-). Para reconocer el hierro se disuelve ese precipitado en HCl y se divide en dos posiciones: a una de ellas se le añade KSCN (si existe hierro se origina un precipitado de color rojo escarlata intenso), y al la otra porción se le añade K4(CN6)Fe (si existe hierro se forma un precipitado de color azul oscuro azul de prusia). A la disolución que contiene el aluminio y el cromo añadimos HCl hasta pH neutro; a continuación se le añade NH3 y precipita Al(OH)3; para poder verse esta disolución se le echa rojo Congo, añadimos HCl, el rojo Congo pasa a color azul, añadimos NH3, el rojo Congo azul vuelve a ser rojo y el Al(OH)3 se vuelve rojo.λ Sobre la disolución echamos H2S y NH3, quedando precipitados los cationes del grupo IIIB: MnS (rosa), CoS (negro), NiS (negro) y ZnS (blanco), quedando aparte los de los Grupos IV y V. Sobre los precipitados echamos HCl, quedando por un lado Mn2+ y Zn2+, y por otro NiS y CoS. En el primer tubo con NaOH y H2O2 da ZnO22- y un precipitado marrón de MnO2. Para reconocer el zinc se trata con H2S dando un precipitado blanco de ZnS; también se puede echar Montequi A y Montequi B dando un precipitado de color violeta. En el segundo tubo echamos agua regia, dando Ni2+ y Co2+. A una de las porciones se neutraliza con NH3 y se sigue agregando hasta pH básico y después echamos dimetilglioxima; si existe Ni2+ se forma un precipitado rosa. Para el Co2+ primero se neutraliza con NH3, se tampona con ácido acético y acetato de sodio junto con KSCN; si agregamos acetona la fase acetónica toma un color azul. 5. λ Grupo IVλ Sobre las disoluciones de los Grupos IV y V añadimos (NH4)2CO3, precipitando los cationes del Grupo IV: CaCO3 (blanco), BaCO3 (blanco), SrCO3 (blanco), pero si no lo hemos eliminado anteriormente tendríamos también PbCO3. Disolvemos esos precipitados en ácido acético y añadimos HCl 2N; si existe plomo precipita PbCl2, y disueltos Ca2+, Ba2+ y Sr2+. Sobre la disolución añadimos KCrO4; si existe bario se obtiene un precipitado amarillo de BaCrO4, y disueltos Ca2+ y Sr2+. Sobre la disolución añadimos (NH4)2CO3, precipitando los dos carbonatos: CaCo3 y SrCO3, calentamos hasta sequedad, le añadimos un poco de H2O y acetona y después (NH4)2CrO4, quedando un precipitado de SrCrO4 y disuelto el calcio, pero si le añadimos Na2C2O4 precipita CaC2O4. 6. λ Grupo V Los cationes que no precipitan con nada anterior forman el Grupo V: NH4+, K+, Mg2+ y Na+. La mayor parte de los ensayos se hacen al principio del análisis:λ - Para el NH4+ se calienta y, si se desprende amoníaco entonces existe este catión. También se puede agregar el reactivo de Nesster y, si existe amonio da un precipitado de color amarillo.λ - Para el K: la mejor forma de reconocerlo es a la llama, la que da una coloración violeta. También se puede agregar cobaltonitrito sódico; en medio débilmente ácido si existe K+ da un precipitado amarillo.λ - Para el Mg2+ se puede hacer al final del análisis. Se añade NaOH y magnesón. Si existe Mg2+ con magnesio da un precipitado de color azul.λ - El Na+ se puede identificar porque al añadir amarillo titanio da un color rojo. Si existe Na + con reactivo de Kalthoff da un precipitado amarillo. También se puede hacer porque si se acerca una llama esta es de color amarilla intensa y es duradera. Marcha Analítica de Cationes GRUPO I (Ag+ Hg2+2 Pb+2) Fundamentos Teóricos: En la marcha analítica sistemática se clasifican grupos de cationes por su selectividad frente a reactivos generales que logran agrupar ciertos cationes separándolos de los demás que no precipitan con el reactivo usado. Después de precipitar el grupo, se hace una separación de lo mismos para identificar por sus reacciones específicas.

Página 81 de 112 Página de

En el análisis cualitativo es necesario tener conocimiento de las solubilidades de las distintas sales, ya que eso permitirá lograr una separación de las distintas especies; además es importante saber interpretar las precipitaciones selectivas, así como los efectos que juegan en la precipitación el pH, la formación de complejos, la concentración, etc. El HCl diluido es el reactivo general para la precipitación de los cationes del grupo I, cuyos precipitados son: AgCl precipitado blanco PbCl2 Precipitado blanco Hg2Cl2 Precipitado blanco Es decir que los cationes del grupo I forman cloruros insolubles, sin embargo el PbCl2 es ligeramente soluble en agua y por lo tanto el plomo no es precipitado completamente cuando se agrega HCl a la muestra. El resto de los iones plomo son precipitados cuantitativamente por el H2S en medio ácido junto con los cationes del grupo II. 3.-Materiales: Tubos de ensayo, Gradillas, Pipetas, Varillas, Pizetas, Papel pH, Papel filtro, Cepillos. Reactivos: AgNO3(0.1F), Pb(CH3COO)2 (0.1 F), Hg2(NO3)2 (0.1F), HCL, Nh3(c), IK 0,1F, HNO3(c), K2CrO4. 4.-Desarrollo de la Experiencia: En un tubo de ensayo tomar 5 ml de la muestra que se sospecha contienes los cationes del grupo I. Agregar HCl diluido hasta que se forme el precipitado. El pp. Puede contener PbCl2, AgCl y Hg2Cl2 (todos blancos). Lavar el pp. Sobre papel filtro primero con 2 ml de HCl diluido y luego 2 o 3 con porciones de 2 ml de agua fría y descartar los lavados. Transferir los pp. A un tubo y hierva con 5 o 10 ml de agua. Filtrar en caliente. Residuo: Investigar Hg2Cl2 Y AgCl. Lavar el pp. Varias veces con agua caliente hasta que los lavados no den pp. Con K2CrO4 esto asegura la presencia de Pb. Verter 3 a 4 ml de solución de NH3(c) sobre el pp. ; agitar filtrar y recoger el filtrado. Filtrado: Contiene Ag (NH3) dividir en dos: 1 Acidificarlo con HNO3 (c), pp. Blanco de AgCl. 2 Agregar unas gotas de IK 0,1F pp. Amarillo pálido de AgI Ag+ presente. Residuo: Consiste en Hg (NH2) Cl-Hg color negro. Hg+2 presente. Filtrado: Investigar PbCl2, dividir el filtrado en tres partes 1Agregar solución de K2CrO4 5% pp. Amarillo de PbCrO4 insoluble en ácido acético (d) 2Agregar solución de IK 0,1F pp. Amarillo de PbI2 soluble en agua hirviente para dar una solución incolora de la cual se obtiene cristales amarillo brillante cuando se deja enfriar. 3Agregar H2SO4 6F pp. Blanco de PbSO4 soluble en solución de acetato de amonio Pb++ presente.

Página 82 de 112 Página de

Nombre Instrucciones para el Alumno

Competencias Genéricas a Desarrollar

Manera Didáctica de Lograrlas

Diagrama de la marcha analítica de cationes y de aniones.

No.

En equipos de cuatro, elabora un diagrama de la marcha analítica para cationes. En ese mismo equipo, elabora el diagrama de la marcha analítica para aniones. 5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos. 8 .Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos.

LECTURA

Página 83 de 112 Página de

Nombre Competencia a Desarrollar Atributos de la competencia Instrucciones para el Alumno Instrucciones para el Docente Recursos materiales de apoyo Competencias Genéricas a Desarrollar Manera Didáctica de Lograrlas

Identificando Ag, Pb y Hg uutilizando la MSA.

No.

Identifica los cationes del grupo I utilizando la marcha analítica como prueba de cualitativa.

Proporcionar el instrumental necesario y la muestra que considere adecuada para lograr la experiencia. Indicados en el desarrollo de la práctica.

IDENTIFICACIÓN DE CATIONES DEL GRUPO I INTRODUCCIÓN El objeto de esta práctica es observar e identificar las reacciones características de los tres cationes pertenecientes al grupo I (Ag+, Pb2+ y Hg2 2+) y determinar si una muestra problema contiene algunos de estos iones. Los cationes de este grupo tienen la particularidad de que forman cloruros insolubles en presencia de ácidos diluidos. En la primera parte de la práctica se estudiarán las reacciones características que se producen al añadir determinados reactivos sobre disoluciones que contienen a los cationes objeto de estudio (Ag+, Pb2+ y Hg22+) y en la segunda parte se tratará de averiguar cuales de estos cationes están presentes en una muestra problema.

Página 84 de 112 Página de

REACTIVOS Y EQUIPOS - Ácido clorhídrico 2N. - Disolución de hidróxido amónico 2N. - Disolución de yoduro potásico 2N. - Disolución de cromato potásico al 5% (p/v). - Ácido acético 2N. - Ácido nítrico 2N. - Disolución de hidróxido sódico al 30% (p/v). - Disoluciones de Ag+, Pb2+ y 22 Hg . - Papel de filtro. - Embudo. - Tubos de ensayos.

ESTUDIO DE LAS REACCIONES CARACTERÍSTICAS Catión Ag+ - Tomar 3 tubos de ensayos y añadir, sobre cada uno de ellos, 5 ml (aproximadamente) de la disolución denominada Ag+ (que contiene ionesAg+). - Añadir 5 gotas de ácido clorhídrico 2N sobre el primer tubo de ensayo. La presencia de Ag+ dará lugar a un precipitado blanco (o a turbidez)debido a la reacción: Cl- + Ag+ →ClAg↓(blanco) Al tratar el precipitado con hidróxido amónico concentrado, se disolverápor la formación del complejo diamin plata (Ag(NH3)2+) ClAg + 2NH3 →Cl- + Ag(NH3)2+ - Adicionar varias gotas de la disolución de yoduro potásico 2N sobre el segundo tubo de ensayo. La aparición de un precipitado amarillo claro, cuajoso, nos indicará la presencia de Ag+. Ag+ + I- → IAg↓(amarillo) - Agregar sobre el tercer tubo unas gotas de disolución de cromato potásico al 10%. La aparición de precipitado rojo soluble en hidróxido amónico, nos muestra la existencia de Ag+. 2Ag+ + CrO4 2- → CrO4Ag2↓(rojo) Catión de Pb2+ - Tomar 3 tubos de ensayos y añadir, sobre cada uno de ellos, 5 ml (aproximadamente) de la disolución denominada Pb2+ (que contiene iones Pb2+) - Añadir 5 gotas de ácido clorhídrico 2N sobre el primer tubo de ensayo. La presencia de Pb2+ dará lugar a un precipitado blanco (o a turbidez) debido a la reacción: 2Cl- + Pb2+

Cl2Pb↓(blanco)

Al tratar el precipitado con hidróxido amónico 2N no se disuelve y sigue blanco. - Adicionar varias gotas de solución de cromato potásico al 5% sobre el segundo tubo de ensayo. La presencia de un precipitado amarillo (insoluble en ácido acético 2N y fácilmente soluble en un hidróxido sódico al 30%) indica la existencia de Pb2+. Pb2+ + Cr4 2-

CrO4Pb ↓(amarillo)

Página 85 de 112 Página de

- Agregar sobre el tercer tubo varias gotas de yoduro potásico 2N. La formación de un precipitado amarillo cristalino, que se disuelve encaliente y al enfriar precipita en forma de escamitas doradas brillantes (“lluvia de oro”) muestra la presencia de Pb2+. Pb2+ + 2I- → I2Pb↓(amarillo) Catión de Hg22+ - Tomar 3 tubos de ensayo y añadir, sobre cada uno de ellos, 5 ml (aproximadamente) de la disolución denominada Hg22+ (que contiene iones Hg22+). - Añadir 5 gotas de ácido clorhídrico 2N sobre el primer tubo de ensayo. La presencia de Hg2 2+ dará lugar a un precipitado blanco (o a turbidez) debido a la reacción: Hg22+ + 2Cl- → Cl2Hg2↓(blanco) Este precipitado blanco se ennegrece por la acción del hidróxido amónico 2N con dismutación del ion mercurioso: Cl2Hg2 + 2NH3 →Hg + ClHg(NH2) + NH4+ + Cl- Adicionar varias gotas de cromato potásico al 10% sobre el segundo tubo de ensayo. La aparición de un precipitado (que en frío es amorfo y decolor pardo y que en caliente se hace cristalino y de color rojo) indica lapresencia de Hg22+. CrO42- + Hg22+ →CrO4Hg2↓(pardo en frío, rojo en caliente) - Agregar unas gotas de yoduro potásico 2N en el tercer tubo. La presencia de Hg 22+ se pone de manifiesto por la aparición de un color verde amarillento, que con un exceso de yoduro se disuelve dando lugar a Hg metálico e iodomercuriato: Hg22+ + 2I- →I2Hg2↓ I2Hg2 + 2I- →Hg + HgI42IDENTIFICACIÓN DE CATIONES EN UNA MUESTRA PROBLEMA Operaciones previas - Poner en un vaso de precipitado unos 15 ml de la muestra problema. - Añadir unas gotas de ácido clorhídrico 2N, se formará un precipitado blanco si existen uno o varios de los cationes estudiados (Ag+, Pb2+ y Hg22+). - Filtrar con un embudo y papel de filtro y recoger el filtrado sobre un tubo de ensayo. Añadir una gota de ácido clorhídrico 2N a las aguas de lavado, para verificar que no quedan cationes del grupo I. Identificación a) Catión Pb2+. - Lavar el precipitado con agua destilada caliente y recoger los líquidos de lavado en otro tubo de ensayo (si hay Cl2Pb éste pasará al agua caliente). - Repartir este agua caliente entre dos tubos de ensayos, e identificar en cada uno de ellos la presencia de Pb2+ con los reactivos yoduro potásico y cromato potásico, de acuerdo con lo indicado en el apartado b) Catión Ag+. - Lavar nuevamente el precipitado con solución acuosa de hidróxido amónico 2N. El ClAg se disuelve al formarse el complejo soluble diamínplata. Página 86 de 112 Página de

ClAg + 2NH3 →Cl- + Ag(NH3)2+ - Repartir las aguas de lavado en dos tubos de ensayos e identificar en cada uno de ellos la presencia de Ag+ con los reactivos yoduro potásico y ácido nítrico 2N, que formarán precipitados de IAg y ClAg, respectivamente: Ag(NH3)2+ + I- + 2H+ →IAg↓+ 2NH4+ Ag(NH3) Cl + 2NO3H →2NO3NH4 + ClAg↓ c) Catión Hg22+. En caso de existir Hg22+, se ennegrecerá el papel de filtro por la aparición de Hg procedente de la reacción: Cl2Hg2 + 2NH3 →Hg + ClHg(NH2) + NH4+ + ClActividad 1. Realiza un diagrama de flujo del proceso anterior 2. Anota tus resultados 3. Escribe las reacciones efectuadas en cada paso y balancéalas por el método que quieras. 4. Escribe las dificultades a las que te enfrentaste al correr esta prueba.

Utilizar las pipetas directamente sin lavar por lo que puedes tener resultados equivocados. Lavar adecuadamente o utilizar alguna mezcla crómica para el lavado.

Si no cuentas con alguno de los reactivos mencionados en las determinaciones. Puedes sustituir por algún otro, mencionado en la bibliografía.

Página 87 de 112 Página de

Nombre Competencia a Desarrollar Atributos de la competencia

Identificando cationes y aniones

No.

Instrucciones para el Alumno

Identifica los cationes del grupo I utilizando la marcha analítica como prueba de cualitativa.

Instrucciones para el Docente

Proporcionar el instrumental necesario y la muestra que considere adecuada para lograr la experiencia.

Recursos materiales de apoyo Competencias Genéricas a Desarrollar Manera Didáctica de Lograrlas

Indicados en el desarrollo de la práctica.

IDENTIFICACIÓN DE CATIONES Y ANIONES (parte primera) La identificación de cationes y aniones por métodos clásicos se realiza mediante reacciones específicas de cada ión en las que se pueda ver un cambio a simple vista: un cambio de color o la aparición de un precipitado al formarse un sólido insoluble. ¿Qué es un sólido insoluble? Ningún sólido es totalmente insoluble pero, como criterio general, se considera que un sólido es insoluble si no puede tener en disolución una concentración superior a 102mol/l .

Página 88 de 112 Página de

Para disponer de un conjunto de reacciones que nos permitan identificar algunos cationes y aniones vamos a preparar algunas de esas reacciones específicas de cada ión para luego utilizarlas en la identificación de una disolución desconocida. Material Gradilla con tubos de ensayo Cuentagotas Reactivos Disoluciones 0,1 M de Mg2+ , Ca2+, Sr2+ y Ba2+ esto es, de los metales alcalinotérreos. Si es posible, nitratos y si no, cloruros. Disoluciones 0,1 M de CO3 , SO4 , C2O , S-2 y CrO4 , si es posible, sales sódicas y si no, potásicas o amónicas. -2

-2

–2

PROCEDIMIENTO Colocar 20 tubos de ensayo en una gradilla ordenados como en la tabla.

-2

CO3 SO4 -2 CrO4 -2 C2O4 -2 S-2 Añadir 15 gotas de la disolución que contiene trioxocarbonato (IV) con 15 gotas de la disolución de magnesio +2 en el tubo de ensayo correspondiente y tomar nota de lo que se observe. Repetir el procedimiento con los demás tubos hasta completar la gradilla. Anotar en la tabla dónde se ha formado algún precipitado. Conservar la gradilla con los tubos para poder cotejarlos con la disolución problema. El profesor dará a cada grupo tubos con un solo ión para que lo identifiquen. CUESTIONES 1. Escribir las fórmulas de los dos productos posibles que pueden formarse al mezclar cada par de disoluciones. Señalar cuáles serán los insolubles, teniendo en cuenta que las sales sódicas son solubles casi siempre. 2. Escribir las reacciones químicas que han dado lugar a precipitados insolubles. 3. Indicar qué catión-problema han identificado y en qué basan su identificación. IDENTIFICACIÓN DE CATIONES Y ANIONES (Segunda parte) Vamos a identificar algunos cationes de otra zona del sistema periódico, metales de transición en lugar de los alcalinotérreos de la anterior experiencia. Materiales Dos gradillas con 24 tubos de ensayo cada una. Cuentagotas

Reactivos. 0,1 M de Ag+ 0,1 M de Mn+2 0,1 M de Cd+2 0,1 M de Co+2 0,1 M de Ni+2

Disoluciones: cationes, 100 cm3

0,1 M de Zn+2 0,1 M de Pb+2 0,1 M de Fe+3 0,1 M de Cu+2 0,1 M de Cr+3

aniones, 500 cm3 0,1M de Cl 0,1M de OH 0,1M de CO3 -2

0,1M de SO4 -2

0,1M de S –2 aprox

Procedimiento

Página 89 de 112 Página de

En los 50 tubos de ensayo se efectúan las 50 combinaciones diferentes posibles entre las 10 disoluciones de los cationes y las 5 disoluciones de los diferentes aniones. Para ello, cada equipo estudia un catión y hace sus combinaciones con los cinco aniones. Ag+

Mn+2

Cd2+

Co+2

Ni+2

Cr+3

Zn2+

Pb2+

Fe+3

Cu2+

ClOHCO32 -

SO42S2Para ello adicionar 15 gotas de disolución de plata +1 a cada uno de los cinco tubos de la primera columna, a los que se irá añadiendo 15 gotas del anión correspondiente de la columna vertical. Cada catión se hará de la misma manera. Anotar en la tabla dónde se ha formado algún precipitado. Conservar la gradilla con los tubos para poder cotejarlos con la disolución problema. El trabajo de cada grupo se recogerá en una tabla común que pueda servir como guión para identificación de los diferentes cationes. Por último, el profesor dará a cada grupo tubos con un solo ión para que lo identifiquen. CUESTIONES 1. ¿Qué sales insolubles se han formado? 2. Escribir las reacciones químicas que han dado lugar a precipitados insolubles.

3. Indicar qué catión-problema han identificado y en qué basan su identificación.

Tirar los sobrenadanates con la posibilidad de utilizar en otras pruebas. Elaborar un diagrama que te permita checar paso a paso cada una de las determinaciones.

Si no cuentas con alguno de los reactivos mencionados en las determinaciones. Puedes sustituir por algún otro, mencionado en la bibliografía.

Página 90 de 112 Página de

Cada una de las actividades que realizaste te han permitido desarrollar las habilidades y destrezas que necesitas para lograr la competencia: Utilizar las reacciones químicas para la identificación de sustancias. Nos ha dado gusto trabajar junto a ti esperamos que el objetivo se haya cumplido y que tengas deseos de conocer aún mas de este tipo de pruebas. En esta competencia aprendiste lo que es una reacción química como se representa, los símbolos más utilizados, a clasificar las reacciones, y a balancearlas, cumpliendo con la ley de la conservación de la masa. Además aprendiste a realizar una prueba muy importante en el análisis cualitativo que es la marcha analítica de cationes, esperamos que te hayan servido cada ejercicio, investigación y prácticas de laboratorio aquí realizadas. La evaluación de la competencia, se llevará a cabo, con la aplicación de los instrumentos de evaluación durante el desarrollo de las actividades que el docente considere pertinentes y que demuestren el cien por ciento de los criterios señalados en la guía de observación y lista de cotejo correspondientes.

Página 91 de 112 Página de

Nombre Competencia a Desarrollar

Identificando cationes y aniones de una muestra problema.

No.

Separar e Identificar cationes y Aniones utilizando la Marcha analítica.

competencia

Instrucciones para el Alumno

La siguiente practica enlaza cada competencia que viste en esta guía esperamos te ayude a reafirmar lo que aprendiste y a reforzar cada una de las pruebas preliminares antes descritas.

Atributos de la

Instrucciones para el Docente Recursos materiales de apoyo Competencias Genéricas a Desarrollar Manera Didáctica de Lograrlas

a) Proporcione cinco muestras problema para identificar los componentes que la integran por pruebas preliminares. b) Prepare una muestra donde pueda el alumno identificar los cationes del grupo I por la marcha analítica. Indicados en el desarrollo de la práctica.

MATERIAL REACTIVOS 4 tubos de ensayo HCl concentrado 1 Mechero Bunsen Bórax 1 Baño Maria 1 Gotero 2 vasos de precipitados 1 Triangulo de porcelana y 1 Tripee Procedimiento

Página 92 de 112 Página de

1. Analizar cada muestra aplicando las pruebas preliminares de identificación: a) Ensayo a la flama b) Reducción de Carbón Vegetal. c) Perla de Bórax. d) Ácido Sulfúrico para aniones. 2. Ejecuta la marcha analítica para identificación de cationes en la Muestra proporcionada por tu maestro. I. Completa la Tabla

Prueba preliminar

Color

Ensayo a la flama

1. 2. 3. 4. 5. 1.

Reacción al carbon vegetal

Perla de Borax

Acido sulfúrico diluido

Acido sulfúrico concentrado

Observación

Elemento determinado

2. 3. 4. 5. 1. 2. 3. 4. 5. 1. 2. 3. 4. 5. 1. 2. 3. 4. 5.

II. Realiza un diagrama de flujo que permita observar cada paso efectuado en la marcha analítica así como tus resultados obtenidos. III. Escribe cada reacción efectuada en la práctica y balancea por el método que quieras.

Página 93 de 112 Página de

Tirar los sobrenadanates con la posibilidad de utilizar en otras pruebas. Elaborar un diagrama que te permita checar paso a paso cada una de las determinaciones.

Si no cuentas con alguno de los reactivos mencionados en las determinaciones. Puedes sustituir por algún otro, mencionado en la bibliografía.

Página 94 de 112 Página de

En este submódulo llamado: “Realizar los análisis cualitativos a una muestra determinada” desarrollaste dos competencias: ejecutar las pruebas preliminares de identificación de sustancias y utilizar las reacciones químicas para la identificación de sustancias por la técnica de marcha analítica. Mediante estas habilidades has aprendido a identificar elementos y sustancias presentes en muestras problema por medio del color que emiten. Además has recordado que es una reacción química, como clasificarla y como balancearla. Cuyos conocimientos pondrás en práctica en la separación de cationes y aniones por el método de marcha analítica que es utilizada en la industria para identificar componentes desconocidos. Estas habilidades las has adquirido mediante ejemplos, ejercicios, trabajos de investigación y ejecución de prácticas de laboratorio. Sin embargo te invitamos a conocer a un más de estos temas tan interesantes y tan importantes para que refuerces tus aprendizajes y te puedas integrar al campo laboral como analista en un laboratorio de análisis físico-químicos, Clínicos, Plantas tratadoras de agua, en el campo de la mineralogía entre otros. La evaluación de estas competencias será dirigida por tu asesor basado en los instrumentos de evaluación para este submódulo.

¡¡¡FELICIDADES!!!

Página 95 de 112 Página de

Se realiza una evaluación al portafolio de evidencias de los alumnos de el submodulo, para conocer su aprovechamiento, asi también para darle a conocer sus aciertos y fallas durante el transcurso del submodulo en el semestre.

Página 96 de 112 Página de

Arthur I. Vogel. Química Analítica Cualitativa, Editorial Kapelusz., 5 ª Edición Curtman Luis J., Análisis Químico Cualitativo y Cuantitativo, Editorial Nacional, S.A., 2da Edición. Harvey, David Química Analítica Moderna, Editorial Mc. Graw Hill, Impreso en España. Holkova Ludmila, Análisis Químico Cualitativo, Editorial Trillas Joseph Norman, Análisis Cualitativo y Química Inorgánica, Ed. Cecsa, Vigésima reimpresión febrero de 1993. Carpenter L. Phillip. Microbiología. Editorial. Interamericana. Casas Z (1997). Técnicas de Laboratorio Químico de Operaciones Básicas 1er. Curso. España. Editorial Don Bosco. Cristóbal Delgado RL, Maurtua Torres DJ. Evaluación bacteriológica de quesos frescos artesanales comercializados en Lima, Perú, y la supuesta acción bactericida de Lactobacillus spp.. Rev Panam Salud Publica. 2003;14(3) Disponible en: http://journal.paho.org/index.php? a_ID=587 Curtman Luis J., Análisis Químico Cualitativo y Cuantitativo, Editorial Nacional, S.A., 2da Edición Felder,Rousseau. Principios básicos de los procesos químicos. Ed. El Manual Moderno, S.A, 1981.

Página 97 de 112 Página de

HORADAR: Agujerar una cosa atravesándola de parte a parte. COMBUSTION: Acción y efecto de arder o quemar. GRADUACIÓN: Numero de grados que tiene una cosa o la proporción de ciertos componentes. FUNDENTE: Que facilita la fundición. PUNTO DE IGNICIÓN: Estado de un cuerpo que arde o está incandescente. CAVERNOSO: Que tiene muchas cavernas FUSIÓN: Fenómeno que consiste en la transformación de un sólido en líquido por acción del calor. COLOR PARDO: Del color de la tierra, o de la piel del oso común, intermedio entre blanco y negro, con tinte rojo amarillento, y más oscuro que el gris. HOMOGENÉA: Díc. Del compuesto cuyos elementos son de igual naturaleza o condición. PRECIPITADO: Es un sólido formado a partir de una solución. La mayoría de los precipitados que se encuentran en este tipo de análisis son sales ligeramente solubles formadas por la combinación de iónes de una solución saturada, la cual temporalmente se sobresatura por la adición del agente precipitante. La solución sobresaturada se revierte rápidamente a solución saturada, conforme los iónes se combinan para formar el precipitado. SOLUCIÓN NORMAL: Una solución 1N es la que contiene un peso equivalente, en gramos, del reactivo en un litro de solución. SOLUCIÓN MOLAR: Una solución 1 M es aquella que contiene un peso de formula, en gramos, de una sustancia en un litro de solución. CENTRIFUGADO: Liquido sobre nadante de un precipitado. RESIDO: Sólido que resulta al separar el centrifugado del precipitado. Métodos de separación que se más utilizan en análisis cualitativo. Los Métodos de Separación se basan en diferencias entre las propiedades físicas de los componentes de una mezcla, tales como: Punto de Ebullición, Densidad, Presión de Vapor, Punto de Fusión, Solubilidad, etc. FILTRACIÓN: El procedimiento de Filtración consiste en retener partículas sólidas por medio de una barrera, la cual puede consistir de mallas, fibras, material poroso o un relleno sólido. DECANTACIÓN: El procedimiento de Decantación consiste en separar componentes que contienen diferentes fases (por ejemplo, 2 líquidos que no se mezclan, sólido y líquido, etc.) siempre y cuando exista una diferencia significativa entre las densidades de las fases. EVAPORACIÓN: El procedimiento de Evaporación consiste en separar los componentes más volátiles exponiendo una gran superficie de la mezcla. El aplicar calor y una corriente de aire seco acelera el proceso. CRISTALIZACIÓN: Una Solución consta de dos componentes: El Disolvente y el Soluto. Las Soluciones pueden ser No-Saturadas, Saturadas y Sobre-Saturadas PRECIPITADO. Un precipitado es un sólido formado a partir de una solución. La mayoría de los precipitados que se encuentran en análisis cualitativo son sales ligeramente solubles formadas por la combinación de iones de una solución saturada, la cual temporalmente se sobresatura por la adición del agente precipitante. La solución sobresaturada se revierte rápidamente a solución saturada, conforme los iones se combinan para formar el precipitado. SATURACIÓN. Una solución saturada es aquella en la cual la concentración con soluto sin disolver ya sea que éste se encuentre o no presente. SOBRESATURACIÓN. Una solución sobresaturada es aquella que contiene más soluto del que puede estar en equilibrio con soluto sin disolver. SOLUCIÓN NORMAL. Una solución uno normal (1 N) es la que contiene un peso equivalente, en gramos, del reactivo en un litro de solución. PESO EQUIVALENTE. El peso equivalente de una sustancia depende de la reacción en la que está involucrada. Aunque el átomo de hidrógeno es el estándar de equivalencia, existen reacciones, tales como las de oxidación – reducción, en las cuales no esta implicado hidrógeno alguno.

Página 98 de 112 Página de

PESOS EQUIVALENTES DE ÁCIDOS Y BASES. En el HCl existe un átomo de hidrógeno que se puede ionizar para producir iones hidrógeno. La cantidad de HCl en gramos que puede rendir un peso atómico de hidrógeno en forma de iones, es el peso equivalente de HCl, o sean 36.46 g. En el H 2SO4 existen 2 átomos de hidrógeno por molécula o 2 pesos atómicos de hidrógeno por el peso de la formula. La mitad del peso de la fórmula del ácido sulfúrico es su peso equivalente. Para bases tales como el NaOH y el Ca (OH)2 cada oxhidrilo ** es químicamente equivalente a un ion o átomo de hidrógeno. Por consiguiente, un peso de la fórmula del NaOH es su peso equivalente, y la mitad del peso de la fórmula del Ca (OH)2 es su peso equivalente. PESOS EQUIVALENTES DE SALES. Para encontrar el peso equivalente de una sal, se divide el peso de su fórmula entre la valencia total, positiva o negativa. SOLUCIÓN MOLAR. Una solución uno molar (1 M) es aquella que contienen un peso de formula, en gramos, de una sustancia en un litro de solución. La sustancia puede ser un compuesto molecular (no ionizado), un compuesto iónico, o una especie iónica, por lo que para expresar las concentraciones molares de las sustancias, se debe usar una notación especial. Esta consiste en cerrar la formula entre paréntesis. SOLUCIÓN FORMAL. Una solución uno formal (1 F) es aquella que se prepara disolviendo un peso de la formula, en gramos, de una sustancia en solvente y diluyendo 1 litro. El término formal es relativamente nuevo; puede aplicarse a soluciones de todos los compuestos iónicos o de otra índole y es el término apropiado para expresar las concentraciones de sustancia como las sales. El termino molar debe de aplicarse para designar la concentración de moléculas en solución y no debe ser aplicado a soluciones de sustancias que están en gran parte en forma de iones de solución. No obstante, el uso a establecido que las concentraciones de iones y de sustancias iónicas, así como de compuestos moleculares, se designen en términos de molaridad, a menos que por una razón especifica se requiera el uso del termino formal. OXIDACIÓN Y REDUCCIÓN. Oxidación y reducción son términos que se aplican a cambios en la valencia con número de oxidación, en el curso de una reacción. Si un elemento pierde electrones adquiere un numero de oxidación (o valencia) mayor o mas positivo, y se dice que se “oxido”. Si un elemento gana electrones adquiere un numero de oxidación (o valencia) menor o mas negativo, y se dice que se “redujo”. LA ECUACIÓN DE DILUCIÓN. A menudo se necesitan preparar una solución de una concentración determinada, a partir de una solución mas concentrado. Este problema, y otros que se refieren a concentraciones, pueden ser resueltos mediante la que se conoce con el nombre de ecuación de “dilución”. Esta ecuación es una aplicación de la siguiente definición de concentración. Concentración =

peso del soluto Volumen de Solución

Resolviendo esta ecuación por lo que se refiere al peso del soluto: Pero del soluto = concentración x volumen Si se desea saber que volumen de una solución de concentración conocida se debe de usar para preparar otro volumen con una concentración menor, se razona que ambas soluciones tendrán el mismo peso de soluto. Esto es obvio, puesto que una solución meramente se diluye con agua para preparar la otra, sin alternarse la cantidad total de soluto disuelto. Si los pesos de soluto son iguales en ambas soluciones entonces: Concentración1 x Volumen1 = peso de soluto = concentración2 x Volumen2, O de manera más sencilla:

Página 99 de 112 Página de

Concentración1 x Volumen1 = concentración2 x Volumen2, En donde la concentración1 y el Volumen, se refiere a la primera solución y la concentracion2 y el volumen a la segunda. Y volumen, pero estas unidades deben estar en cualesquiera unidades de peso y volumen, pero estas unidades deben ser las mismas para ambas soluciones. Las unidades más comunes de gramos por litro, o de libras por galón, también son satisfactorias. BALANCEO DE ECUACIONES. Las ecuaciones químicas son representaciones “taquigráficas” mediante las que se expresa cuales sustancias reaccionen, cuáles se producen, y los pesos relativos de reacciones y productos. Para que los pesos relativos puedan ser correctos, las ecuaciones se deben balancear.

Página 100 de 112 Página de

GUIA DE OBSERVACION: TGE-04/M5S3/ED1-3 ANEXO 1 GUÍA DE OBSERVACIÓN DE LA PRÁCTICA Práctica de submódulo:

Calificación:

Profesor: Grupo: ______

Fecha: _________

Calificación: _____

Alumno: Categorías de evaluación

Total

1.- Sigue las instrucciones y procedimientos establecidos en la técnica (4p) 2.- Define e identifica los objetivos que se pretenden cumplir al realizar la práctica de laboratorio (3p) 3.- Trabaja constructivamente de manera que ponga en práctica sus habilidades y saberes (1p) 4.- Asume su responsabilidad y delega actividades a sus compañeros (2p) Total

ANEXOS:FORMATO DE RÚBRICA DEL REPORTE DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO: Página 101 de 112 Página de

Práctica de submódulo:

Calificación:

Profesor: Grupo: ______

Fecha: _________

Calificación: _____

Alumno: Categorías de evaluación

Total

1.- El reporte cumple con las especificaciones de letra , tamaño, justificación de texto y márgenes. (4p) 2.- El reporte contiene la estructura en el orden en que se especificó (3p) 3.- La investigación para la introducción contiene la información requerida por el profesor (1p) 4.- Escribe sus conclusiones en base a los resultados obtenidos al término de la practica (2p) Total

Página 102 de 112 Página de

COLEGIO DE ESTUDIOS CINTIFICOS Y TECNOLOGICOS DEL ESTADO DE TLAXCALA

MODULO II SUBMODULO 2 INSTRUMENTO DE EVALUACIÓN: GUÍA DE OBSERVACIÓN PROFESOR: FIRMA DEL PROFESOR ALUMNO: SESIÓN: GRADO Y GRUPO: FECHA DE APLICACIÓN: OBJETIVO PARTICULAR: EVALUAR EXPOSICIÓN DEL TEMA TEMA: TECNICAS DIDÁCTICAS: COEVALUACIÓN INSTRUCCIONES: Solicite a un equipo que evalúe el desempeño de los integrantes del equipo que está exponiendo. No Requisitos a evaluar Escala Calificación 1

Los integrantes conocen el tema

No cumple = 0

Sus exposiciones son congruentes con el tema

Si cumple = 1- 2 No cumple = 0

Tiene claridad para exponer sus ideas

Si cumple =1- 2 No cumple = 0

Utilizan material didáctico para su exposición

Si cumple = 1- 2 No cumple = 0 Si cumple = 1- 2

Motiva la participación del grupo

CALIFICACIÓN NO DEL EQUIPO QUE REVISO

No cumple = 0 Si cumple = 1- 2 TOTAL VO.BO. DEL PROFESOR

Página 103 de 112 Página de

COLEGIO DE ESTUDIOS CINTIFICOS Y TECNOLOGICOS DEL ESTADO DE TLAXCALA

MODULO II SUBMODULO 2 INSTRUMENTO DE EVALUACIÓN: LISTA DE COTEJO PROFESOR: ALUMNO:

FIRMA DEL PROFESOR: SESIÓN:

GRADO Y GRUPO:

FECHA DE APLICACIÓN:

OBJETIVO PARTICULAR: EVALUAR MAPA CONCEPTUAL TEMA: TECNICAS DIDÁCTICAS: COEVALUACIÓN INSTRUCCIONES: Solicite a un equipo que registre si el trabajo de otro equipo SI cumple con los requisitos establecidos. Haga la misma actividad con el resto de los equipos. No

Requisitos a evaluar

Escala

El mapa conceptual tiene título y tema al que pertenece

No cumple = 0 Si cumple = 1

El mapa conceptual tiene los conceptos principales

No cumple = 0 Si cumple = 1- 3

Los conceptos principales están en recuadros

No cumple = 0 Si cumple = 1

Los conceptos están unidos por líneas y palabras conectoras

No cumple = 0 Si cumple = 1- 2

El mapa conceptual tiene ejemplos de los conceptos principales.

No cumple = 0 Si cumple = 1- 3

CALIFICACIÓN NO. DEL EQUIPO QUE REVISO

Calificación

TOTAL VO.BO. DEL PROFESOR

Página 104 de 112 Página de

COLEGIO DE ESTUDIOS CINTIFICOS Y TECNOLOGICOS DEL ESTADO DE TLAXCALA

MODULO II SUBMODULO 2 INSTRUMENTO DE EVALUACIÓN: LISTA DE COTEJO FIRMA DEL PROFESOR:

PROFESOR:

ALUMNO: GRADO Y GRUPO: OBJETIVO PARTICULAR: TEMA:

SESIÓN: FECHA DE APLICACIÓN: EVALUAR EL MAPA MENTAL

TECNICAS DIDÁCTICAS:

COEVALUACIÓN.

INSTRUCCIONES:

Requisito

Intercambia tu mapa mental con el compañero de tu elección, y siguiendo la lista de cotejo que a continuación se muestra evalúa su mapa de acuerdo a la escala correspondiente. Escala OBSERVACIONES NO SI

1. El tema principal va centrado 2. Su ilustración es en el orden del sentido

de las manecillas del reloj. 3. Aclara cada idea 4. El mapa mental tiene más de dos niveles 5. Su mapa mental contiene texto e

imágenes 6. Socializo su mapa.

CALIFICACIÓN NO DEL EQUIPO QUE REVISO

Página 105 de 112 Página de

COLEGIO DE ESTUDIOS CINTIFICOS Y TECNOLOGICOS DEL ESTADO DE TLAXCALA

MODULO II SUBMODULO 2 INSTRUMENTO DE EVALUACIÓN: A DE OBSERVACIÓN FIRMA DEL PROFESOR:

PROFESOR:

ALUMNO: GRADO Y GRUPO: OBJETIVO PARTICULAR: TEMA:

SESIÓN: FECHA DE APLICACIÓN: EVALUAR EL MAPA MENTAL

TECNICAS DIDÁCTICAS:

EVALUAR EL DESARROLLO DE LA PRÁCTICA.

FECHA:

INSTRUCCIONES:

Realiza la práctica de laboratorio siguiendo las instrucciones escritas en la práctica, utiliza bata de laboratorio y cumple con todas las medidas de seguridad correspondiente. Requisitos para calificar la ESCALA OBSERVACIONES práctica de laboratorio: SI NO Usa bata de laboratorio Sigue las instrucciones de la práctica Trabaja activamente en el laboratorio Es disciplinado para trabajar Es puntual Lava el material de laboratorio antes y después de utilizarlo TOTAL DE LA CALIFICACIÓN FIRMA DEL PROFESOR

Página 106 de 112 Página de

COLEGIO DE ESTUDIOS CINTIFICOS Y TECNOLOGICOS DEL ESTADO DE TLAXCALA

MODULO II SUBMODULO 2 INSTRUMENTO DE EVALUACIÓN: LISTA DE COTEJO OBJETIVO PARTICULAR: EVALUAR EL REPORTE DE LA PRÁCTICA DE LABORATORIO TEMA: TECNICAS DIDÁCTICAS: EVALUACIÓN FECHA: DOCENTE: MATERIA: ALUMNO: INSTRUCCIONES: REALIZA EL REPORTE DE LA PRÁCTICA DE LABORATORIO REQUISITOS PARA CALIFICAR LA PRÁCTICA DE LABORATORIO

CUMPLE SI

PUNTUACIÓN OBTENIDA / OBSERVA CIONES

Presentación 5%. El reporte cumple con los requisitos de: • Buena presentación • No tiene faltas de ortografía o dominio del tema • Maneja el lenguaje técnico apropiado. Estructura del reporte5%. El reporte contiene: • Debe cumplir con el 100 %. • Introducción y objetivo • Descripción de experimentos • Memorias de cálculo • Observaciones en cada experimento • Cuestionario escrito contestado • Recomendaciones a la práctica. • Bibliografía o fuentes de información Desarrollo 30%. Durante el desarrollo de la practica • Se siguieron las recomendaciones de seguridad • Se realizaron los experimentos, conforme el instructivo. • Se siguieron buenas prácticas de laboratorio. • Se mantuvo el orden y limpieza durante el desarrollo. Conclusiones 10%. Las conclusiones son claras y acordes con el objetivo esperado Responsabilidad 10%. Entregó el reporte en la fecha y hora señalada

TOTAL DE LA CALIFICACIÓN FIRMA DEL PROFESOR

Página 107 de 112 Página de

ANEXO 2 2.4.1.1 Análisis Químico Cualitativo El Análisis Químico Cualitativo o Análisis Cualitativo permite conocer los elementos o las entidades iónicas presentes en una sustancia. Esta etapa del análisis es necesaria para realizar la determinación cuantitativa correcta. Para realizar un Análisis Químico de cualquier sustancia sólida, es conveniente conocer algunas de las características físicas que nos pueden orientar sobre su naturaleza. Esto puede abreviar considerablemente una serie de ensayos en el laboratorio. Dependiendo de la naturaleza de la muestra y de los datos que se tienen sobre ella, hay varias formas de realizar un Análisis Cualitativo: A.- Cuando "se sospecha" la composición, se puede recurrir directamente a los ensayos específicos para las probables entidades. Hay que tener en cuenta que si dos o más entidades pueden tener comportamientos químicos parecidos ante un determinado ensayo (se interfieren), hay que separarlos antes del análisis propiamente dicho. B.- Cuando se tienen grandes dudas sobre la composición o se ignora totalmente, hay dos posibilidades: B.1.- Realizar una serie de ensayos de tipo general, tanto por vía seca, como por vía húmeda y deducir, a partir de ellos, los elementos probables. Posteriormente se van realizando los ensayos específicos de tales elementos. B.2.- Realizar marchas analíticas (vía húmeda) que permitan separar en grupos todas las posibles entidades y comprobar, en cada uno de esos grupos, la presencia o no de las entidades correspondientes. Existen marchas analíticas para cationes (la de los sulfuros y la de los carbonatos) y también para aniones. La realización de marchas analíticas requiere más trabajo y mejores medios que la opción anterior. Una de las ventajas de las marchas analíticas es que se evitan las interferencias, pero deben ser realizadas con gran cuidado para que cada entidad aparezca en el grupo que le corresponde y no se pierda en otros, de tal manera que nunca se llegaría detectar. En Mineralogía no es frecuente tener que recurrir a marchas analíticas. El esquema de trabajo más generalizado es el que se detalla a continuación.

2.4.1.1.1 Ensayos Vía Seca Se incluyen en este apartado una serie de ensayos que se realizan por la acción más o menos directa del fuego (ensayos piragnósticos). Es importante señalar que estos ensayos son orientativos, ya que no

Página 108 de 112 Página de

todos los minerales responden necesariamente a todos ellos. Los ensayos más usados son los siguientes: •

ENSAYOS A LA LLAMA

Las sales de ciertos cationes (alcalinos, alcalino-térreos, metales de transición) y de ciertos aniones (halogenuros, etc.) dan coloraciones características cuando se colocan a la llama de un mechero de gas. Otras sales dan luminiscencia a la llama. Los nitratos y los cloratos deflagran (avivan la llama al desprenderse oxígeno). Los sulfuros y los halogenuros decrepitan (estallan en pequeños trozos emitiendo sonidos). Otros minerales llegan a fundirse. El uso de la llama para observar el color emitido por algunos elementos es, en ciertos casos, muy orientativo. El método consiste en mezclar el mineral pulverizado con unas gotas de ácido clorhídrico y formar una pasta que se toma con un alambre de platino (o de nicrom, aleación de niquel y cromo) y se coloca a la llama oxidante de un mechero de gas. Si se observa algún color característico, puede indicar la presencia de determinados elementos. Hay que decir que este ensayo, al igual que otros de la vía seca es sólo orientativo y muchos elementos no dan nunca colores característicos y otros necesitan mucha concentración para ser observados. •

ENSAYOS EN TUBO CERRADO

Se realizan colocando el mineral en el fondo de un tubo de vidrio que se somete a un intenso calentamiento. Como consecuencia pueden observarse cambios de color, fusiones, decrepitaciones, desprendimiento de agua (que condensa luego en las paredes más frías del tubo) o desprendimiento de otros gases con olores y colores característicos. Son muy interesantes los sublimados que pueden aparecer en las paredes del tubo y que se relacionan con elementos tales como azufre, arsénico, antimonio o mercurio. Una vez terminado el calentamiento, es conveniente comprobar si el residuo que permanece en el fondo del tubo es magnético, sobre todo si sospechamos la presencia de elementos tales como hierro, cobalto, níquel o titanio. También puede realizarse el mismo ensayo mezclando previamente el mineral con algún fundente, como el bisulfato potásico (previamente seco) que ayuda a descomponerse a ciertos sulfuros. •

ENSAYOS EN TUBO ABIERTO

Se emplea un tubo acodado y abierto por ambos lados, figura. Se coloca el mineral pulverizado en el mismo codo y se calienta dejando una rama casi horizontal, mientras que la otra permanece inclinada, a modo de chimenea. Con ello se favorece el paso de aire por el mineral caliente (al contrario de lo que ocurre en el tubo cerrado). Las reacciones que tienen lugar son, en muchos casos, similares a las que se dan en tubo cerrado, pero en otros casos, el aporte de oxígeno da lugar a procesos de oxidación que conducen a diferentes resultados. Por ejemplo, un mineral ferroso pasa a magnetita en tubo cerrado, mientras que en tubo abierto pasa a hematite. Es conveniente observar también el proceso de enfriamiento, ya que puede haber reacciones reversibles. •

ENSAYOS A LA PERLA

Página 109 de 112 Página de

Los ensayos a la perla se suelen realizar mezclando el mineral pulverizado, bien con bórax o bien con otras sales. El fundamento de estos ensayos se encuentra en la formación, por medio del calor, de sales más o menos complejas, en las que se integran los cationes de los minerales, dando lugar a coloraciones características. Al igual que los demás ensayos de vía seca no todos los elementos dan coloraciones. El ensayo a la perla se puede realizar con hilos (idealmente de platino) o sobre soportes de escayola. El tipo de llama empleado influye, ya que se verifican procesos de oxidaciónreducción. La llama del mechero ha de ser siempre reductora, pero según se use el soplete se obtendrá un dardo oxidante o reductor y los colores de las perlas pueden ser diferentes en cada caso. También puede ocurrir que los colores de las perlas, una vez formadas, evolucionen a medida que se van enfriando y por ello conviene observarlas en caliente y en frío. •

ENSAYOS SOBRE CARBÓN

Se trata de uno de los ensayos más clásicos de la Mineralogía y requiere una especial destreza por parte del operador. Se considera que este ensayo es orientativo sobre la presencia de determinados elementos, en su mayoría metales de transición y semimetales tales como arsénico, antimonio, bismuto, selenio y teluro. Sin embargo, otros elementos no presentan comportamiento característico. El ensayo puede realizarse calentando el mineral sólo sobre el carbón o mezclado con ciertos reactivos, como yoduro potásico, cromato potásico, carbonato sódico, azufre, etc. Es importante observar el residuo obtenido como consecuencia de la reducción efectuada por el carbón y también el aspecto de la aureola que rodea al residuo. Modernamente se realiza este ensayo usando un soporte de escayola y mezclando el mineral con carbón.

2.4.1.1.2 Ensayos Vía Húmeda Son los ensayos realizados sobre las disoluciones procedentes del tratamiento del mineral con disolventes, ya sean ácidos o básicos. En ocasiones, es necesario realizar una disgregación en crisoles con la ayuda de fundentes. En las disoluciones del mineral, junto a sus componentes en forma iónica, aparecen los correspondientes a las sustancias que han intervenido en el proceso de solubilización. Esto hay que tenerlo en cuenta a la hora de realizar los análisis. Para encontrar los iones presentes en la disolución, hay dos opciones: A.- Realizar Marchas Analíticas. Esta opción se adopta en muy contadas ocasiones. B.- Realizar una serie de Ensayos Generales, tanto para cationes, como para aniones, consistentes en hacer reaccionar pequeñas porciones de la disolución con los reactivos siguientes:

Página 110 de 112 Página de

El uso de cada uno de estos reactivos debe estar condicionado por el tipo de disolvente que se haya usado para tratar al mineral. Por ejemplo, si el mineral se ha disuelto en ácido clorhídrico (ClH), no se debe añadir nitrato de plata, pues aparece un precipitado blanco de cloruro de plata (ClAg) causado por los cloruros del citado ácido. Por supuesto, tampoco debe añadirse el propio ácido clorhídrico como reactivo general:

Ácido clorhídrico (diluido) Ácido sulfúrico (diluido) Hidróxido sódico o potásico Hidróxido amónico (solución acuosa de amoniaco) Carbonato sódico Carbonato amónico Ferrocianuro potásico Cloruro de bario Nitrato de plata Sulfuro de sodio o ácido sulfhídrico Cianuro potásico (sólo en medios no ácidos) Peróxido de hidrógeno Yoduro potásico

Después del uso de los reactivos generales quedarán descartados un buen número de iones y unos sólo unos pocos serán probables. Para terminar de concretar se recurre a los reactivos específicos de cada una de las entidades. Una vez encontrada la composición química cualitativa, puede determinarse la mineralogía de la muestra objeto de estudio mediante sus propiedades físicas. Sin embargo, ello no es siempre posible y hay que llegar a conocer la composición cuantitativa para conocer la fórmula. Pero incluso, conociendo la composición química o la fórmula, no siempre se identifica la especie por completo (esto ocurre fundamentalmente en los silicatos) y hay que determinar la estructura.

Página 111 de 112 Página de

Pรกgina 112 de 112 Pรกgina de