LABORATORIO N°3 : GRUPO III, BORO-ALUMINIO

LABORATORIO N°3 : GRUPO III, BORO-ALUMINIO

QUIMICA INORGANICA 2016                                              OMAR TARCAYA

I)Boro

a) Obtención de ácido bórico.

Se peso exactamente 4 g de bórax anhidro en un vaso de precipitado, luego se le agrego 20 ml exactamente de agua destilado y se calento hasta que se disolvio, mientras se calentaba se agrego HCl hasta obtener un pH acido, el cual se controlaba con papel de filtro, que se torno de azul a rojo una vez que se acidifico.

Na2B4O7.10H2O(s)  +  H2O(l)  →  2NaBO2(ac)  +  H3BO3(ac)          a 70°C

NaBO2(ac)  +   H2O(l)  ↔  NaOH(ac)  +  H3BO3(ac)

HCl(ac)  +  NaOH(ac)  →  NaCl(ac)  +  H2O(l)

Na2B4O7.10H2O(s)  +   2HCl(ac)   →  2NaCl(ac)  +  4H3BO3(ac)  +  5H2O(l)

Observaciones:el borax se disolvio cuando se empezo a calentar el agua, el acido clorhidrico se agrego para que el equilibrio se desplaze hacia la derecha y asi producir mas acido borico.

Luego se llevo el vaso de precipitado a baño maria con hielo para disminuir la solubilidad del acido borico ya que a bajas temperaturas es menos soluble que el cloruro de sodio. Al rededor de media hora ya se formo el precipitado blanco y se retiro del baño maria para su filtrado donde el papel de filtro usado tenia una masa de 0,34g, una vez que se filtro se saco el papel del embudo y se lo coloco en un vidrio de reloj con una masa de 41,99g. Se llevo a la estufa unos 20 min y se volvio a pesar , donde se peso 45,23 g, entonces se calculó la masa de acido borico obtenido.

45,23 -  (41,99 + 0,34)  = 2,9 g

por estequeometria el rendimiento teorico dio un valor de:

4gNa2B4O7.10H2O  *  1mol Na2B4O7.10H2O *  4mol H3BO3                            *  61,83gH3BO3 = 2,59gH3BO3

                                     381,4gNa2B4O7.10H2O    1mol Na2B4O7.10H2O   1molH3BO3 

El rendimiento de la reaccion:

2,9gH3BO3     *  100% = 112 %

2,59g H3BO3

En conclusion nos dio un rendimiento anormalmente alto y esto puede deberse a que el agua no se evaporo completamente.

b)no se hizo

c)Exaltación de la acidez del ácido bórico:

Se usó dos tubos de ensayo, donde en uno se puso glicerina con un poco de fenolftaleina y se agrego hidroxido de sodio 0,1 N hasta reaccion alcalina.[pic 1][pic 2][pic 3][pic 4]

    │                                                                                        │                           │      -[pic 5][pic 6]

 ─C─OH        OH     OH        HO─ C─                           ─C─O               O─C─[pic 7][pic 8][pic 9][pic 10][pic 11][pic 12][pic 13][pic 14]

    │                                                     │                                │             B            │[pic 15][pic 16][pic 17][pic 18]

 ─C─OH      +      B      +       H+)O─C─   - 3H2O(l)  ↔  ─C─O               O─C─     (ac)+(H3O)+ (ac)      [pic 19][pic 20][pic 21][pic 22]

    │                                                     │                                │                           │[pic 23]

 ─C─OH             OH               HO─C─                           ─C─OH         HO─C─

    │                                                                                        │                           │

[pic 24][pic 25]

+3H2O(l)

En el otro tubo se coloco acido borico con hidroxido de sodio  y fenolftaleina.

H3BO3(ac)  +  NaOH(ac)  →  NaB(OH)4(ac)  +  NaOH(ac)

Observaciones: en ambos tubos se coloreo de violeta ya que aumento el pH, luego se mezclaron los dos tubos y las soluciones perdieron su coloracion, esto se debe a la exaltacion de la acidez del acido borico, ya que al reaccionar con la glicerina produce protones.

d) Coloración a la llama de ésteres de ácido bórico.

En un crisol se puso polvo de acido borico, se mojaron con alcohol etilico y acido sulfurico, se revolvio y luego con un encendedor se prendio, pudo observarse una flama color verde.

El acido sulfurico se usa como deshidratante, absorbiendo las moleculas de agua para que no interrumpan en la combustion.

3CH3-CH2-OH(ac)  +  B(OH)3(s)  →  B(CH3-CH2-O)3  +  3H2O(l)

II) ALUMINIO

1) Propiedades del aluminio.

a)Se puso  algunas virutas de aluminio en tres tubos de ensayos y se agrego un pequeño volumen de agua al primero,un pequeño volumen de de ácido clorhídrico 3 N al segundo y otro pequeño volumen ml de hidróxido de sodio 3 N al tercero.

Al(s)  +  H2O(l)  →   no hubo reaccion

2Al(s)  +  2HCl(ac)  +  12H2O(l)→  2Al(H2O)6Cl3(ac)  +  H2(g)

Al(s)  +  NaOH(ac)  +  H2O(l)  →  Na[Al(H2O)2(OH)4](ac)  +  H2(g)

Observaciones: en el primer tubo aunque se sometio a calor no se noto ningu cambio, con el acido se observo un burbujeo fuerte , en el tercer tubo aun con calor el burbujeo se noto leve.

b)Se trato  dos trozos de lámina de aluminio con una solución de cloruro mercúrico durante unos 10 minutos en un tubo de ensayo. Luego se enjuago bien con agua.Una de las laminas se sumergio en agua contenida en un tubo de ensayo.

Al2O3(s)  +  3HgCl2(ac)  →  2AlCl3(ac)  +  3HgO(ac)

AlCl3(ac)  +  6H2O(l)  →  [Al(H2O)6]3+  +  Cl-                            ya no tiene capa de oxido, al disociarse su sal en agua

Al(s)  +  3H2O(l)   →  Al(OH)3(ac)  +  3/2H2(g)

Observaciones: ya que el cloruro mercurico reacciona con la capa de oxido del aluminio, al sumergir esta en agua la capa de oxido que lo protege ya no esta presente y reacciona con el agua, formando su hidroxido, se noto un burbujeo.

La otra lamina una vez enjuagada se seco bien y se dejo en contacto con el aire durante unos minutos sobre un vidrio de reloj.

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